Анализ атмосферного воздуха в выбросах технологической печи нефтеперерабатывающего завода г. Туапсе
Радиантная камера оснащена вертикальной системой змеевиков. Трубы расположены на опорах, на поде и на подвесках, которые закреплены на стенах печи. Это способствует обеспечению заданной структуры теплового потока и равномерности температуры в пределах периметра труб. Конвективный змеевик каждой камеры печи изготовлен из оребренных труб, размещенных в шахматном порядке. Первые три ряда труб… Читать ещё >
Анализ атмосферного воздуха в выбросах технологической печи нефтеперерабатывающего завода г. Туапсе (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Анализ атмосферного воздуха в выбросах технологической печи нефтеперерабатывающего завода г. Туапсе
Особенностью нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) является получение разнообразной продукции из исходного нефтяного сырья. К основным технологическим процессам переработки нефти относятся: подготовка нефти, ее обезвоживание и обессоливание; атмосферная и вакуумная перегонка; деструктивная переработка (крекинг, гидрогенизация, изомеризация); очистка светлых продуктов и получение и очистка масел [1].
На НПЗ нефть подвергают глубокой очистке до содержания солей менее 5 мг/л и воды менее 0,1% мас. Это производится на комбинированной электрообезвоживающей и электрообессоливающей установке — ЭЛОУ АВТ (атмосферно-вакуумная трубчатка). Технология глубокой перегонки нефти включает две стадии: атмосферную перегонку и перегонку под вакуумом мазута с отбором газойлевых фракций и в остатке гудрона.
На Туапсинском НПЗ в 2013 г. введена мощная российская установка первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-12. В 2012 г. В рамках контракта, заключенного между ОАО «Ижорские заводы» и ООО «РН-Туапсинский НПЗ» (входит в структуру НК «Роснефть»), в 2010 г. было изготовлено шесть тяжеловесных емкостных аппаратов, предназначенных для глубокой переработки нефти и получения высококачественного топлива стандарта Евро5. На церемонии пуска ЭЛОУ-АВТ-12 присутствовал Президент Российской Федерации Владимир Владимирович Путин. Президент ОАО «НК «Роснефть» Игорь Иванович Сечин отметил, что это уникальная установка, аналогов которой нет в нашей стране, а всего в мире существует шесть установок с такой производительностью [2].
Радиантная камера оснащена вертикальной системой змеевиков. Трубы расположены на опорах, на поде и на подвесках, которые закреплены на стенах печи. Это способствует обеспечению заданной структуры теплового потока и равномерности температуры в пределах периметра труб. Конвективный змеевик каждой камеры печи изготовлен из оребренных труб, размещенных в шахматном порядке. Первые три ряда труб выполнены гладкими для защиты оребренных труб от прямой радиации. Змеевик пароперегревателя каждой камеры печи расположен в камере конвекции в рассечку с сырьевым змеевиком и является горизонтальным и однопоточным. Восемнадцать дутьевых газовых горелок размещены в поде печи для ее нагрева.
Каждая секция печи включает четыре блока, из которых один радиантный блок и три конвективных камеры. На каждой секции печи устанавлены три шибера с пневмоприводами, с ручным и автоматическим управлением. Продукты сгорания проходят радиантные и конвективные камеры и направляются по дымоходам в воздухоподогреватель и далее в отдельно стоящую дымовую трубу.
Облицовка внутренней поверхности печи (боковые стены и своды камер радиации) выполнена химически стойкими и теплоизоляционными матами из керамического волокна с плотностями равными 96 кг/м3, 128 кг/м3, 160 кг/м3. Остальная футеровка изготовлена из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе. Ретурбентные камеры конвекции теплоизолированы матами минераловатными прошивными. Перекидки между камерами конвекции и радиации облицованы муллитокремнеземистым войлоком и покрыты оцинкованным листом. Муллитокремнеземистый войлок изготовлен из волокон муллито-кремнеземистого состава, полученного плавкой в электрической печи чистых оксидов алюминия и кремния с последующим образованием волокна методом раздува. Для придания материалу прочности и упругости в волокна добавлено связующее. Температурные швы забиты муллитокремнеземистой ватой.
Структура футеровки:
- — под радиантной камеры 250 мм;
- — стены радиантной камеры 150 мм;
- — свод 200 мм;
- — камера конвекции 150 мм;
- — газосборник 100 мм;
- — переходник 75 мм.
Режим сушки футеровки включает: сушку технологическими горелками печи при обязательной циркуляции теплоносителя через змеевики печи; бетон на глиноземистом цементе для достижения проектной прочности выдержан в течение 3 суток от начала сушки; подъем температуры в печи в строгом соответствии с графиком режима сушки футеровки; контроль режима сушки по технологическим термопарам, установленным на выходе из камеры радиации (на перевале).
Каркас печи включает в себя лестницы, стремянки для технического обслуживания элементов печи, приборов КИПиА, шиберов, змеевиков, смотровых люков для контроля и регулировки пламени горелок, предохранительные взрывные окна. На случай аварийных ситуаций предусмотрена система пожаротушения: паровая завеса печи, подача пара в камеру печи, подача пара в змеевики печи.
Печь Н-2001/1,2,3,4 предназначена для нагрева прямогонного мазута колонны Т-1002, направляемого в вакуумную колонну Т-2001. Печь состоит из четырех секций. Секции 1 и 3 одинаковые, а секции 2 и 4 являются их зеркальным отражением. Трубчатая печь установлена на открытой площадке, является радиантно-конвективной, узкокамерной, коробчатой с горизонтальным расположением труб радиантного и конвективного змеевиков со встроенным пароперегревателем и с верхним отводом дымовых газов в дымоход.
Радиантная камера имеет горизонтальную систему змеевиков. Трубы расположены на подвесках, закрепленных на стенах печи. Тем самым обеспечивается заданная структура теплового потока и хорошая равномерность температуры в пределах периметра труб и максимальная занятость радиантного пространства печи трубами. Конвективный змеевик секции печи выполнен горизонтальным, двухпоточным, из оребренных труб, размещенных в шахматном порядке. Змеевик пароперегревателя секции печи расположен в камере конвекции в рассечку с сырьевым змеевиком и также выполнен горизонтальным и однопоточным.
Нагрев печи осуществляется с помощью размещенных в поде печи десяти дутьевых горелок с принудительной подачей подогретого воздуха от системы воздухоподогрева печи Н-2001/1,2,3,4. Продукты сгорания проходят радиантные и конвективные камеры и направляются по дымоходам в воздухоподогреватель и далее в отдельно стоящую дымовую трубу. На каждой секции печи установлено по одному шиберу с пневмоприводом, с ручным и автоматическим управлением.
Боковые стены и своды камер радиации облицованы матами из керамического волокна с плотностями равными 96 кг/м3, 128 кг/м3, 160 кг/м3. Вся остальная футеровка выполнена из жаростойкого бетона на глиноземистом цементе. Ретурбентные камеры конвекции теплоизолированы матами минераловатными прошивными. Перекидки между камерами конвекции и радиации облицованы муллитокремнеземистым войлоком и покрыты оцинковочным листом. Структура футеровки, режим сушки футеровки, каркас печи и система пожаротушения аналогичны рассмотренным выше.
Обезвоженная и обессоленная на установке ЭЛОУ АВТ нефть нагревается и разделяется на фракции в ректификационных колоннах.
Трубчатые печи, не герметичность технологического оборудования (неорганизованные источники) являются основными источниками загрязнения воздуха. При сжигании жидкого или газообразного топлива в составе продуктов горения содержатся углеводороды, сажа, оксиды азота, оксид углерода, бенз (а) пирен, сероводород и т. д. Перечень загрязняющих веществ от дымовых газов технологических печей АВТ, значения их предельно допустимых концентраций (ПДК), класс опасности и выбросы (г/сек, т/год) представлены в таблице 1.
газовый выброс печь атмосферный.
Таблица 1. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от технологических печей АВТ
Наименование загрязняющего вещества. | Код загрязняющего вещества. | ПДКм.р., мг/м3 | ПДКс.с., мг/м3 | ОБУВ мг/м3 | Класс опасности. | Выбросы загрязняющих веществ. | ||
г/сек. | т/год. | |||||||
Азота диоксид. | 0,2. | 0,04. | ; | 13,8676. | 141,2743. | |||
Азота оксид. | 0,4. | 0,06. | ; | 3,3696. | 35,0936. | |||
Углерода оксид. | 5,0. | 3,00. | ; | 19,4864. | 262,0162. | |||
Серы диоксид. | 0,5. | 0,05. | ; | 8,8614. | 107,0010. | |||
Бенз (а) пирен. | ; | 1,000. | ; | 0,936. | 0,793. | |||
Сажа. | 0,15. | 0,05. | ; | 0,8811. | 5,8854. | |||
Всего. | ; | ; | ; | ; | ; | 46,46 610 936. | 551,2 705 793. | |
Примечание — ПДКм.р. — предельно допустимая концентрация максимальная разовая; ПДКс.с. — предельно допустимая концентрация среднесуточная; ОБУВ — ориентировочный безопасный уровень воздействия вещества.
Анализ атмосферного воздуха в выбросах печи (таблицы 2 и 3) выполнен по методике ПНД Ф 13.1:2.22−98 «Количественный химический анализ атмосферного воздуха и выбросов в атмосферу. Методика выполнения измерений объемных долей водорода, кислорода, азота, метана, оксида и диоксида углерода в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах методом газовой хроматографии». По данной методике проводится определение объемной доли водорода, кислорода, азота, метана, оксида и диоксида углерода в воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах (дымовых газах нагревательных печей, выбросах газомоторных компрессоров, реакторов каталитических процессов и т. п.).
Диапазон измерений объемной доли определяемых компонентов, %.
водород. | от 0,1 до 1,0 вкл. | |
кислород. | от 1,0 до 21 вкл. | |
азот. | от 70 до 90 вкл. | |
метан. | от 0,05 до 10 вкл. | |
оксид углерода. | от 0,05 до 10 вкл. | |
диоксид углерода. | от 0,3 до 5,0 вкл. | |
Таблица 2. Условия испытаний (замер 1) 12.10.2016 г.
Место отбора. | ЭЛОУ-АВТ-12, труба печи. | ||||
Способ отбора пробы. | шприц. | ||||
Температура. | 21,6 ?С. | ||||
Атмосферное давление. | 759 мм рт ст. | ||||
Влажность. | 55%. | ||||
Метод отбора проб. | ПНД Ф 12.1.1−99. | ||||
Методика выполнения измерений. | ПНД Ф 13.1:2.22−98. | ||||
Наименование точки отбора. | О2, %. | N2, %. | CO, %. | Коэффициент избытка воздуха (б). | |
H-1001/1. | 5,25±0,89. | 78,92±13,4. | <0,05. | 1,33. | |
H-1001/2. | 5,36±0,91. | 79,37±13,5. | <0,05. | 1,34. | |
H-2001/1. | 9,24±1,57. | 79,16±12,9. | <0,05. | 1,84. | |
H-2001/2. | 9,79±1,66. | 76,20±13,0. | <0,05. | 1,93. | |
H-2001/3. | 9,48±1,61. | 75,95±12,9. | <0,05. | 1,88. | |
H-2001/4. | 8,06±1,37. | 76,73±13,0. | <0,05. | 1,65. | |
Таблица 3. Условия испытаний (замер 2) 19.10.2016 г.
Место отбора. | ЭЛОУ-АВТ-12, труба печи. | ||||
Способ отбора пробы. | шприц. | ||||
Температура. | 22,0 ?С. | ||||
Атмосферное давление. | 765 мм рт ст. | ||||
Влажность. | 38%. | ||||
Метод отбора проб. | ПНД Ф 12.1.1−99. | ||||
Методика выполнения измерений. | ПНД Ф 13.1:2.22−98. | ||||
Наименование точки отбора. | О2, %. | N2, %. | CO, %. | Коэффициент избытка воздуха (б). | |
H-1001/1. | 5,22±0,89. | 81,08±13,8. | <0,05. | 1,32. | |
H-1001/2. | 5,83±0,99. | 80,16±13,6. | <0,05. | 1,38. | |
H-2001/1. | 6,33±1,08. | 78,03±13,3. | <0,05. | 1,44. | |
H-2001/2. | 7,06±1,20. | 78,80±13,4. | <0,05. | 1,51. | |
H-2001/3. | 6,28±1,07. | 79,13±13,5. | <0,05. | 1,43. | |
H-2001/4. | 3,70±0,63. | 79,85±13,6. | <0,05. | 1,21. | |
Анализ результатов количественного химического состава (таблицы 2 и 3) показал, что содержание оксида углерода в выбросах менее 0,05%, что соответствует нормам. Оксид углерода (угарный газ) попадает в атмосферный воздух при любых видах горения. Он обладает способностью активно связываться с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин, и блокирует передачу кислорода тканевым клеткам. Это приводит к гипоксии. Оксид углерода нарушает биохимическое равновесие в тканях. Азот относится к инертным газам. И хотя не является токсичным, но когда его больше 84%, то люди не могут действовать адекватно. А при концентрации азота в 94% смерть вероятна через несколько вдохов [3].
Вывод. Количественный химический анализ выбросов печи ЭЛОУ АВТ показал, что содержание компонентов О2, N2, СО в выбросах соответствует нормативным показателям.
- 1. Бондалетова Л. И. Промышленная экология: учеб. пособие / Л. И. Бондалетова, В. Г. Бондалетов. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. — 247 с.
- 2. Ввод в эксплуатацию на Туапсинском НПЗ самой мощной российской установки первичной переработки нефти ЭЛОУ-АВТ-12 [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.omz-izhora.ru/about/proekty-sobytiya-daty/? ELEMENT_ID=687 (дата обращения: 3.12.2016).
- 3. Азот-опасность и защита