магистрант Шаихов Р.О.

Инновационный Евразийский университет (Республика Казахстан)

Обоснование соответствия системы обращения с отходами и технологий их переработки как наилучших доступных технологий, реализуемых на нефтегазовых предприятиях Казахстана

Интенсивное загрязнение окружающей среды при добыче, переработке и транспортировке нефтегазового сырья является одной из главных проблем Республики Казахстан (РК), так как в технологических процессах добычи, подготовки и транспорта нефти и газа образуется значительное количество отходов. Актуальность исследования заключается в необходимости научно-практического обоснования соответствия системы обращения с отходами на нефтегазовых предприятиях для определения соответствия наилучшим доступным технологиям, выбора технологий переработки промышленных отходов, обеспечивающих соблюдение экологических параметров и рекомендуемых для внедрения на нефтегазовых предприятиях. В этой связи возникает необходимость эколого-экономического анализа технологий и оборудования по переработке отходов нефтегазовой промышленности, позволяющего дать оценку негативного воздействия на окружающую среду не только самой технологии, а также материалам, получаемым в ходе переработки и способам их дальнейшего применения.

Практическая значимость исследования обусловлена необходимостью привлечения в сферу обращения с отходами нефтегазовой отрасли лучших из существующих в мире технологий по уровню развития научно-технической и производственной базы, поскольку важным направлением целенаправленной работы по управлению отходами, является внедрение современных малоотходных технологий, использование высокопроизводительного оборудования.

В Казахстане основными документами, определяющими правовые основы обращения с отходами, являются: Экологический кодекс РК [1], Закон РК «О недрах и недропользовании» [2]. Наилучшие доступные технологии - используемые отраслевые технологии, техника и оборудование, обеспечивающие организационные и управленческие меры, направленные на снижение уровня негативного воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду до обеспечения целевых показателей качества окружающей среды [3].

Целью исследования является обоснование соответствия системы обращения с отходами на нефтегазовых предприятиях для определения соответствия наилучшим доступным технологиям. В соответствии с целью были поставлены задачи исследования:

- провести обзор законодательства РК и международных стандартов в сфере обращения с отходами и изучить развитие системы обращения с отходами на нефтегазовых предприятиях с 1997 по 2013 гг.;

- определить параметры, критерии оценки и провести анализ наиболее применяемых или развитых технологий по отношению к технологиям, используемым на нефтегазовых предприятиях РК;

- сделать выводы о соответствии системы обращения с отходами и технологии их переработки на нефтегазовых предприятиях требованиям наилучших доступных технологий.

Методы исследований: анализ и обобщение литературы в сфере обращения с отходами на нефтегазовых предприятиях; патентно-информационный поиск глубиной до 39 лет; оценка вредного воздействия отходов на окружающую среду; технико-экономический и сравнительный анализ.

Выполненный в рамках исследования патентно-информационный поиск российских и зарубежных источников по различным критериям, представлен в таблице 1.

Таблица 1. Критерии патентного поиска

№ п/п	Тема поиска	Страны патента держатели	Глубина поиска, лет	Ключевые слова для поиска
1	Переработка буровых шламов	Россия, Япония, США, Германия, Франция, Канада, Великобритания, Швеция	30 лет	буровой шлам
2	Сбор и сортировка коммунальных отходов	Россия, Швеция, Великобритания, Германия, Япония, Франция, США	39 лет	сбор и сортировка отходов, использование бытовых отходов
3	Сжигание коммунальных отходов	США, Россия, Германия, Франция, Австралия, Швейцария, Япония	30 лет	сжигание отходов
4	Складирование на полигонах промышленных отходов	США, Корея, Польша	27 лет	складирование и захоронение на полигонах
5	Закачка в пласт	США	21 год	закачка в пласт

В результате анализа патентно-информационного поиска получены следующие результаты, представленные в таблице 2.

Таблица 2. Результаты патентного поиска

№ п/п	Тема поиска	Всего патентов	Представлено в отчете	Классифицировано по типу
№ п/п	Тема поиска	Всего патентов	Представлено в отчете	оборудование	технология
1	Переработка буровых шламов	100	82	20	62
2	Сбор и сортировка коммунальных отходов	120	92	56	36
3	Сжигание коммунальных отходов	95	61	32	29
4	Складирование на полигонах промышленных отходов	110	44	2	44
5	Закачка в пласт	30	11		11

На основании проведенного патентного поиска, все существующие технологии переработки буровых шламов можно разделить на 4 группы:

1 - термические методы (сжигание, пиролиз, сушка, термодесорбция), в процессе образуются дисперсные системы аэрозольного типа;

2 - методы физико-механического разделения (фильтрование, центрифугирование, экстракция, сепарирование, отстаивание, сорбция), для этой группы методов характерно преобразование суспензий в эмульсии и гели;

3 - биохимические методы (биоочистка, анаэробная очистка, окисление / нейтрализация с помощью химреагентов), с масляной (биоорганической) дисперсной фазой;

4 - прочие методы, не вошедшие в первые три группы по одной из трёх причин:

1) методы, не нашедшие широкого применения или патенты по которым встречаются редко: перегонка, выпаривание, озонирование, каталитическое восстановление и др.;

2) методы, широко используемые, но как одна из стадий основного процесса (пп.1-3): захоронение, отвердение, стабилизация, использование в качестве топлива, удобрений, в строительстве и др.;

3) методы, развиваемые в настоящее время и находящиеся на стадиях пилотного и/или опытно-промышленного тестирования: радиочастотный подогрев/очистка, гидрирование, электрокинетическое разделение, ультразвуковая обработка и др.

Обращение с отходами на нефтегазовых предприятиях осуществляется в соответствии с экологической документацией и направлено на достижение следующих целей: уменьшение образования отходов у источника; минимизация образования отходов путём получения вторичного сырья; минимизация образования отходов путем их повторного использования; переработка отходов для получения последующего возможности свободного размещения/захоронения отходов; организованное размещение отходов.

Различными организациями разработаны и предлагаются достаточно эффективные технологии по переработке отходов. Номенклатура выпускаемой с их использованием продукции весьма разнообразна и определяется качеством отходов как вторичного сырья, а также соотношением цен и местными особенностями спроса на взаимозаменяемые виды продукции из первичного и вторичного сырья. Для приведения характеристик (мощности энергопотребления, производительности и пр.) различных технологий переработки отходов к единому формату предлагается проводить сравнительный анализ из расчета на 1 тонну перерабатываемого отхода.

По результатам патентного поиска были установлены 3 основных параметра для оценки эффективности различных технологий (оборудования), в равной степени влияющих на выбор технологии:

1. Экологическая безопасность - позволяет оценить следующие параметры: выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ (ЗВ), объёмы размещаемых отходов, класс опасности перерабатываемых и образующихся в результате переработки отходов. Для оценки экологической безопасности используются данные из проектов нормативов размещения отходов (НРО), паспортов отходов, нормативов предельно-допустимых выбросов (ПДВ).

2. Экономическая эффективность - (Э_эф) определяется как разность между суммарной стоимостной оценкой результатов работы от реализации продуктов переработки 1 т отходов в качестве товара или сырья, полуфабрикатов вторичных процессов (Д), затратами на переработку 1 т отходов (З) и суммой платежей за выбросы и размещение отходов (В):

Э_эф.= Д - З - В ;

Стоимостная оценка результатов работы складывается, в основном, из объема реализации продукции в стоимостном выражении:

Д = ∑ П_i * Ц_i ;

где Цi - цена реализации продукции;

Пi - годовой объем реализации продукции, тонн.

Стоимостная оценка затрат на переработку 1 т отходов складывается из суммы затрат в процессе переработки :

З = ∑ З_i

Текущие затраты могут складываться из следующих направлений:

- стоимость дополнительных материалов и реагентов;

- транспортные расходы;

- затраты на топливо;

- затраты на электроэнергию;

- затраты на тепло;

- амортизационные отчисления из расчета 5 лет эксплуатации.

Стоимостная оценка суммарных платежей за выбросы в атмосферу и размещение отходов определяется как:

В = ∑ В_i

В качестве Вi возможно рассматривать следующие платежи:

- плата за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ;

- плата за размещение коммунальных отходов;

- плата за размещение отходов по янтарному списку;

- плата за размещение отходов по зеленому списку;

- плата за сбросы.

3. Промышленная безопасность - позволяет оценить класс опасности технологии для обслуживающего персонала согласно требований ГОСТ 12.1.007-76 [4].

Суть оценки заключается в сравнении имеющихся данных, из расчета на 1 т. перерабатываемого отхода, и проставлении баллов «0» в случае худшего результата и «1» в случае лучшего. Технология, набравшая наибольшее количество баллов считается наиболее эффективной.

Предлагаемый порядок проведения сравнительной оценки может быть изменен и дополнен при выявлении важности или не нужности тех или иных параметров. Оценка применима для сравнительного анализа двух и более технологий, при этом в случае, когда сравниваются более двух технологий, то сравнение проводится по отношению к заранее выбранной из общего множества технологии, после чего набравшие наименьшее количество баллов технологии исключаются. Данный порядок сравнительной оценки не учитывает большую часть экономических факторов и предназначен для оперативной сравнительной оценки на базе доступной информации предоставляемой изготовителями различного оборудования.

В связи с тем, что на нефтегазовых предприятиях ведется обращение в основном с тремя видами отходов: отработанный буровой шлам на нефтяной основе, нефтесодержащие отходы, коммунальные отходы, проведена сравнительная оценка применяемых технологий для переработки данных отходов. В качестве сравнительных технологий приняты наиболее современные и перспективные технологии из приведенного патентного поиска.

Данные о сравнении применяемых технологий представлены в сравнительных анализах:

1. Сравнительный анализ технологий переработки коммунальных отходов с технологией низкотемпературного пиролиза.

2. Сравнительный анализ технологий переработки коммунальных отходов с технологией сжигания в слое известняка на колосниковой решетке.

3. Сравнительный анализ технологий переработки коммунальных отходов с технологией термохимической переработки - газификации.

4. Сравнительный анализ технологий переработки бурового шлама с технологией термомеханического разделения.

5. Сравнительный анализ технологий переработки бурового шлама с технологией термической деструкции.

6. Сравнительный анализ технологий переработки нефтесодержащих отходов с технологией выпаривания в псевдоожиженном слое.

7. Сравнительный анализ технологий переработки нефтесодержащих отходов технологией термической деструкции.

8. Сравнительный анализ технологий переработки нефтесодержащих отходов с технологией термохимического превращения отходов в топливо.

В ходе сравнительного анализа технических параметров различных технологий переработки коммунальных отходов, бурового шлама, нефтесодержащих отходов установлено, что оцениваемые технологии имеют различные положительные и отрицательные признаки, на основании которых оцениваемая технология превосходит иную по техническим параметрам. Проведенный анализ системы обращения с отходами показал, что только комбинация различных технологий переработки отходов, внутри единой площадки является правильным решением на пути достижения поставленных целей.

В ходе выполненного исследования по оценке системы обращения с отходами и технологиями их переработки на нефтегазовых предприятиях РК на соответствие наилучшим доступным технологиям установлено, что:

- компании ведут прозрачную деятельность, в отношении образующихся отходов, осуществляя плату за негативное влияние на окружающую среду;

- в компаниях внедрена и поддерживается в рабочем состояние система по обращению отходами, составляются отчеты (месячные, квартальные и годовые) о результатах деятельности в области охраны окружающей среды;

- компании имеют инвестиционные планы, позволяющие проводить в жизнь планируемые мероприятия.

На основании проведенного сравнительного анализа существующих технологий переработки отходов нефтегазовых предприятий с последними мировыми техническими разработками установлено их преимущество, а значит соответствие наилучшим доступным технологиям, применяемым в сфере обращения с отходами.

Список ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кодекс Республики Казахстан от 9 января 2007 года № 212-III «Экологический кодекс Республики Казахстан» (с изменениями и дополнениями по состоянию на 03.07.2013 г.)

2. Закон Республики Казахстан от 24 июня 2010 года № 291-IV «О недрах и недропользовании» (с изменениями и дополнениями по состоянию на 04.07.2013 г.) // Информационно-справочная система «Юрист».

3. Постановление Правительства РК от 12 марта 2008 года №245 «Об утверждении перечня наилучших доступных технологий» // Информационно-справочная система «Юрист».

4. ГОСТ 12.1.007-76. Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности.