Odpady przemysłu rafineryjnego

W przemyśle naftowym wyróżnia się gałęzie przemysłu o niezależnych od siebie strukturach organizacyjnych, które są reprezentowane przez zakłady:

 poszukiwania ropy naftowej i gazu ziemnego,

 eksploatacji złóż,

 przeróbki ropy naftowej i gazu ziemnego.

Zakończeniem tego ciągu eksploatacyjno-technologicznego jest zespół:

 operacji magazynowo-transportowych w bazach i stacjach paliw płynnych, zlokalizowanych na końcówkach rurociągów (sieci) finalnych, które zasilane są bezpośrednio z rafinerii,

 operacji związanych z ich wydawaniem, które określane są pojęciem dystrybucji.

Wszystkie miejsca wydobycia, przetwarzania, magazynowania i dystrybucji produktów ropopochodnych są punktami największego ich nagromadzenia. Są to też punkty największego nagromadzenia odpadów ropopochodnych, które stanowią potencjalne zagrożenie skażeniem gruntów oraz wód powierzchniowych i podziemnych. Skażenie powietrza atmosferycznego następuje w wyniku emisji par tych substancji.

Produkt odpadowy stanowią substancje ropopochodne stałe, ciekłe i gazowe, jak ropa naftowa, wosk ziemny, bituminy, gaz ziemny, oleje, smary, benzyny i emulsje

37 olejowe. Są one mieszaniną różnych węglowodorów wielopierścieniowych, którym przypisuje się działanie rakotwórcze, a zawarte w nich metale ciężkie czynią je toksycznymi.

Produkt odpadowy pochodzenia naftowego stanowią także przepracowane oleje mineralne. Są to oleje, które utraciły bezpowrotnie charakterystyczne dla nich właściwości fizyczne i chemiczne określone przez normy dla świeżych olejów mineralnych.

Ustawa o odpadach z 27 kwietnia 2001 r. zawiera między innymi zapis: „oleje odpadowe powinny być w pierwszej kolejności poddawane odzyskowi poprzez regenerację rozumianą, jako proces, w którym oleje bazowe mogą być produkowane przez rafinerie olejów odpadowych, a w szczególności przez usunięcie zanieczyszczeń, produktów utlenienia i dodatków zawartych w tych olejach”. Bezpieczne zagospodarowanie olejów przepracowanych (zbiórka, recykling, przemysłowe wykorzystanie) reguluje także obowiązująca od 1 stycznia 2002 roku ustawa o opłatach produktowych i depozytowych (Dz.U. Nr 63, poz. 639). Regeneracji (odnowie, odzyskowi) może być poddana ta część przepracowanych olejów mineralnych, która nie zawiera substancji pochodzenia roślinnego, zwierzęcego, emulgatorów, polichlorofenoli oraz rozpuszczalników nie będących produktem ropopochodnym. Część ta może być następnie ponownie wykorzystana, zgodnie z ich pierwotnym przeznaczeniem. Obowiązek wykonania poziomu recyklingu w ilości 15% w stosunku do poziomu 30% odzysku olejów przepracowanych stanowi bardzo niski udział.

Szacuje się bowiem, że ze zużywanych obecnie olejów mineralnych około 50%

przepracowanych olejów trafia w sposób niekontrolowany do środowiska naturalnego, np. w wyniku niekontrolowanego odprowadzenia do nieprzystosowanej kanalizacji lub do gleby czy z powodu wycieku ze zbiorników.

Substancje ropopochodne ujemnie wpływają na kanalizację wodno-ściekową, utrudniają mechaniczne, chemiczne i biologiczne procesy oczyszczania wód, ścieków oraz gruntów nimi zanieczyszczonych.

Zanieczyszczenia typu węglowodorowego w wodach naturalnych trudno rozkładają się biologicznie. Hamują procesy samooczyszczania się wód oraz niekorzystnie wpływają na ich właściwości fizyko-chemiczne. Zawarte w wodzie substancje pochodzenia naftowego utrudniają ich uzdatnianie, wykluczają ich przydatność do picia, potrzeb gospodarczych, przemysłowych i środowiskowych. Dopuszczalne wartości wskaźników zanieczyszczeń o charakterze olejowym w wodach zrzucanych do wód określa Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z 1991 roku, które wynoszą:

 ekstrakt eterowy 50 mg/dm³, w tym substancje ropopochodne 15 mg/dm³,

 zawiesina ogólna 50 mg/dm³.

38 Skażenie gleby ropą naftową i produktami ropopochodnymi ulega samoistnej degradacji szybko i całkowicie w przypadku dobrze przewietrzanej gleby. Natomiast jeśli zanieczyszczenia sięgają na znaczne głębokości oraz gdy wystąpi silne odtlenienie gleby (np.

w wyniku zatkania porów gruntu i zaniku procesów infiltracyjnych) skażenie może zostać utrwalone i migrować może na znaczne odległości, aż do osiągnięcia poziomu cieków wody pitnej. Proces ten stanowi poważne zagrożenie dla flory i fauny glebowej i wodnej.

Substancje o charakterze oleistym mogą występować w gruncie i w wodzie w postaci:

 rozpuszczonej, która jest niewielka, rzędu kilku mg/dm³;

 nierozpuszczonej;

 zemulgowanej tworząc emulsje wodno-olejowe:

 hydrofobowe - typu woda w oleju, gdzie faząrozproszoną jest woda a rozpraszającą olej,

 hydrofilowe - typu olej w wodzie, gdzie fazą rozproszoną jest olej a rozpraszającą woda,

 niezemulgowanej, tworząc zawieszone krople, rozlewiska olejowe, zlepy olejowe z substancjami stałymi (zawiesinami).

Część odpadów ropopochodnych ulega rozłożeniu przez bakterie w procesie mikrobiologicznej destrukcji zanieczyszczenia, jednak długołańcuchowe alkany, poliaromatyczne węglowodory oraz mieszaniny asfaltopodobne przez długi czas nie ulegają biologicznemu rozkładowi. Czas ten może sięgać nawet około 200 lat.

Stopień biologicznego rozkładu w środowisku naturalnym (lub sztucznym) zależy od takich czynników, jak skład jakościowy i budowa chemiczna odpadu (zanieczyszczenia), ilość odpadu, rodzaj użytych grup i wielkość kolonii mikroorganizmów destrukcyjnych, temperatura procesu, pH środowiska, ilość substancji pokarmowej i zawartość w niej substancji toksycznej dla drobnoustrojów.

Produktami oczyszczania ścieków przemysłu rafineryjnego są:

 szlamy ropopochodne po czyszczeniu instalacji technologicznych i zbiorników,

 szlamy ropopochodne z oczyszczalni ścieków.

W przemyśle rafineryjnym oprócz odpadów stałych i ciekłych występują odpady gazowe. Są one wynikiem emisji gazowych substancji, która wiąże się z:

 parowaniem paliw płynnych podczas ich dystrybucji, przeładunku i magazynowania,

 spalania paliw płynnych i gazowych w kotłach,

 spalania paliw płynnych i gazowych w silnikach pojazdów samochodowych.

39 Emisja par węglowodorów do atmosfery towarzyszy wszystkim fazom przeładunku i dystrybucji paliw płynnych. Jej wartość sumaryczną ocenia się na około 60% objętości całkowitej powstałych par i gazów. Głównym źródłem emisji są kolejowe i autocysternowe fronty nalewowo-przeładunkowe benzyn i olejów napędowych, zbiorniki magazynowe benzyn i olejów napędowych, stanowiska spustowo-nalewcze, oczyszczalnie ścieków, etylizatornie, myjnie cystern i inne.

Źródła zanieczyszczeń substancjami ropopochodnymi dzieli się na:

 stacjonarne – punktowe - występujące w miejscach bezpośredniego wydobycia, przerobu, produkcji, przeładunku substancji węglowodorowych,

 awaryjne – przypadkowe – będace wynikiem niespodziewanego wycieku ze zbiorników, instalacji i węzłów technologicznych;

 masowe – ekologiczne - które są konsekwencją katastrof transportowych lądowych i wodnych, awarii rurociągów przesyłowych i dużych węzłów technologicznych.

Kontrolowana i zorganizowana gospodarka odpadami przemysłu rafineryjnego ma na calu radykalne ograniczenie ilości powstających odpadów (stałych, płynnych i gazowych).

Cel ten wynika z tempa wzrostu gospodarczego, który wpływa na szybki i znaczny wzrost zużycia m.in. paliw płynnych w wyniku wzrostu ilości pojazdów z silnikami spalinowymi.

Odpowiednio prowadzona w tym zakresie gospodarka wpływa na zmniejszenie ilości i częstości występowania zagrożeń ekologicznych w wyniku awarii materiałowo-technologicznych.

Ściśle zlokalizowanymi, typowymi źródłami zagrożeń przemysłu rafineryjnego, są zakłady petrochemiczne, stacje paliw płynnych, stacje transformatorowe, elektrociepłownie wykorzystujące paliwa płynne, zakłady przemysłu maszynowego, zakłady metalurgiczne, zakłady naprawcze taboru kolejowego, warsztaty naprawcze i fabryki samochodowe, myjnie cystern kolejowych i samochodowych. Poważne konsekwencje dla środowiska naturalnego wynikają z procesów otwartego nalewu produktów naftowych do cystern, autosystern i zbiorników magazynowych oraz brak zabezpieczeń przed przedostawaniem się tych produktów do gleb, wód gruntowych i powietrza atmosferycznego.

Działania proekologiczne w obrocie produktami naftowymi zmierzają do minimalizacji odpadów i emisji par węglowodorów, związków siarki i ołowiu. Tym samym prowadzą do zmniejszenia uciążliwości obiektów wydobywczych, przeróbczych, magazynowych, transportowych i dystrybucji wymienionych substancji. Opierają się one na dwóch kierunkach:

40 1. opracowywanie, promowanie i wprowadzanie na rynek ropopochodnych substancji stałych, płynnych lub gazowych, których użytkowanie wiąże się z minimalizacją powstawania produktów odpadowych i ograniczeniem ich niekorzystnego wpływu na środowisko,

2. wprowadzenie w obiektach wydobycia, przerobu, dystrybucji, magazynowania substancji węglowodorowych (stałych, płynnych i gazowych) rozwiązań, które minimalizują wpływ tych obiektów na środowisko, m.in. poprzez procesy oczyszczania ścieków i neutralizacji powstającego odpadu.

Zabezpieczenie środowiska przed tego typu zanieczyszczeniem lub skażeniem wiąże się z lokalizacją obiektów ich przetwarzania, magazynowania i dystrybucji. Będą to tereny oddalone od głównych cieków wodnych, miejsca, w których zasoby wód wgłębnych izolowane są grubymi warstwami nieprzepuszczalnymi, zaś wody powierzchniowe nie stanowią zlewni głównych cieków i zbiorników wodnych. Powierzchnia terenu lokalizacji tych obiektów powinna być wykonana ze szczelnego betonowego podłoża, z którego rozlane produkty naftowe spływają bezpośrednio poprzez kanalizację deszczowo-przemysłową do oczyszczalni ścieków.

Zbiorniki magazynowe paliw płynnych stanowią hermetyczne układy zaopatrzone w instalację do odzysku par benzyn. Do tego celu służą odpowiednie membrany instalowane na zbiornikach z dachem stałym oraz uszczelniające pontony na zbiornikach z dachem pływającym. Zabezpieczenia te zapobiegają przedostawaniu się par benzyn powstających w wyniku wahań temperatury otoczenia zewnetrznego i wnetrza zbiorników.

Instalacja technologiczna służąca do przeładunku paliw płynnych zawierać powinna wahadła gazowe, które zawracają opary benzyn z układu oddechowego zbiornika stacji paliw do zbiornika cysterny - kolejowej lub autocysterny. Przez skraplanie i ponowne wprowadzanie do układu zamkniętego można w ten sposób odzyskać około 0,5% produktów z całkowitej ilości przeładunkowej.

Ze względów ekologicznych oraz ekonomicznych ograniczenie emisji odbywać się powinno na drodze hermetyzacji wszystkich urządzeń działających w całym systemie produkcji, magazynowania i dystrybucji paliw płynnych i gazowych, także poprzez eliminowanie nieszczelności zaworów, zasuw i armatury kontrolno-pomiarowej.

41 Program ochrony powietrza atmosferycznego przed odpadami lotnymi, oprócz minimalizacji emisji par benzyn w wyniku hermetyzacji procesów magazynowania i dystrybucji benzyn silnikowych i etylin w bazach paliw, powinien być realizowany poprzez:

 zmianę systemu ogrzewania w kotłowniach w wyniku zastępowania paliw stałych przez paliwa gazowe lub olejowe o niskich zawartościach siarki i nie zawierających ołowiu,

 instalowanie w kotłowniach urządzeń oczyszczających gazy spalinowe.

Bezpieczeństwo rurociągowego transportu węglowodorów uzyskuje się poprzez zintegrowany system organizacyjno-techniczny. Obejmuje on kolejno następujące po sobie etapy oparte na szczegółowych normach i przepisach technicznych. Etapy te dotyczą projektowania, budowy, użytkowania, naprawy i monitoringu sieci rurociągów. Monitoring stanowi tutaj istotny element, bowiem właściwie i odpowiedzialnie prowadzony zapobiega awariom ekologicznym. Awarie mogą wystąpić wskutek oddziaływania czynników środowiska wewnetrznego i zewnętrznego. Środowisko wewnętrzne to rodzaj materiału, z którego wykonany jest rurociąg, ciśnienie w nim panujące, rodzaj i właściwości przesyłanej substancji. Środowisko zewnętrzne obejmuje ruchy podłoża gruntowego, defekty materiałowe, korozję.

Spośród wielkiej różnorodności produktów ropopochodnych unieszkodliwianiu poddawane są te substancje, które nie mogą być podane procesowi regeneracji. Produkty te poddawane są w pierwszej kolejności neutralizacji do produktów obojętnych dla środowiska naturalnego, np. przykład w procesie spalenia, zgazowania lub termicznego przetworzenia na paliwo gazowe. Gdy żadna z wymienionych metod jest niemożliwa do wykonania odpady są składowane.