Разработка замкнутого технологического цикла производства на предприятии ООО "Газпром" с полным использованием сырья и отсутствием отходов производства

2.1 Научно-исследовательская деятельность, внедрение достижений науки и техники в области охраны окружающей среды

Проектом разработки АГКМ до 2019 года предусмотрено строительство 146 эксплуатационных скважин. Однако действующий полигон твердых промбытовых отходов IV класса опасности для захоронения буровых отходов не пригоден. В связи с этим буровые шламы предполагается размещать на шламохранилище буровых отходов и перерабатывать для использования в дорожном строительстве на АГК и рекультивации нарушенных земель. С этой целью ОАО НПО «Бурение» (г. Краснодар) на договорной основе с предприятием определен состав отходов бурения надсолевых и солевых отложений АГКМ и разработана схема их утилизации путем повторного использования одних компонентов и отверждения других для приготовления дорожно-строительных смесей. В 2005 году работа будет продолжена с целью корректировки проекта шламохранилища.

Институтом «АстраханьНИПИгаз» продолжались работы по:

Ш промышленной оценке состава и запасов сырьевых ресурсов подземных вод для обеззараживания хозяйственно-питьевых и сточных вод на АГК гипохлоритом натрия взамен жидкого хлора, а также оценке качества и запасов лечебных вод для медицинского комплекса;

Ш разработке технологии утилизации нефтезагрязненных отходов (нефтешламов, отработанных фильтров автомобильных масляных, промасленной ветоши);

Ш классификации отходов производства и потребления;

Ш подготовке документации по совершенствованию системы управления охраной окружающей среды в соответствии с международным стандартом серии ISO 14000;

Ш оценке влияния существующей и намечаемой деятельности на окружающую среду;

Ш другим направлениям.,

В целях увеличения эффективности очистки производственных стоков произведена модернизация флотатора узла предочистки сооружений КОС-2 УАГЭ.

Основная цель - интенсификация процесса очистки сточных вод на существующем оборудовании и уменьшение расхода коагулирующих веществ.

Основное технологическое решение - внедрение аэрогидрокавитационного флотационного метода процесса очистки нефтесодержатцих сточных вод с помощью гидродинамических излучателей струйно-кавитационного типа, которые позволяют эффективно удалять нефтепродукты, растворенные и взвешенные вещества из очищаемых сточных вод.

На АГПЗ освоен выпуск нового вида топлива - газ углеводородный сжиженный, топливный марки ПБТ, ГОСТ Р 52087-2003. Включен в Перечень продукции, выпускаемой на АГПЗ.

На бензиновом резервуаре № 6 АГПЗ проведена замена стального понтона на понтон корпорации «Ультрафлоут», имеющий более совершенную облегченную конструкцию, выполненную из алюминиевых сплавов и обладающий повышенной прочностью и коррозийной стойкостью. Эффективность работы понтона при наливе составляет 97,5%, при хранении - 96,2 %.

Установка понтона «Ультрафлоут» на Р-6 позволила снизить выбросы по летучим углеводородам на 19,6 т.

В Военизированной газоспасательной части в промышленную эксплуатацию переведена автоматизированная система контроля загрязнения атмосферного воздуха населенных мест «Система-3», на базе которой сформирована подсистема мониторинга атмосферного воздуха предприятия в составе 12 автоматизированных пунктов контроля загрязнения и реализован пилотный проект создания территориально-производственной системы экологического мониторинга (ТПСЭМ) Астраханской области с АПКЗ в г Нариманов и г Астрахань и территориальным центром мониторинга в г. Астрахани на ул. Бакинская, 113.

Специалистами Общества принято участие в 8 научно-практических конференциях экологической направленности, в том числе в Международной выставке «Экоэффективность 2004» и Форуме «Инновационные технологии ХХ1 века для рационального природопользования, экологии и устойчивого развития». г. Москва, Экспоцентр, 20-23.10.2004г. с демонстрацией экспозиционного стенда с натурными элементами системы воздушного мониторинга, двумя демонстрационными видеофильмами и докладом «Организация территориально-производственной системы экологического мониторинга Астраханской области» (Сергеев, 2006).

2.2 Охрана земельных ресурсов при строительстве скважин на территории Астраханского Газоконденсатного месторождения

Обустройство месторождения подразумевает не только строительство скважин, но и прокладку трубопроводов, внешних коммуникаций (линий электропередач, водопроводов, автодорог), установок предварительной подготовки газа, вспомогательных производственных и административных объектов. Такая деятельность значительно увеличивает техногенную нагрузку на земельные площади, расположенные в пределах горного отвода АГКМ. В связи с этим, реализация природоохранных мероприятий, направленных на восстановление нарушенных природных комплексов, становится ещё более актуальной.

Наиболее выраженным воздействием на состояние биосферы характеризуется строительство скважин. Специфической особенностью строительства скважин является интенсивное воздействие на все компоненты биосферы в течении сравнительно короткого промежутка времени - 1,0 - 1,2 года. Поэтому основной задачей при разработке проектов на строительство скважин является определение причин и основных источников негативных воздействий в процессе строительства, а также поиск эффективных методов их снижения и предотвращения. В частности, на этапе проведения строительно-монтажных работ, включающих прокладку коммуникаций, планировку строительной площадки, монтаж буровой установки и вспомогательных сооружений, существенной трансформации подвергается поверхность земли и растительный покров.

Согласно проектным данным при строительстве каждой скважины прямому механическому воздействию подвергается от 4 до 10 га земель. Такое воздействие связано прежде всего с проведением земляных работ, включающих вертикальную планировку основной площадки строительства, рытьё ям, траншей, котлованов под технологические ёмкости, шламовые амбары, трубопроводы, срезка и перемещение недостающего грунта с прилегающих территорий при получении отрицательного баланса земляных масс, устройство насыпей при сооружении подъездных дорог.

Существуют следующие негативные факторы, влияющие на состояние земель и мероприятия по снижению их воздействия:

Развитие дефляционных процессов. На большей части территории Астраханской области, в том числе и АГКМ, достаточно развиты дефляционные процессы. Почвенный покров представлен в основном сочетанием полупустынных закреплённых и слабозакреплённых песков с доминированием песчаных и пылевидных фракций. При перемещении грунта и производстве земляных работ неизбежно усиление дефляционных процессов не только на площадке строительства, но и на сопредельных территориях.

Для предотвращения такого рода воздействия при проектировании строительства скважин и других производственных объектов необходимо предусматривать специальные мероприятия, позволяющие максимально снизить негативное влияние на земли районов строительства. К числу мероприятий относятся:

Ш Производство работ преимущественно в зимне-весенний период, с наибольшим количеством осадков, а летом - в периоды благоприятных метеоусловий при скорости ветра ниже пороговой, пороговой является скорость ветра 6,5 м/с, при которой происходит отрыв песчаных частиц от поверхности земли.

Ш Увлажнение перемещаемого грунта водой, обеспечение движения строительной техники по заранее обустроенным дорогам.

Ш Закрепление песков по окончании строительства искусственными посадками трав, кустарников.

Загрязнение земель. Общепринято считать, что деятельность нефтегазовых комплексов относится к числу так называемых «грязных производств». Это утверждение в полной мере можно отнести и к строительству скважин, предназначенных для добычи углеводородного сырья. Использование большого количества строительной техники и механизмов автотранспорта, применение буровых установок с дизельными приводами, использование различных технологических жидкостей (буровых растворов, горюче-смазочных материалов) и образование отходов, в том числе жидких (буровых сточных вод, дождевых стоков, отработанных масел) предполагает возможность возникновения различных аварийных ситуаций.

С целью снижения аварийных рисков, уже на стадии разработки проекта, требуется предусматривать ряд специальных мероприятий, таких как:

Ш Гидроизоляция производственных площадок посредством укладки железобетонных плит с цементированием стыков монолитным бетоном.

Ш Применение металлических поддонов для реализации утечек.

Ш Проверка герметичности оборудования (картеров двигателей, резьбовых и сварных соединений трубопроводов, уплотнений).

Ш Устройство обваловок или бетонных ограждений (бордюров) складов ГСМ, высотой, обеспечивающей недопущение перелива в случае полного опорожнения ёмкостей.

Ш Устройство систем сбора дождевого стока из бетонных или металлических лотков и ёмкостей-накопителей с соблюдением горизонтальных уклонов.

Нарушение почвенно-растительного покрова. Проведение строительных работ неизбежно сопровождается фактически полным уничтожением почвенно-растительного слоя. Согласно ГОСТ 17.4.302-85 снятие и рациональное использование плодородного слоя почвы при производстве земляных работ следует производить на землях всех категорий. Однако этим же документом определено, что целесообразность снятия плодородного, потенциально-плодородного слоёв почвы и их смеси должна устанавливаться в зависимости от уровня плодородия почвенного покрова конкретного региона, типа и основных показателей почв: содержание гумуса, рН, суммы водорастворимых токсичных солей.

Почвенный покров территории АГКМ достаточно однообразен и представлен в основном хвалынскими осадками преимущественно песчаного гранулометрического состава. Почвы характеризуются повышенной щелочностью и низким содержанием гумуса (как правило менее 1%). Этим обуславливается и бедность растительного мира. Растительность представлена в основном эфимеройдно-песчано-полынскими сообществами. Для рассматриваемых районов характерно отсутствие растительности верхнего яруса (деревьев и кустарников).

Общепринятая практика, подразумевающая срезку почвенного слоя, складирование его в бурты до завершения строительных работ и использование для землевания и биологической рекультивации, нецелесообразна ввиду скудного содержания гумуса в почвенном слое. Но, однако, это не исключает необходимости проведения рекультивационных работ на нарушенном участке по окончанию строительства.

По завершению технического этапа рекультивирования, включающего зачистку территории от строительного мусора, извлечение зарытых ёмкостей, засыпку котлованов, траншей, разборку фундаментов, должна проводиться биологическая рекультивация.

На этапе биологической рекультивации предусматривается внесение органических удобрений (навоза), боронование участка, посадка кустарников (джузгун) и песчаного овса. Проведение этих работ позволяет добиться восстановления, и даже повышения урожайности пастбищ уже на 4-5 год с начала биологической рекультивации.

Особое место при выполнении всего комплекса природоохранных мероприятий отводится организации и проведению контроля за состоянием земель на строительных площадках. Результаты анализа проб почв, отобранных до начала строительства скважины, в процессе и по окончании всех работ позволяют выявить основные источники загрязнения земель и степень их воздействия. В дальнейшем полученные данные могут использоваться при разработке проектов в качестве оценочных показателей.

Рассмотренные мероприятия при условии их обязательной реализации позволяют значительно снизить негативную нагрузку на земли, используемые при строительстве скважин на территории Астраханского газоконденсатного месторождения и привести их в состояние, пригодное для дальнейшего использования даже в сельскохозяйственных целях (Морозова, Андрианов, 1998).

2.3 Утилизация нефтешламов АГПЗ

Образование нефтешламов напрямую связано с существующими технологиями переработки нефти и газа, обработки стоков и вод НПЗ и ГП3. системами промканализации и водоснабжения. На очистных сооружениях нефтеперерабатывающих заводов шламонакопители занимают значительные территории, являясь источником пожароопасности и экологических загрязнений.

Для решения этих проблем ведется поиск экономически выгодных технологий утилизации отходов нефтеререработки и газопереработки.

Существующие технологии утилизации нефтешламов, содержащих твердую фазу, не предусматривают использование последней кроме сжигания и загрязнения при этом окружающей среды, либо ее захоронения, что чревато теми же последствиями.

Исследования нефтешламов АГПЗ ООО «Астраханьгазпром» показали, что путем гравитационного разделения при температуре от 70 0С до 80 0С твердая фаза, состоящая в основном из механических загрязнений от 20%, до 42%, окислов и сульфидов железа от следов до 60% и других металлов до 0,1%, может быть выделена в виде осадка. Осадок представляет собой концентрат, содержащий до 90% твердой фазы и до 10% углеводородов.

Путем компаундирования полученного концентрата с серополимерным вяжущиим и инертными материалами, в частности, с отсевом дробления доломитового щебня, удалось подобрать составы, не содержащие дорожного битума, которые вполне можно использовать для ремонта дорожного покрытия, покрытия тротуаров, стоянок для автотранспорта и других целей. Содержание твердых нефтешламов в полученных составах для дорожных покрытий не превышает 20% масс. Депонируя таким образом твердые нефтешламы, можно решать задачи их целевого применения, а также снижения содержания в них вредных веществ до безвредных уровней. для приготовления, перевозки и раздачи в местах укладки вышеназванных составов наиболее технологична отечественная передвижная установка АПА - 1.

Утилизация жидкого нефтешлама производится путем компаундирования его с мазутом АГПЗ и обработкой компаунда в аппарате вихревого слоя (АВС) с получение выходе котельного топлива, содержащего в своем составе до 20% воды. Для осуществления этого процесса есть действующая технологическая линия с вмонтированным в нее аппаратом вихревого слоя.

Жидкие нефтешламы представляют собой стойкую нефтяную дисперсную систему, содержащую в своем составе нефтепродуктовую часть >60% и воду до <40%.

Естественными эмульгаторами в нефтешламе выступают смолы и асфальтены, содержащиеся в нефтепродуктовой части. Они облегчают процесс создания агрегативно устойчивой эмульсии с котельным топливом.

Мазут и нефтешлам на обработку в АВС подаются с температурой до 80°С. Полученное топливо обладает улучшенными вязкостно-температурными характеристиками. Повышается полнота сгорания топлива, что способствует снижению концентрации токсичных выбросов (оксиды азота, оксиды углерода, сажи, бенз(а)пирена и др. полициклических ароматических углеводородов) до 30%-40%.

Другим направлением утилизации жидких нефтешламов является их обезвоживание (сепарация) с дальнейшей обработкой в аппарате вихревого слоя. Процесс обезвоживания нефтешламов производитси с применением деэмульгаторов. При этом независимо от типа деэмульгатора происходит снижение влажности нефтешламов с 70% до 40-50% масс. при простом отстаивании. Центрифугпрование при 80°С позволяет снизить обводненность нефтешламов до 10-20%. При обработке обезвоженного нефтешлама в аппарате вихревого слоя происходит механодеструкиия высокомолекулярных углеводородов, приводящая к улучшению его топливных характеристик. Поэтому, обработанный в АВС нефтешлам можно использовать как котельное топлю Кроме того, из обработанного в АВС обезвоженного нефтешлама путем перегонки можно получать дополнительный выход светлых дистиллятов от 20% до 25%. При этом тяжелый остаток перегонки может быть использован как сырье или компаунд для получения битума (Логвиненко, Шеляков, 1999)

2.4 Охрана атмосферного воздуха на АГПЗ

В отрасли отмечается тенденция снижения объема выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. В 2001 году этот показатель достиг минимального за последние три года значения: при разрешенном выбросе 4137,7 тыс. тонн в атмосферу выброшено 2199,2 тыс. тонн (53,2%) загрязняющих веществ.

В составе вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, содержатся: углеводороды (метан) - 67,4%, оксид углерода (СО) - 22,9%, оксиды азота (NOх) - 5,8%, диоксид серы (SO2) - 2,9%, прочие вещества (газообразные, жидкие, твердые) - 1,0%.

Динамика выбросов загрязняющих веществ показывает уменьшение выбросов по всем основным веществам, загрязняющим атмосферу. Выбросы углеводородов в отчетном году снизились на 30,8 тыс. тонн (по сравнению с 2000 г.) и составили 1483,3 тыс. тонн.

Это связано с реконструкцией цехов компрессорных станций и модернизацией (заменой) физически и морально устаревших типов газоперекачивающих агрегатов (ГПА) на новые с улучшенными экологическими характеристиками, проведением мероприятий по уменьшению потерь природного газа на линейной части магистральных газопроводов и на компрессорных станциях, а также со снижением расхода газа на технологические нужды.

За счет модернизации камер сгорания на 15 ГПА в 2001 году было достигнуто некоторое сокращение выбросов оксидов азота (на 3,3 тыс. т). Кроме того, в Обществе внедрялись новые технологии, снижающие выбросы в атмосферу в процессе исследований скважин, при продувках и исследованиях скважин. Уменьшена доля промстоков, ранее сжигаемых на факельных установках.

Снижение выбросов оксида углерода на 25,2 тыс. тонн в отчетном периоде получено благодаря утилизации попутного нефтяного газа и использованию его на собственные нужды, уменьшению сброса газа на факелы.

Проведенные на газоперерабатывающих заводах отрасли мероприятия, направленные на повышение эффективности работы установок доочистки отходящих газов производства серы и реконструкция факельных установок позволили снизить выбросы в атмосферу диоксида серы на 0,89 тыс. тонн (Демина, 2005).

2.5 Способы снижения водопотребления и охрана водоёмов при строительстве скважин на Астраханском газоконденсатном месторождении

Общий объем водопользования в 2001 году увеличился на 3,4% по сравнению с 2000 годом и составил 128062,1 тыс. м3. Общий объем водоотведения остался на уровне прошлого года и составил 65977,5 тыс. м3.

В поверхностные водные объекты в 2001 году было сброшено 47885,7 тыс. м3 сточных вод. Из них:

Ш нормативно-чистых - 9387,7 тыс. м3 (19,6%);

Ш загрязненных - 18581,0 тыс. м3 (38,8%);

Ш нормативно-очищенных на очистных сооружениях дочерних обществ Газпрома - 19917,0 тыс. м3 (41,6%).

Количество загрязненных сточных вод, отведенных в поверхностные водоемы, выросло по сравнению с предыдущим годом на 18,3%. Наибольшая доля в этом увеличении приходится на ООО «Надымгазпром» (75%). Это объясняется тем, что сточные воды, ранее учитываемые как размещенные в накопителях и потому не имевшие градации по степени загрязнения, в этом году стали квалифицироваться как недостаточно очищенные, отводимые в поверхностный водный объект.

В целом, в поверхностные водоемы в этом году было отведено 47885,7 тыс. м3, из них 37334 тыс. м3 поступило на очистные сооружения.

Расход воды в системах водооборотного водоснабжения увеличился по сравнению с 2000 годом на 6009 тыс. м3 и составил 339828,5 тыс. м3. Увеличение объемов водооборотного водоснабжения произошло вследствие введения в эксплуатацию объектов второй очереди Астраханского газохимического комплекса.

Расход воды в системах повторного водоснабжения по сравнению с 2000 годом изменился незначительно и составил 9483,4 тыс. м3.

На ряде объектов Общества эксплуатируются канализационные очистные сооружения, построенные в 70-80-х годах, которые устарели морально и физически и требуют реконструкции или замены. Загрузка ряда очистных сооружений превышает проектную. Степень очистки сточных вод на этих объектах не обеспечивает требования нормативов по таким показателям, как аммонийный азот, фосфор и др. Реконструкция и строительство этих очистных сооружений требует больших капитальных вложений. Поэтому, в ближайшие годы предусмотрена их поэтапная реконструкция.

Строительство эксплуатационных скважин, в том числе и на территории Астраханского газоконденсатного месторождения, является достаточно водоемким производством. Высокие показатели объемов водопотребления при строительстве скважин создают дополнительную нагрузку на состояние природных запасов поверхностных и подземных вод, а формируемые в процессе выполнения технологических операций сточные воды в свою очередь создают угрозу загрязнения земель и грунтовых вод.

Большое влияние на величину объемов потребления свежей технической воды оказывает специфика географического расположения АГКМ, его геоморфологические и климатические особенности - аридность, наличие развеваемых, слабо- и полузакреплённых песков в районах строительства, требующие проведения специальных мероприятий по уменьшению дефляционных процессов путем увлажнения затрагиваемых при строительстве грунтов, что в свою очередь является достаточно водозатратной операцией. Формируемые от технологических процессов сточные воды создают высокую нагрузку на экосистемы районов строительства и опасность загрязнения грунтов, поверхностных и подземных вод. Эта опасность обуславливается следующим: расположением АГК пределах левобережной части Волго-Ахтубинской поймы, наличием единой гидросети поверхностных водотоков, окаймляющих месторождение; относительно невысоким естественным уровнем залегания грунтовых вод первого от поверхности водоносного ризонта; наличием гидравлической связи между прилегающими к месторождению верхностными водотоками и подземными водами; характером питания подземного водоносного горизонта главным образом за счет инфильтрации атмосферных осад утечек из подземных коммуникаций, бокового притока с сопредельных территорий, также за счет перетекания из хазарского водоносного горизонта через «гидрогеологические окна».

Решение проблемы снижения нагрузки на поверхностные и подземные воды, являющиеся источниками технического водоснабжения объектов строительства, заключается в необходимости применения рациональной схемы использования водных ресурсов, направленной на минимальное потребление свежей воды и повторное использование, формируемых от ряда наиболее водоемких технологических операций, буровых сточных вод (БСВ).

Значительная степень негативного воздействия БСВ определяется их высокой подвижностью, а также компонентным составом, включающим химреагенты, используемые приготовлении и обработке буровых растворов (БР), нерастворимые мехпримеси в виде частиц глины, песка, выбуренной породы. Содержание взвешенных веществ в составе может колебаться в значительных пределах и зависит от типа разбуриваемых пород.

В процессе строительства скважины образуется в среднем около 1000 м3 БСВ. Для их накопления на буровой площадке требуется строительство достаточно больших по размерам прискважинных амбаров, что в свою очередь связано с отчуждением дополнительных земельных площадей, большими объемами земляных работ и в конечном итоге экономически нецелесообразно. Применение систем многократного повторного использования БСВ в наиболее водоемких операциях при строительстве позволяет значительно уменьшить объёмы шламовых амбаров и снизить нагрузку на источники технического водоснабжения.

Основным принципом функционирования предлагаемой системы является повторное использование БСВ после гравитационного отстаивания в течение 2-3 часов в специально предназначенных емкостях с целью снижения концентрации мехпримесей до содержания их в воде, пригодной для дальнейшего использования в наиболее водоёмких технологических процессах. Степень очистки сточных вод по мехпримесям при гравитационном отстаивании ориентировочно составляет 50-60%, что соответствует содержанию около 2400-953 мг/л. Предлагаемый вариант позволяет значительно снизить потребление свежей воды, объем сточных вод, попадающих в шламовый амбар перед повторным использованием, и отказаться от специальной реагентной очистки. Схемой предусматривается поступление свежей технической воды из запроектиронного внешнего производственного водопровода или от водяной скважины через ёмкости технической воды по системе трубопроводов: в блок приготовления БР; в блок очистки БР (вибросита, песко-, илооотделители) для обмыва рабочих поверхностей вибросит; для опрессовки верхних обсадных колонн после крепления; на первоначальный обмыв оборудования и полов на буровой; для промывки цементировочной техники по завершении крепления верхних обсадных колонн; для первой промывки ствола скважины и вызова притока путем смены БР на воду.