ΑΠΟΒΛΗΤΑ > Ορυκτέλαια > Επεξεργασία

Επεξεργασία Ορυκτελαίων

 
1. Εισαγωγή
2. Παραγόμενα απόβλητα
3. Τεχνολογίες Αναγέννησης

 

1.Εισαγωγή
Η αναγέννηση των Χ.Ο. αποτελεί από περιβαλλοντική άποψη την πλέον ενδεδειγμένη πρακτική διαχείρισής τους, σε σύγκριση με άλλες εναλλακτικές μεθόδους όπως:

• Επανεισαγωγή τους στην τροφοδοσία διυλιστηρίων αργού πετρελαίου
• Χρήση τους ως καυσίμων, χωρίς ή μετά από προ-επεξεργασία
• Διάθεση τους με αποθήκευση ή εναπόθεση στο έδαφος


Τα κύρια στάδια της παραγωγικής διαδικασίας αναγέννησης Χ.Ο. είναι ενδεικτικά:

• Διαχωρισμός νερού /λαδιού και στερεών
• Απλή (ατμοσφαιρική) απόσταξη-αφυδάτωση εν θερμώ
• Κλασματική απόσταξη υπό κενό
• Ραφινάρισμα αποσταγμάτων
• Απόσμηση - αποχρωματισμός
• Τυποποίηση
• Συσκευασία

Οι κύριες πρώτες ύλες των βιομηχανιών αναγέννησης ορυκτελαίων είναι:
• Λιπαντέλαια κινητήρων εσωτερικής καύσης
• Ορυκτέλαια
• Έλαια επεξεργασίας και κοπής μετάλλων
• Βαλβολίνες κιβωτίου ταχυτήτων
• Λάδια στροβίλων

Η χημική σύνθεση των ορυκτελαίων εξαρτάται από τη χρήση τους. Για την αύξηση της διάρκειας ζωής τους των ορυκτελαίων, προστίθενται σε αυτά βελτιωτικά. Τα ορυκτέλαια πολλαπλών χρήσεων έχουν κατά μέσο όρο 18% κ.β. πρόσθετα, ενώ μερικές ειδικές κατηγορίες περιέχουν πρόσθετες ουσίες μέχρι και 20%. Στον Πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται μερικά από πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πρόσθετα στη βιομηχανία της αναγέννησης ορυκτελαίων.

 
Πίνακας 1: Πρόσθετα βιομηχανίας αναγέννησης ορυκτελαίων (ΥΠΕΧΩΔΕ, 1994)

Πρόσθετη ουσία

Χρήση

Πρόσθετα φωσφόρου, θείου

Βελτίωση της αντοχής των κινητήρων στις υψηλές πιέσεις

Ανθρακικό ασβέστιο

Βελτίωση της αντοχής στις ακαθαρσίες

Παράγωγα φαινολών, αμίνες

Βελτίωση της αντοχής στη γήρανση

Σιλικόνες, ειδικοί υδρογονάνθρακες

Βελτίωση της αντοχής στον αφρό

 

Τα τελικά προϊόντα της αναγέννησης των Χ.Ο. είναι τα μέσα αποστάγματα (βασικά έλαια), τα βαριά και τα ελαφρά αποστάγματα. Στον Πίνακα 2 φαίνονται οι ποσοστιαίες αναλογίες και χρήσεις τους.

 
Πίνακας 2: Προϊόντα βιομηχανιών αναγέννησης ορυκτελαίων(ΥΠΕΧΩΔΕ, 1994)

Προϊόν

Ποσοστό (%) πρώτης ύλης

Χαρακτηρισμός

Χρήση

Μέσα αποστάγματα

65-80

Λιπαντέλαια

-     Λίπανση μηχανών

-     Βελτίωση για διεύρυνση  χρήσεων

Ελαφρά αποστάγματα

2-4

Βενζίνη -Πετρέλαιο

-     Καύση για ανάκτηση ενέργειας

Βαριά αποστάγματα

10-12

Πίσσες (Μέταλλα)

-     Παραγωγή μελάνης

-     Καύση σε ασβεστοκαμίνους

-     Καύση σε κλιβάνους με απορρίμματα

 

2. Παραγόμενα απόβλητα

Αέρια απόβλητα
Κατά την αναγέννηση των Χ.Ο. παράγονται σχετικά περιορισμένες ποσότητες αερίων αποβλήτων κατά την αποθήκευση, τη διακίνηση και την αφυδάτωση της πρώτης ύλης. Επίσης, υπάρχουν τα μη συμπυκνώσιμα κλάσματα της απόσταξης και τα καυσαέρια των φούρνων και λεβήτων. Στον Πίνακα 3 παρουσιάζονται οι βασικές διεργασίες παραγωγής αερίων αποβλήτων καθώς και οι αντίστοιχοι παραγόμενοι ρύποι.

 
Πίνακας 3: Βασικές πηγές παραγωγής αέριων αποβλήτων σε εγκαταστάσεις αναγέννησης ορυκτελαίων

Διεργασία

Πηγή

Παραγόμενοι αέριοι ρύποι

 

 

SO2, ενώσεις S

NOx, ενώσεις Ν

VOC και άλλες πτητικές ουσίες

Cl2, F2 και  ενώσεις τους

Δεξαμενές/ διακίνηση πρώτης ύλης

 

+

+

+

 

Αφυδάτωση

 

+

+

+

 

Κλασματική απόσταξη

Εξαεριστικά στήλης

Η2S, RHS

NH3, NHiRj

 

+

Τζιφάρια και αντλίες κενού

Η2S, RHS

NH3, NHiRj

 

+

Επεξεργασία

Κατεργασία με H2SO4

SO3

 

 

 

Καταλυτική υδρογόνωση

Η2S, RHS

NH3, NHiRj

 

 

Φούρνοι – Λέβητες

 

+

+

 

HCl

Σύστημα επεξεργασίας υγρών αποβλήτων / Ελαιοδιαχωριστήρες

 

+

+

 

 

 

Υγρά απόβλητα
Κατά την αναγέννηση των Χ.Ο. προκύπτουν ποσότητες υγρών αποβλήτων (κυρίως από το διαχωρισμό της υδατικής φάσης) η ποσότητα των οποίων ανέρχεται έως και 10% της ποσότητας της αναγεννημένης πρώτης ύλης. Σε αυτά περιλαμβάνονται υγρά απόβλητα από την κλασματική απόσταξη των Χ.Ο. αλλά και από τα συστήματα κενού με ατμό (τζιφάρια). Αναλυτικότερα τα υγρά απόβλητα προέρχονται από:
• Ελαιοδιαχωριστές
• Νερά ψύξης εναλλακτών
• Νερά ψύξης ρυπασμένα από άμεση επαφή με λάδια
• Συμπυκνώματα στηλών απογύμνωσης
• Υγρά πλυντρίδων

Στην παραγωγή υγρών αποβλήτων συμπεριλαμβάνονται επίσης και τα ρυπασμένα όμβρια ύδατα του ευρύτερου χώρου των εγκαταστάσεων. Τα υγρά απόβλητα όταν είναι ανεπεξέργαστα περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις ελαίων, αιωρούμενων και διαλυτών στερεών, βαρέων μετάλλων σε διαλύτη ή αδιάλυτη μορφή, οργανικών ενώσεων που είναι διαλυτές όπως φαινόλες, πολυαρωματικούς υδρογονάνθρακες, διοξίνες, φουράνια, ενδεχομένως PCBs κλπ. Στον Πίνακα 8.8 παρουσιάζονται οι βασικές διεργασίες παραγωγής υγρών αποβλήτων καθώς και οι αντίστοιχοι παραγόμενοι ρύποι.

 

Πίνακας 4: Βασικές πηγές παραγωγής υγρών αποβλήτων σε εγκαταστάσεις αναγέννησης ορυκτελαίων

Διεργασία

Ρύποι

 

Αλογονομ οργανικές ενώσεις

Δυνητικά καρκινογόνες κλπ

Ανθεκτικοί Η/C

Μέταλλα και ενώσεις τους

Αιωρούμενα

Ν,Ρ

Οργανικό φορτίο (BOD, COD)

Δεξαμενές/ Διακίνηση πρώτης ύλης (εξυδατώσεις)

(1)

(1)

+

 

+

 

COD

 

Όμβρια ύδατα

 

 

+

 

 

 

 

 

Αφυδάτωση (συμπυκνώματα)

 

 

 

 

 

 

 

 

Κλασματική απόσταξη (Συμπυκνώματα στήλης & συστημάτων κενού)

(1)

(1)

+

+

+

+

 

 

Επεξεργασία (Καταλυτική υδρογόνωση)

 

 

 

 

 

 

 

Σημ. Ενδείξεις σε παρένθεση επισημαίνουν πιθανότητα ύπαρξης μικρών συγκεντρώσεων
(1): Ενδεχόμενες άτυπες προσμίξεις: χλωριωμένοι διαλύτες, υδατοδιαλυτοί PAH PCA, PCB

 

Στερεά απόβλητα
Από τις διεργασίες αναγέννησης των Χ.Ο. προκύπτουν διάφορα στερεά και ελαιώδη απόβλητα όπως το ημίρρευστο ασφαλτώδες υπόλειμμα του πυθμένα της στήλης απόσταξης και τα διάφορα ρεύματα που περιέχουν μη διασπώμενες προσμίξεις των Χ.Ο. (ανάλογα με την εφαρμοζόμενη διαδικασία). Το είδος και η ποσότητα των παραγόμενων στερεών αποβλήτων και ιλύων, εξαρτάται από την παραγωγική διαδικασία που ακολουθείται κατά περίπτωση. Στον Πίνακα 5 παρουσιάζονται οι βασικές διεργασίες παραγωγής στερεών αποβλήτων καθώς και τα χαρακτηριστικά αυτών.

 

Πίνακας 5: Βασικές πηγές παραγωγής στερεών αποβλήτων και ιλύων σε εγκαταστάσεις με χρήση θειικού οξέος

Διαδικασία

Πηγή

Χαρακτηριστικά (Παραγόμενα απόβλητα - πηγές, ποσότητες, σύσταση)

Παρατηρήσεις

Δεξαμενές/ Διακίνηση πρώτης ύλης

Ιλύες

Περιοδικός καθαρισμός καθιζάνοντων υλικών

Επηρεάζεται άμεσα από τις άτυπες προσμίξεις των Χ.Ο.

Στερεά υπολείμματα φίλτρων

Αναφέρονται τιμές έως 0,1% των Χ.Ο.

Επηρεάζεται άμεσα από τις άτυπες προσμίξεις των Χ.Ο.

Κλασματική απόσταξη υπό κενό

Υπόλειμμα βάσης

Η ποσότητά του ανέρχεται μέχρι και 10-17% των αφυδατωμένων Χ.Ο. Περιέχει διάφορα μέταλλα και ενώσεις τους (κύρια Pb, Zn, Ca, Mg, Ba) σε συγκεντρώσεις ως και 20.000ppm σε συγκεντρώσεις 6Χ αρχικής συγκέντρωσης στα Χ.Ο., οργανο-θειικές, -χλωριούχες και φωσφορικές ενώσεις

Η χημική σύσταση και η ποσότητα που παράγεται εξαρτάται από την πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται

Επεξεργασία

Κατεργασία με H2SO4

 

 

1. Όξινη λάσπη

5,5-11 kg/100 kg αφυδατωμένων Χ.Ο. Τυπική σύσταση: ελεύθερο H2SO4: 15-20%, ελαιώδεις ουσίες 3-10%, προσμίξεις 70-82%

Περιέχει ασφαλτικά, θειωμένους μεγαλομοριακούς Η/C

2. Χρησιμοποιημένη αποχρωστική γη

5-10 kg/100 kg αφυδατωμένων Χ.Ο.

Περιέχει περίπου 20-30% ελαιώδεις ουσίες

Καταλυτική υδρογόνωση

Εξαντλημένοι καταλύτες (Ni-Mo και CuO) Εξαντλημένα στρώματα προστασίας καταλυτών από αλουμίνα

Πρόκειται για περιοδική παραγωγή

Κατεργασία με προπάνιο

Ασφαλτικό υπόλειμμα 6-8% των αφυδατωμένων Χ.Ο. Η σύσταση του είναι ανάλογη του υπολείμματος του πυθμένα της απόσταξης. Γενικά καταγράφεται υψηλή περιεκτικότητα σε μέταλλα

Η ποσότητα και σύσταση μεταβάλλονται ανάλογα με τις εφαρμογές

Εγκατάσταση επεξεργασίας υγρών αποβλήτων

Ιλύες

Ελαιώδεις ιλύες, λάσπες κροκίδωσης με πολυηλεκτρολύτες, ιλύες βιολογικού καθαρισμού

Ποσότητα και σύσταση, ανάλογα με τις εν χρήσει τεχνολογίες

 

3. Τεχνολογίες Αναγέννησης

Για την εφαρμογή της μεθόδου της αναγέννησης των Χ.Ο. υφίστανται διάφορες τεχνολογίες, οι οποίες κατατάσσονται στις εξής κατηγορίες:
• Κατεργασία με θειικό οξύ
• Απόσταξη υπό κενό και υδρογόνωση
• Απόσταξη υπό κενό και επεξεργασία με άργιλο
• Άλλες τεχνολογίες


Στη συνέχεια παρουσιάζονται αναλυτικά στοιχεία για κάθε μία από τις κατηγορίες αυτές.

 

Τεχνολογία αναγέννησης Χ.Ο. με κατεργασία (διύλιση) με θειικό οξύ
Κλασική μέθοδος που εφαρμόζεται για την αναγέννηση των Χ.Ο. είναι η κατεργασία (διύλιση) τους με θειικό οξύ. Με τον τρόπο αυτό γίνεται καταστροφή και δέσμευση των οργανομεταλλικών και ασταθών οργανικών ενώσεων και των ενανθρακωμάτων.
Η μέθοδος αυτή συνίσταται σε προσθήκη πυκνού H2SO4 σε αφυδατωμένη πρώτη ύλη (Χ.Ο.) και το μίγμα αναδεύεται στους 40ο C με τη βοήθεια αέρα. Μετά από διαχωρισμό, η φάση του οξέως απομακρύνεται, ενώ η ελαιώδης φάση υφίσταται κατεργασία με άργιλο ή άλλα προσροφητικά υλικά, όπως γη διατόμων με σκοπό την απομάκρυνση των κολλοειδών ενανθρακωμάτων που περιέχει και τον αποχρωματισμό των Χ.Ο. Οι χρησιμοποιημένες αποχρωστικές γαίες οδηγούνται σε φιλτρόπρεσσα από όπου απαλλάσσονται από τα αναγεννημένα ορυκτέλαια που περιέχουν. Με το συγκεκριμένο τρόπο επεξεργασίας προκύπτουν όξινες λάσπες, η διαχείριση των οποίων αποτελεί αρκετά μεγάλο πρόβλημα. Η σταθερότητα των πρόσθετων των ορυκτελαίων οδήγησε στην ανάγκη για βελτιώσεις της μεθόδου. Συγκεκριμένα, σήμερα η μέθοδος εφαρμόζεται σε συνδυασμό με θερμική κατεργασία υπό κενό. Παράλληλα έχουν αναπτυχθεί και εναλλακτικές τεχνικές αναγέννησης Χ.Ο. οι οποίες βασίζονται στην ίδια τεχνολογία, χωρίς τη χρήση Η2SO4.
 


Τεχνολογίες βασισμένες σε απόσταξη υπό κενό και υδρογόνωση
Στον τομέα αυτό, εφαρμόζονται κύρια οι παρακάτω τεχνικές:


1. Τεχνολογία Κ.Τ.Ι. (Κλασματική Υδρογόνωση Βασικών Αποσταγμάτων)
Παράγει υψηλής ποιότητας αναγεννημένα ορυκτέλαια (σε ποσοστό 82% της χρησιμοποιούμενης πρώτης ύλης) και υπόλειμμα σε μορφή ιλύος.
2. Τεχνολογία MOHAWK (Mohawk Oil Company / Καναδάς)
Παράγει υψηλής ποιότητας προϊόν με ελαχιστοποίηση της χρήσης νερού, ενώ απαιτεί φθηνότερο κόστος κατασκευής της μονάδας.
3. Τεχνολογία BERC-NIPER (εκχύλιση με διαλύτες)
Οι διαλύτες που χρησιμοποιούνται ανακτώνται και επιστρέφουν στο κύκλωμα. Το παραγόμενο προϊόν φθάνει στο 75-80% της πρώτης ύλης, ενώ παράγεται ως παραπροϊόν καλής ποιότητας αποχρωστική γη (με δυνατότητα άμεσης χρησιμοποίησης της).
4. Τεχνολογία PROP
Στα παραγόμενα απόβλητα περιλαμβάνεται ουδέτερο φωσφορικό υλικό, ενώ τα υγρά απόβλητα επειδή αποτελούνται από κλάσματα βενζίνης και ελαφρούς υδρογονάνθρακες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καύσιμο.
5. Τεχνολογία SAFETY KLEEN
Τα παραγόμενα ελαφρά κλάσματα περιέχουν υψηλές ποσότητες χλωρίου και η καύση τους πρέπει να γίνει κάτω από ειδικά διαμορφωμένες συνθήκες.
6. Τεχνολογία IFP/SNAMPROGETTI
Για την εκχύλιση χρησιμοποιείται προπάνιο, το οποίο ανακτάται από τα Χ.Ο.
7. Τεχνολογία UOP DCH (UOP HYLUBE PROCESS)


Στα υγρά απόβλητα περιέχονται φωσφορικές ενώσεις. Τα ελαφρά κλάσματα διέρχονται μέσω καταλυτικού αντιδραστήρα προς διαχωρισμό τους από τους περιεχόμενους ρύπους (φωσφορικά οξέα και χλωριώδες οξύ σε αέρια φάση, υδρατμοί και υδρογόνο).
 


Τεχνολογίες απόσταξης υπό κενό / επεξεργασία με άργιλο
1. Τεχνολογία VISCOLUBE (TDA)
Η μέθοδος χαρακτηρίζεται από χαμηλό κόστος επένδυσης, κόστος συντήρησης και λειτουργίας. Κατά την εφαρμογή της, παράγονται υψηλής ποιότητας προϊόντα, αλλά προκύπτουν ποσότητες χρησιμοποιημένης αργίλου ως απόβλητα, τα οποία θεωρούνται επικίνδυνα.
2. Τεχνολογία RESOURCE (RTI)
Χρησιμοποιούνται φίλτρα καθαρισμού των ορυκτελαίων τα οποία πρέπει να διατεθούν κατάλληλα, μαζί με τα υπόλοιπα στερεά απόβλητα και ιλύες που παράγονται.
3. Τεχνολογία INTERLINE
Είναι δυνατό να εφαρμοστεί ακόμη και για μικρές ποσότητες Χ.Ο. (όπως 6000 Mt/έτος) και δεν παράγονται σημαντικές ποσότητες επικίνδυνων αποβλήτων, εκτός από την ρυπασμένη άργιλο.
4. Τεχνολογία ROSE/KELLOG.
Υπάρχει δυνατότητα ανάκτησης Χ.Ο. ακόμη και από γράσα και το κόστος της είναι αρκετά χαμηλό.
5. Τεχνολογία VAXON
Η μέθοδος αυτή είναι κατάλληλη για δυναμικότητες από 2 έως 20 τόνους ανά ώρα. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε μια σειρά τριών ή τεσσάρων κυκλωνικών εξατμιστών κενού ακολουθούμενη από επεξεργασία με χρήση χημικών. Τα προϊόντα που παράγονται είναι: 5-15% νερό και ελαφρά κατάλοιπα, 5-15% ελαφρά καύσιμα, 60-75% λιπαντέλαια και 10-15% κατάλοιπα.
 


Άλλες τεχνολογίες
1. Τεχνολογία ENTRA
Το υπόλειμμα περιλαμβάνει σχεδόν το σύνολο των περιεχομένων ρύπων (σωματίδια, μέταλλα, οργανικά). Ο περιεχόμενος φώσφορος και το χλώριο μετατρέπονται σε αντίστοιχα άλατα. Απαιτείται χρήση γης διατόμων.
2. Τεχνολογία επεξεργασίας νατρίου / απόσταξη υπό κενό (Μέθοδος RECYCLON)
Δεν απαιτείται υδρογόνωση ή/ και επεξεργασία με άργιλο. Παράγεται ελαφρά όξινο νερό και αέριοι ρύποι.



 

 


   

 











 






       
Developed by Awapai         Powered by FlexWeb