(слайд № 2) Нефтеотходы - это остатки или отработанные в технологическом цикле нефтепродукты (масла, жидкие топлива и т.д.), имеющие ухудшенные физико-химические свойства. В соответствии с общепринятой классификацией они делятся на топливные, маслосодержащие и близкие к ним консистентные смазки. Кроме того, существуют нефтеотходы, загрязненные твердыми материалами, так называемые нефтешламы и осадки, а также кислые гудроны и смазочно-охлаждающие жидкости.

Классификация нефтешламов

(слайд № 3 ) В наиболее упрощенном виде нефтешламы представляют собой многокомпонентные устойчивые агрегативные физико-химические системы, состоящие главным образом, из нефтепродуктов, воды и минеральных добавок (песок, глина, окислы металлов и т.д.).

При всем многообразии характеристик различных нефтяных отходов все нефтешламы могут быть разделены на четыре основные группы в соответствии с условиями их образования: грунтовые, придонные, резервуарного типа и нефтешламы, образующиеся в самом процессе добычи нефти.

Отдельной группой стоят нефтешламы, образующиеся в процессе добычи нефти. При выходе из нефтяного пласта на поверхность земли нефть содержит взвешенные частицы горных пород, воду, растворенные в ней соли и газы. Нефть, получаемую непосредственно из скважин называют сырой нефтью, которая иногда сразу транспортируется в ближайшие центры нефтепереработки. Но в большинстве случаев добываемая нефть проходит промысловую подготовку, так как она может быть предназначена для экспорта или для транспортирования в отдаленные от мест добычи нефтеперерабатывающие заводы. Перечисленные выше примеси вызывают коррозию оборудования и серьезные затруднения при транспортировании и переработке нефтяного сырья. Именно поэтому перед транспортированием сырая нефть подготавливается: из нее удаляется вода, большое количество механических примесей, солей и выпавших твердых углеводородов. Вода, как правило, снова закачивается в пласт с нефтью для поддержания пластового давления, а отделённые механические примеси с нефтью образуют нефтешлам.

Главной причиной образования резервуарных нефтешламов является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов в объеме конкретного нефтеприемного устройства с влагой, кислородом воздуха и механическими примесями, а также с материалом стенок резервуара. В результате таких процессов происходит частичное окисление исходных нефтепродуктов с образованием смолоподобных соединений и ржавление стенок резервуара. Такие нефтешламы содержат в своем составе большое количество асфальтосмолистых и парафиновых отложений (АСПО).

Попутно, попадание в объем нефтепродукта влаги и механических загрязнений приводит к образованию водно-масляных эмульсий и минеральных дисперсий. При попадании воды в объем нефтепродуктов происходит образование устойчивых эмульсий типа вода-масло, стабилизация которых осуществляется наличием в составе нефтепродуктов природных стабилизаторов из разряда асфальтенов, смол и парафинов.

Устойчивость эмульсий типа вода-масло объясняется главным образом наличием на поверхности капелек эмульсии структурно-механического барьера, представляющего собой двойной электрический слой на межфазной поверхности. В состав таких защитных пленок могут входить соли поливалентных металлов органических кислот и других полярных компонентов нефтепродукта, которые дополнительно адсорбируются на асфальто-смолистых агрегатах и переводят их в коллоидное состояние. Помимо образования эмульсий в среде нефтепродуктов в процессе перевозки и хранения происходит образование полидисперсных систем при взаимодействии жидких углеводородов и твердых частиц механических примесей.

При длительном хранении резервуарные нефтешламы со временем отслаиваются и разделяются на несколько слоев, с характерными для каждого из них свойствами.

Верхний слой представляет собой малообводненный нефтепродукт с относительно невысоким массовым содержанием (до 5%) тонкодисперсных мехпримесей и относятся к классу эмульсий «вода в масле». В состав этого слоя входят 70-80% масел, 6-25% асфальтенов, 7-20% смол, 1-4% парафинов. Содержание воды не превышает 5-8%. Довольно часто органическая часть свежеобразованного верхнего слоя нефтешлама по составу и свойствам близка к хранящемуся в резервуарах исходному нефтепродукту. С глубиной слоя количество нефтепродуктов и примесей снижается.

Средний, сравнительно небольшой по объему слой, представляет собой мелкодисперсную эмульсию типа «масло в воде». Этот слой содержит 70-80% воды и 1,5-15% механических примесей.

Следующий слой, водный, целиком состоит из отстоявшейся минерализованной воды с плотностью 1,01-1,19 г/см³.

Наконец, придонный слой (донный осадок) обычно представляет из себя твердую фазу, включающую до 45% органики, 52-88% твердых механических примесей, включая окислы железа. Поскольку донный ил представляет собой гидратированную массу, то содержание воды в нем может доходить до 25%. Содержание нефтепродуктов относительно постоянное, количество механических примесей растет с глубиной.

По агрегатному состоянию нефтеотходы можно условно подразделить: на жидкие и твердые. Наибольший коммерческий интерес представляют жидкие нефтеотходы, представляющие собой водонефтяную эмульсию с содержанием нефти до 90 мас.%.

Проблема их утилизации в настоящее время решена путем переработки в существующей схеме подготовки товарной нефти. Жидкие нефтеотходы образуются в результате следующих процессов:

- откачки нефтезагрязненного слоя воды (промслоя) при подготовке нефти на установке предварительной подготовки нефти (УППН);

- порывов трубопроводов в зимнее время с попаданием нефти на снег;

- сбора ливневых, загрязненных нефтью стоков с территорий УППН в места размещения нефтеотходов.

Основными источниками образования твердых нефтеотходов являются: подземные и капитальные ремонты скважин (ПРС и КРС); порывы трубопроводов с паданием нефти на открытый грунт; зачистки резервуаров хранения нефти; протечки нефти через сальниковые уплотнения.

(Слайд №4)Все твердые нефтеотходы, образующиеся на стадиях добычи, подготовки и транспортировки нефти и газа, можно подразделить на 3 типа: отходы ремонта, асфальтосмолопарафиновые отложения (АСПО); нефтегрунт. Состав нефтеотходов прямо зависит от того, в результате какой операции он образуется. АСПО – особую группу нефтеотходов, которые образуются при зачистках технологического оборудования (резервуаров хранения нефти, канализационных колодцев); пропарке насосно-компрессорных труб с использованием специальных установок для депарафинизации. В отличие от других твердых нефтеотходов АСПО представляют собой чистый органический продукт, не смешанный с землей и содержащий только высокомолекулярные твердые углеводороды (до 93 мас.%).