Отходы мазута и их состав

Мазут – это вязкая жидкость темно-коричневого цвета, результат первичной переработки нефти. Его применяют как топливо или подвергают дальнейшей переработке для получения смазочных масел, гудрона и битума.

Зола и сажа при сжигании мазута остаются в процентном соотношении 63,1% и 36,9% соответственно. Зола имеет класс опасности – III (умеренный коэффициент), сажа – IV класс (малоопасное вещество). Оба отхода представляют собой твердые сыпучие материалы. Химический состав отхода в процентном соотношении:

• V2O5 – 27,1;
• Ni2O3 – 5,7;
• MnO2 – 0,6;
• PbO2 – 0,3;
• Cr2O3 – 0,3;
• ZnO – 0,3;
• Al2O3 – 6,3;
• Fe2O3 – 4,4;
• MgO – 1,3;
• SiO2 – 6,3;
• Углерод – 31,4;
• Водород – 4,4;
• Азот – 0,4;
• Прочие – 0,74.

Состав

Мазут — вязкая горючая субстанция, один из продуктов нефтяной промышленности, применяемый в качестве топлива. Является опасным отходом, способным навредить окружающей среде и создать чрезвычайные ситуации в связи с легкой воспламеняемостью.

По своему химическому составу является смесью углеводородных компонентов, смол, асфальтенов и других химических элементов. При сжигании мазута остаются твердые сыпучие отходы — сажа и зола, которые относят к 4 и 3 классам опасных отходов соответственно.

Утилизация мазута

Отработанный мазут должен быть утилизирован. Иначе практически невозможно избежать загрязнения окружающей среды и нанесения урона природе. Существует несколько способов его утилизации:

• обезвоживание (выпаривание воды и последующее захоронение твердых остатков на специальных полигонах);
• захоронение отработанного мазута в чистом виде на специально оборудованном изолированном полигоне;
• термическая обработка (сжигание в печах);
• виброкавитационная утилизация (обработка ультразвуком);
• химический метод утилизации (разложение реагентами);
• инкапсулирование негашеной известью и абсорбентами;
• биологический способ переработки (очищение почвы специальными микроорганизмами);
• переработка в битум.

Состав рубероидных отходов

Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО) относит рубероид к 4 классу опасности отхода. Это значит, что данный вид утильсырья является малоопасным, и степень его негативного воздействия на окружающую среду не высока.

Согласно государственным стандартам (ГОСТ), в состав рубероида:

• битум – 57%;
• посыпка – 30%;
• картонная основа – 13%.

По сути, рубероид – это картон, пропитанный смолоподобным битумом. В современном строительстве в состав этого материала дополнительно входит стекловолокно.

Переработка мазута

Переработка мазута и других продуктов первичной обработки нефти чрезвычайно актуальна в связи с истощением нефтяных запасов нашей планеты. Необходимо максимально эффективно и рационально использовать природные ресурсы.

Обратите внимание! По подсчетам Forbes известных запасов нефти хватит где-то на 50 лет. Но с ростом населения Земли увеличивается и потребление нефтепродуктов, поэтому возникает необходимость более тщательной переработки отходов.

Основной способ переработки – вакуумная перегонка. При данном методе сырье подвергается нагреванию до 430°C, в результате чего происходит испарение тяжелых углеводородов, и оно разделяется на фракции. Также существует пиролизная переработка, состоящая из двух этапов:

1. Равномерное нагревание мазута для получения большого количества жидких фракций (пиролизное масло – 80%, нефтяной кокс – 15% и пиролизный газ – 5%).
2. Дистилляция пиролизного масла для выработки бензиновой и дизельной фракции и остаточного легкого мазута, пригодного для рецикла.

Установки для переработки

Основная установка по переработке мазута – ректификационная колонна. Это оборудование представляет собой сосуд, в котором жидкость при нагревании разделяется на отдельные фракции, подвергающиеся дальнейшей очистке. Высота промышленной ректификационной колонны может достигать 90 метров и более, а диаметр – 16 метров.

Утилизация и переработка

Отходы мазута в соответствии с установленными нормами и правилами подлежат обязательной утилизации, либо переработке.
Это позволяет снизить ущерб, причиняемый окружающей среде, а также добиться использования данного вещества с максимальной пользой:

1. Мазут используется в качестве сырья для производства дизельного топлива, моторных масел, а также гудрона.
2. Обычно процесс утилизации применяется для уже отработанного мазута. Его уничтожают специально разработанными методами.
3. Некондиционный мазут законодательно запрещено хранить в наземных и подземных резервуарах, чтобы не создавать опасные аварийные ситуации.

Утилизацию можно осуществлять несколькими способами:

1. Применение процесса обезвоживания, после которого проводят захоронение твердых остатков.
2. Специальная обработка химическими реагентами с целью разложения на составляющие.
3. Превращение в битум, в несколько этапов.
4. Использование извести и адсорбентов для инкапсулирования.
5. Биологический способ, при котором образуется газонная почва.
6. Прогон в центрифуге и получение нефти.
7. Обычное захоронение с использованием изолированных полигонов.

Полигон утилизации мазута

Технологии и оборудование

Мазут может быть использован в чистом виде. Однако чаще всего мазут идет на вторичную переработку для разделения на составляющие компоненты.

Для такой переработки применяют вакуумный способ на специальной установке, которая представляет собой ректификационную колонну. Ее используют для процесса крекинга и распределения жидкостей на отдельные составляющие.

Крекинг подразумевает нагрев жидкости до 430 °С, во время которого тяжелые соединения углеводородов испаряются.

После окончания в верхнем отделе колонны образуется солярка, а в остальных отделах другие компоненты для изготовления товарных масел.

Масляные фракции очищают специальными методами и отправляют на дальнейшую переработку в топливо. Для завершения процесса, получившиеся продукты снова разделяют на фракции и добавляют к ним специальные примеси. В итоге получаются масла, готовые к продаже.

В нижнем отделе колонны накапливается остаток не переработанного мазута. Мазут подвергают повторному прогону, либо отправляют на изготовление гудрона, из которого в дальнейшем производят битум.

Полезное видео

Данный видео материал об открытии единственного нефтеперерабатывающего завода а Тюменской области, где запущена установка для переработки мазута.

Переработка в дизельное топливо

Основным продуктом перегонки мазута является дизельное топливо, которое используется для котельных и необходимо для работы машин, имеющих дизельный двигатель.

Установка по переработке в дизтопливо

Для получения дизельного топлива мазут путем крекинга перерабатывают на специальных небольших установках. Процесс происходит при нагревании до 300-350 градусов по Цельсию, во время которого происходит разрыв углеводородных связей и дальнейшая полимеризация.

Помимо образования дизельного топлива, побочными продуктами такой переработки являются бензин, газ и кокс. Бензин и газ находят дальнейшее применение в бензогазовых электрогенераторах, которые используются для отопления или выработки электричества до 300 кВт в час. Либо эти побочные продукты просто сжигаются без экономической выгоды. Нефтяной кокс используется в промышленных установках для закалки металлов или обжига глиняных изделий.

Видео

О том, какие существуют виды ректификационных колонн, из чего они состоят и как функционируют, рассказывается в следующем видео.

Переработка мазута возможна и с помощью пиролизной установки, где сырье под действием высокой температуры (800–1000 °С) разделяется на фракции:

• газ (может использоваться как топливо);
• пиролизная смола (сырье для технического углерода);
• пироконденсат (после дополнительной обработки тоже годится на топливо).

Чтобы пиролиз окупался, нужно перерабатывать довольно большие объёмы сырья и дополнительно использовать гидрогенизационную установку. Это позволит производить из пироконденсата высокооктановый бензин.

Какое вторсырье можно получить

Основные виды вторсырья, получаемые при переработке мазута – это:

1. Соляровый дистиллят, который может быть использован как топливо, либо как сырье для крекинга (переработки нефти и ее фракций при высоких температурах для получения продуктов с меньшей молекулярной массой).
2. Масляный дистиллят, из которого в дальнейшем производятся различные масла.
3. Гудрон, необходимый для получения битума и остаточных масел.

Дополнительная информация! Также возможна переработка мазута в дизельное топливо. Это достаточно выгодное направление, так как спрос на данный вид топлива постоянно растет.

Ценный битум из отходов

• 

До кризиса индивидуальный предприниматель Сергей Нестеров занимался заменой кровли. Переработка мягких кровельных материалов была задумана как побочный бизнес, который в итоге стал основным.
Мягкий кровельный материал, которым покрывают крыши многоэтажек, разлагается даже дольше полиэтилена, утверждает Сергей Нестеров. Рязань же уникальна тем, что в этом городе целых 4 завода по производству кровли — «Техноплекс», «Шинглас», «Рязанский картонно-рубероидный . После того, как такие кровельные материалы отнесли к 4 классу опасности («малоопасные»), их утилизация стала стоить дороже. «Тогда за утилизацию 60 тонн мы заплатили примерно 80 тысяч рублей», — вспоминает Нестеров. Для предприятий это тоже означало увеличение издержек по захоронению. Идея переработки вторсырья в тот момент показалась хорошим выходом — тогда не только не пришлось бы платить самим, но и можно было бы продавать полученный вторичный продукт.

Нестеров начал искать соответствующее оборудование. Выбрал и приобрел у посредников мини-завод ПБМ — разработку калининградской . Инвестиции в оборудование и производственное помещение составили в общей сложности 7,5 млн рублей.

Мини-завод позволяет перерабатывать кровельные материалы в битум и битумную мастику, которая используется в строительстве, в частности, для гидроизоляции фундаментов, бассейнов и т.п.

Вторсырье для переработки — это кровля, которую снимают с крыш при ремонтных работах (летом) и брак, который отдают Нестерову 4 рязанских кровельных завода (зимой). Высокая рентабельность — около 50% — достигается, в том числе, и за счет того, что вторсырье достается бесплатно. Заводы заинтересованы в том, чтобы кто-то перерабатывал их брак, иначе придется платить за утилизацию.

На производственной линии рулоны кровли сначала измельчаются, потом подвергаются тепловой обработке, и на выходе получается конечный продукт. Битум и битумную мастику, полученную таким способом, покупают в основном строительные магазины и оптовики. Основная часть покупателей — в Краснодаре и Ростове. Спрос сезонный — пик приходится на лето. Цена на битум, который продает Нестеров, примерно в 1,5 раза меньше той, которую предлагают крупные . При переработке 65-70% от объема вторсырья превращается в битум и битумную мастику. Хвосты (то, что не подлежит переработке) составляют 15-30%.

Согласно справке «Инэковира», себестоимость 1 тонны получаемого битума — от 950 до 1500 рублей. Рыночная цена тонны аналогичного битума колеблется от 7 000 до 12 000 рублей.

Объем производства — 130-150 тонн битума и битумной мастики в год. Годовой оборот — 2 млн рублей. Кстати, в кризис и после него заказы на замену кровли практически перестали поступать. Переработка стала основным бизнесом Нестерова. Первоначальные вложения окупились через 2 года.

Ситуация, кстати, слегка парадоксальна — по сути, по видам продукции производство Нестерова пересекается с рязанскими кровельными заводами, которые и снабжают его бесплатным сырьем, поэтому заведомо проигрывают конкуренцию по цене. «По объемам мы им, конечно, никакие не конкуренты, — объясняет Нестеров. — Да и по рынкам сбыта тоже. Большую часть своей продукции они отправляют, насколько я знаю, в Восточную Европу».

Но на небольшом рынке частного спроса битум из вторсырья вполне конкурентен. Причем, спрос превышает предложение — в этом году оптовики-заказчики Нестерова оставили заявку на 200 тонн при объеме производства в 150 тонн.

По расчетам Нестерова, если бы удалось нарастить производство до 260 тонн, спрос по Рязани был бы удовлетворен. «Для этого нужно дублировать технологическую линию и ввести вторую и третью смены, — делится цифрами Нестеров. — Тогда снизятся и предельные издержки — рабочим уже не нужно будет разогревать печь, например».

Дополнительные инвестиции Нестеров оценивает в 2 млн рублей. Тогда можно было бы расширить и линейку конечных продуктов — производить еще битумную грунтовку и битумную эмульсию. «Битумная эмульсия, обогащенная полимерами, была бы хороша в дорожном строительстве, — мечтательно говорит Нестеров. — Тогда бы дороги по 25-30 лет ремонтировать не пришлось бы».

По словам Нестерова, найти источник инвестиций пока сложно — инвесторы с прохладой относятся к локальным проектам переработки из-за отсутствия глобальных перспектив. Но все же переработка или рециклинг явно станет важной отраслью в не таком уж отдаленном будущем. Например, на сайте олимпийских игр «Сочи-2014» уже анонсирована реализация концепции «Zero Waste» (популярная в Великобритании и Японии концепция «ноль отходов»). «Принцип «ноль отходов» означает одновременно и принцип «ноль потерь» — восстановление и повторное использование отработавших изделий, компонентов и материалов, из которых они изготовлены», — говорится на сайте.

Перспективы развития рециклинга, по всей видимости, довольно велики. Об одном из частных случаев — переработке отработанных покрышек в мягкие покрытия для детских площадок «Эксперт Online» уже писал.

Но перерабатывать можно не только старые автомобильные покрышки и кровельные материалы. Рециклингу подлежат пластмассы, полимеры, кабельные отходы, отработанные аккумуляторы и др.

Сложность в том, что переработка все же считается низкорентабельным бизнесом, и должна опираться на государственные дотации. Но финансирование не обязательно должно быть бюджетным. Например, есть практика так называемой «залоговой стоимости» — когда, например, в стоимость напитка в пластиковой бутылке включена стоимость переработки самой бутылки.

Инициатива эта озвучивалась, но поддержки пока не получила. Хотя Гринпис, в общем, еще 2 года назад предостерегал, что через 8 лет российские города захлебнутся в собственном мусоре. 6 лет осталось.

Гудрон

Гудрон представляет собой смолистое вещество черного цвета, являющееся результатом вакуумной перегонки продуктов первичной переработки нефти. Чаще всего его используют для получения строительных, кровельных и дорожных битумов, а также в производственных отраслях. Утилизировать гудрон можно одним из способов, перечисленных выше (химический, биологический, термический, кавитационный).

Битум

Битумом называют твердые или смолоподобные продукты, полученные в результате переработки гудрона. Выделяются два вида битума: природный, или натуральный (побочный материал при добыче нефтепродуктов) и строительный (результат нефтяной перегонки, смешанный с различными строительными компонентами). Битум может быть утилизирован несколькими способами:

• обработка высокими температурами при отсутствии доступа воздуха;
• использование как вторсырье для производства стройматериалов.

Без переработки или утилизации отработанный мазут может нанести огромный вред природе. Да и запасы нефти не бесконечны. Нужно извлекать максимум из остатков нефтепромышленности, а затем утилизировать отходы с соблюдением всех норм, чтобы избежать нанесения ущерба окружающей среде.

Переработка битума

Битом также имеет широкое применение.
Переработка гудрона позволяет получить битум. А это основной компонент при строительстве дорог. Причина – его устойчивость к агрессивному внешнему воздействию, как воды, так и температурным перепадам, агрессивным компонентам.

В отличие от мазута и гудрона, битум считается менее опасным для окружающей среды. По классификации опасности он на ступень ниже. Но утилизация битума необходима при изнашивании дорожных покрытий.

В нем содержаться углеводороды, которые токсичны для окружающей среды. Поэтому запрещается отходы с его содержанием отправлять на обычные полигоны.

Переработка битума происходит в вакуумной установке. В ней вещество поддается высоким температурам, в результате получают газ и кокс. Еще один продукт, который образуется таким способом, – жидкие смеси. Их используют в производстве.