Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України

Комплексна безвідходна технологія утилізації кислих гудронів

Вікторія Мельник, Микола Шафаренко, Жанна Остапенко, Віра Косова, Дарина Хижна
Завантажити статтю
Анотація

Важливість переробки кислих гудронів полягає в тому, що від неї залежить екологічна безпека як промислових регіонів, так і планети в цілому Метою дослідження було утилізація кислих гудронів із накопичувальних ставків за допомогою традиційних методів та мембранної технології, що використовує унікальні властивості первапораційних мембран. Розглянуто та проаналізовано сучасний стан переробки нафто відходів в країнах ЄС та в Україні Запропоновано комплексну безвідходну утилізацію відходів нафтохімічних виробництв другого класу екологічної небезпеки – кислих гудронів. Окреслено питання множинності ставків-накопичувачів по всьому світу. Акцентується увага на економічно вигідних та перспективних питаннях отримання вторинних продуктів переробки. Запропоновано технологічні стадії переробки кислих гудронів, як традиційних так і за допомогою мембранних процесів. Докладно представлено фізико-хімічні показники ставкових кислих гудронів та їх груповий склад. Запропонована чотиристадійна стадія утилізації кислих гудронів. Висвітлено фізико-хімічні показники після стадії деасфальтизації та стадії деасфальтизата після проведення другої деасфальтизації. На стадії селективної очистки використано первапараційний мембранний апарат. Представлено мембранну технологію очистки кислих гудронів від нафтопродуктів с подальшим їх пофракційним розділенням. За результатами проведених досліджень переробки кислих гудронів одержано цільові продукти: мастила, брикетоване тверде паливо, смоли, очищена технічна вода. Наголошується на дотриманні заданих температурних режимів для кожної стадії: для стадії нейтралізації та деасфальтизації температура 60-700°С; стадія селективної очистки вимагає дотримання в межах від 50-60°С; стадія одержання мастила: 100-120°С; стадія очистки ставкової води: 30-35°С. Доведено зростання вмісту мастильної фракції в процесі постадійної переробки кислого гудрона для ставків-накопичувачів. Експериментально підтвердженно отримання чистих компонентів з можливістю подальшого використання. Засвідчено повне очищення ставкової води від органічних домішок

Ключові слова

первапараційні мембрани, цільові продукти, ставки-накопичувачі, відходи, переробка, нафтовідходи

ЦИТУВАТИ
Mel’nick, V., Shafarenko, M., Ostapenko, Zh., Kosova, V., & Khyzhna, D. (2024). Integrated waste-free technology for the utilisation of acid tar. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 20(5),105-119. https://doi.org/10.31548/dopovidi/5.2024.105
Використані джерела

[1] Burtna, I.A., Gochechiladcse, O.O., Litvinenko, D.V., & Shafarenko, M.V. (2011). Membrane technology for water purification from oil products. Eastern European Journal of Advanced Technologies, 6(8), 50-52.

[2] Burtna, I.A., Ruzhynska, L.I., Shafarenko, M.V., Gochechiladcse, O.O., & Gagulachsvili, A.I. (2006). Patent of Ukraine No. 20040705949 “Method for purifying products in naphto-refining, for example with diesel fire, a type of sirch replacements”. Retrieved from https://iprop-ua.com/?qi=20040705949.

[3] Chihobo, C.H., Kumar, S., Kuipa, P.K., & Simbi, D.J. (2015). Physical and chemical characterization of acid tar waste from crude benzol refining. Zimbabwe Journal of Technological Sciences, 1, 30-44.

[4] Danha, C., Chihobo, C.H., Musademba, D., Simbi, D.J., Kuipa, P.K., & Jonathan, E. (2014). Characterization and utilization of acid tar waste from crude benzol processing for environmental sustainability. IOSR Journal of Environmental Science, Toxicology and Food Technology (IOSR-JESTFT), 8(1), 16-21.

[5] Musademba, D., Simbi, J.D., & Kuipa, P.K. (2022). Acid Tar waste beneficiation through blending with coal. Eksergi, 19(2), 77-81. doi: 10.31315/e.v19i2.6346.

[6] Fedorov, A., Kachala, T., & Pukish, A. (2023). Neutralization and disposal of oil sludges formed during oil extraction and treatment. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 14(1), 61-65.

[7] Alsalem, F., Alsalem, F., Thiemann, T., Aldeyain, K., & Alohali, D. (2024). Assessment of produced water from oil and gas operations in Kuwait as a resource for alternate water and commercial salts. In The 8th international electronic conference on water sciences.

[8] Knapkova, I., & Samesova, D. (2017). The problem of acid tars (gudrónov). Journal of Faculty of Ecology and Environmental Sciences Technical University in Zvolen, 36, 29-37

[9] Krymets, G.V., Litynska, M.I., & Melnychuk, O.V. (2022). Catalytic processing of the acid tars. Catalysis and Petrochemistry, 33, 84-88. doi: 10.15407/kataliz2022.33.084.

[10] Le, N.L., & Nunes, S.P. (2016). Materials and membrane technologies for water and energy sustainability. Sustainable Materials and Technologies, 7, 1-28. doi: 10.1016/j.susmat.2016.02.001.

[11] Leonard, S.A., Stegemann, J.A., & Roy, A. (2010). Characterization of acid tars. Journal of Hazardous Materials, 1(3), 382-393. doi: 10.1080/10934521003772394.

[12] Lu, X., & Isacsson, U. (2000). Modification of road bitumens with thermoplastic polymers. Polymer Testing, 20(1), 77-86. doi: 10.1016/S0142-9418(00)00004-0.

[13] Milne, D.D., Clark, A.I., & Perry, R. (1986). Acid tars: their production, treatment and disposal in the U.K. Waste Management & Research, 4(4), 407-418.

[14] Lawan, M.S., Kumar, R., Rashid, J., & Abou, M. (2023). El-fetouh barakat. recent advancements in the treatment of petroleum refinery Wastewater. Water, 15(20), article number 3676. doi: 10.3390/w15203676.

[15] Nonato, T.C., Alves, A.A., Sens, M.L., & Dalsasso, R.L. (2018). Produced water from oil – a review of the main treatment technologies. Journal of Environmental Chemistry and Toxicology, 2, 23-27.

[16] Ogletree, L., Du, H., & Kommalapati, R. (2021). Shale oil & gas produced water treatment: Opportunities and barriers for forward osmosis. In M. Ince & O.K. Ince (Eds.), Osmotically driven membrane processes, London: InTech Open.

[17] Radovanovic, D., Stulovic, M., Ranitovic, M., Djokic, J., Andjic, Z., & Kamberović, Ž. (2024). Acid tar treatment – the transformation of organic waste into “organic core-inorganic shell” structure particles. Journal of Material Cycles and Waste Management, 26(5), 2947-2960. doi: 10.1007/s10163-024-02012-7.

[18] Salem, F., & Thiemann, T. (2022). Produced water from oil and gas exploration – problems, solutions and opportunities. Journal of Water Resource and Protection, 14, 142-185 doi: 10.4236/jwarp.2022.142009.

[19] Tita, M., Tita, D., Onutu, I., Timur, Ch., & Tarnu, L.I. (2023). Treatment of acid tars by encapsulation to reduce the effects of pollution on the environment. Wseas Transactions on Environment and Development, 1329-1345. doi: 10.37394/232015.2023.19.120.

[20] Xu, H. (2007). Acid tar lagoons: Assessment and environmental interaction. (PhD thesis, University of Sheffield, Sheffield, Great Britain).