Природно-климатическая характеристика
Географическое положение территории определяет её климатические особенности. Наиболее важными факторами формирования климата является перенос воздушных масс с запада и влияние континента. Взаимодействие двух противоположных факторов придаёт циркуляции атмосферы над рассматриваемой территорией быструю смену циклонов и антициклонов, способствует частым изменениям погоды и сильным ветрам. Кроме того, на формирование климата существенное влияние оказывает ограждённость с запада Уральскими горами, незащищённость территории с севера и юга. Над территорией осуществляется меридиональная циркуляция, вследствие которой периодически происходит смена холодных и тёплых воздушных масс, что вызывает резкие переходы от тепла к холоду.
Климат исследуемого района резко континентальный. Зима суровая, холодная, продолжительная. Лето умеренно тёплое, иногда жаркое. Короткие переходные сезоны – осень и весна. Поздние весенние и ранние осенние заморозки. Безморозный период непродолжительный.
Зона работ относится к I району, 1 В подрайону климатического районирования для строительства согласно СНиП 23-01-99 «Строительная климатология».
Средняя продолжительность безморозного периода 112 дней, устойчивых морозов – 172 дня.
Максимальная глубина промерзания грунтов - суглинков, глин – 185 см, песков – 250 см (по данным метеостанции м/с Тюмень).
Осадков в районе выпадает много, особенно в тёплый период с апреля по октябрь (457 мм). Соответственно держится высокая влажность воздуха, средняя месячная относительная влажность изменяется от 59 % до 83 %.
Максимальная высота снежного покрова достигает 82 мм. Снежный покров в среднем образуется в декабре, сходит в апреле. Снежный покров сохраняется 161 день. В течение года и в январе месяце преобладают ветры юго-западного направления, в июле северо-западного и северного направлений.
Температура наиболее холодной пятидневки 98% обеспеченности составляет -42ºС.
Климатические характеристики района расположения предприятия.
| Наименование показателя | Единица измерения | Величина показателя |
| Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы, А | ||
| Коэффициент, рельефа местности | ||
| 1. КЛИМАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ | ||
| Температурный режим | ||
| - средняя температура воздуха наиболее холодного месяца | 0С | -17,4 |
| - средняя температура воздуха наиболее жаркого месяца | « | |
| - продолжительность периода с положительными температурами воздуха | дни | |
| - абсолютная минимальная температура воздуха | 0С | -50 |
| - абсолютная максимальная температура воздуха | « | |
| - расчетная температура для проектирования отопления | « | -37 |
| - расчетная температура для проектирования вентиляции | « | -21 |
| - средняя температура | « | -7,5 |
| - продолжительность отопительного сезона | дни | |
| Осадки: | ||
| - среднее количество осадков за год | мм | |
| - распределение осадков в течение года по периодами: | ||
| холодный период | % | |
| теплый период | % | |
| Ветровой режим: | ||
| - средняя повторяемость направлений ветра (роза ветров) …С | % | |
| СВ | « | |
| В | « | |
| ЮВ | « | |
| Ю | « | |
| ЮЗ | « | |
| З | « | |
| СЗ | « | |
| - средняя скорость ветра по направлениям ….. С | м/с | 2,7 |
| СВ | « | 2,6 |
| В | « | 2,6 |
| ЮВ | « | |
| Ю | « | 3,1 |
| ЮЗ | « | 3,3 |
| З | « | 3,5 |
| СЗ | « | 3,4 |
| - максимальная из средних скорость ветра | м/с | 3,9 |
| - наибольшая скорость ветра, превышение которой в году для данного района составляет 5% (U) | м/с |
В таблице 2 приведены повторяемость направления ветра и штилей.
Скорость ветра, возможная раз за число лет, м/с.
| Число лет | |||||
| V,м/с |
Таблица 3 - Повторяемость направлений ветра и штилей (%)* (розы ветров)
| Месяц | С | СВ | В | ЮВ | Ю | ЮЗ | З | СЗ | Штиль |
| I | |||||||||
| II | |||||||||
| III | |||||||||
| IV | |||||||||
| V | |||||||||
| VI | |||||||||
| VII | |||||||||
| VIII | |||||||||
| IX | |||||||||
| X | |||||||||
| XI | |||||||||
| XII | |||||||||
| Год |
* Флюгер находится вдали от водных поверхностей, выше окружающих предметов
Сильные ветры могут наблюдаться любых направлений. Перед грозами ежегодно могут наблюдаться кратковременные, сильные порывы ветра (предгрозовой шквал).
Рис.1 - Розы ветров
Абсолютная влажность воздуха в пределах района в среднем за год составляет 6,5 мб, от 1,6 мб в январе до 13,5 мб в июле.
Относительная влажность в течение года менее изменчива. Наибольшая ее величина от 75 -81% приходится на холодную часть года, наименьшая величина на весенние месяцы. Относительная влажность воздуха имеет мало выраженный суточный ход.
Таблица 4 - Средняя месячная и годовая упругость водяного пара ( м.б.)
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
| 1,6 | 1,7 | 2,5 | 5,2 | 7,3 | 11,9 | 13,5 | 14,5 | 9,5 | 5,5 | 3,2 | 2,0 | 6,5 |
Таблица5 - Средняя месячная и годовая относительная влажность воздуха, %
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
Таблица 6 - Относительная влажность воздуха в 13 часов, (%)
| I | II | III | IV | V | VI | VII | VIII | IX | X | XI | XII | Год |
Гидрогеологические условия
Подземные воды встречены повсеместно. Выделяется два водоносных горизонта: грунтовые воды четвертичных отложений и воды техногенных отложений.
Грунтовые воды четвертичных отложений приурочены к прослоям песков в суглинках и глинах и к пескам.
Подземные воды техногенных отложений приурочены к намывным грунтам золоотвала. Водоносные горизонты взаимосвязаны и имеют единый уровень установления (2 - 3 м).
Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и за счет паводковых вод реки Тура. Разгрузка - в реку Тура.
Уровень установления грунтовых вод 0,5-6,8 м.
По химическому составу грунтовые воды гидрокарбонатные сульфатно-кальциевые, сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевые, гидрокарбонатные сульфатно-калиевые обладают слабой общекислотной агрессивностью и средней углекислой агрессивностью по отношению к бетону N с Кф > 0,1 м/сут.
1.2 Характеристика техногенных воздействий предприятия на окружающую среду.
Нефтеперерабатывающие предприятия оказывают воздействие на все оболочки биосферы Земли, загрязняется атмосфера, гидросфера, педосфера. Источником загрязнения природы является как непосредственно сама нефть, так и продукты ее переработки, включая вторичные продукты, образующиеся в процессе ее переработки.
· Основные источники загрязнения атмосферы на нефтеперерабатывающих предприятиях
Основными вредными веществами, выбрасываемыми в атмосферу на нефтеперерабатывающих предприятиях, являются углеводороды, сернистый газ, сероводород, окись углерода, аммиак, фенол, окислы азота и т.д. К числу наиболее крупных источников загрязнения атмосферы относятся:
- резервуары, в которых хранятся нефть, нефтепродукты, различные токсичные легкокипящие жидкости;
- очистные сооружения; некоторые технологические установки (АВТ, каталитический крекинг, производство битумов и др.);
- факельные системы.
· Установки каталитического крекинга как загрязнители атмосферы
Установки каталитического крекинга относятся к одним из главных загрязнителей в нефтеперерабатывающих предприятиях.
Основным источником загрязнения при каталитическом крекинге является регенератор катализатора
Для блока каталитического крекинга используют тяжёлые дистилляты первичной переработки нефти, а это сырье более обогащено сернистыми и азотистыми соединениями, так же имеет в своём составе тяжёлые металлы в виде металлоорганики. Так как при самом крекинге процессу расщепления подвергаются так же и молекулы содержащие азот, серу и металлы, превращая их в более простые соединения.
При переработке утяжеленного сырья катализатор может отравляться этими азотистыми и металлоорганическими соединениями. Отравление металлами выражается повышением коксоотложений на катализаторе и увеличением доли водорода в газах крекинга. Оба эти явления объясняются каталитическим действием металлов на реакции дегидрирования, протекающие на поверхности катализатора. Азотистые соединения значительно снижают выход бензина. Отмечена большая стабильность цеолитов к металлоорганическим и особенно к азотистым соединениям по сравнению с аморфными алюмосиликатами.
По мере увеличения времени контакта сырья с катализатором активность катализатора падает, так как его поверхность покрывается смолисто-коксовыми отложениями. Катализатор приобретает интенсивную темную окраску уже после мгновенного контакта с сырьем. В результате на поверхности катализатора образуются все более обеднённые водородом соединения, а жидкие и газообразные продукты все более обогащаются водородом. За счет обеднения водородом адсорбированные продукты уплотнения переходят в кокс, дезактивирующий катализатор. Отработанный катализатор стекает в регенератор. Для восстановления активности эти отложения (кокс) выжигают посредством контакта горячего катализатора с потоком воздуха. Затем катализатор рециркулируется для повторного использования. Чем выше температура регенерации, тем быстрее протекает этот процесс. В настоящее время часто стали использоваться аппараты каталитического крекинга, где тепло необходимое для протекания процесса получается путём сгорания кокса, отложившегося на катализаторе, в регенераторе. Поэтому для проведения технологического процесса важным параметром регенерации является соотношение между количеством CO и CO2 в продуктах сгорания кокса. То есть в регенераторах такого типа кокс сознательно не дожигается до CO2, а дожигается лишь до определённого соотношения для поддержания необходимой температуры. Повышение температуры сгорания кокса в регенераторах современных установок привело к некоторому снижению доли CO, но не позволило полностью его дожигать. Поэтому дымовые газы выходящие из регенератора содержат большое количество CO.
При процессе обжига катализатора в регенераторе на нём происходит сгорание не только кокса, но и отложившихся на нём соединений серы, азота, поэтому выпускать дымовые газы сразу в атмосферу нельзя. Раньше отходящий газ из регенератора просто пропускали через внутренний циклон для отделения пылевидного катализатора, далее он поступал в дожигатель CO, потом в атмосферу, часто через электрофильтр. При такой очистке в атмосферу попадало большое количество оксидов серы и азота. Заметим, что при использовании высокотемпературной регенерации отпадает нужда в СО - дожигателе и радикально изменяется характер выбросов при каталитическом крекинге в псевдоожиженном слое. Но сложность проведения процесса высокотемпературной регенерации заключается в том, что катализатор имеет свойство спекаться при высоких температурах [15].
Следует отметить также ещё один источник выбросов дымовых газов в атмосферу - это печь, через которую первоначально проходит сырьё и где нагревается до необходимой температуры процесса. Эти технологические нагреватели работают на наиболее доступном и экономичном топливе, обычно представляющем собой смесь поставляемого естественного газа, топливного газа, получаемого на заводе, и топливной нефти. В качестве последней обычно используется остаточная топливная нефть. Обычно половина или более потребности в тепле покрывается топливным газом, производимым на заводе.
· Воздействие сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий на гидросферу
Состав сточных вод нефтеперерабатывающих предприятий различных профилей по основным показателям отличается незначительно..
Количество сбросных вод в расчете на 1 т перерабатываемой нефти может достигать 70-100 м3. Однако большая их часть (90-95%) пребывает в обороте, так как проходит соответствующую очистку. Поэтому количество собственно сточных вод на предприятиях составляет обычно 1,6-3 м3 на 1 т нефти.
Сточные воды НПП отводят по двум системам канализации. В первую систему включают маломинерализованные стоки и дождевые воды. После очистки эти сточные воды возвращаются для повторного использования. Избыток воды (во время ливней) направляют в аварийные накопители и после очистки сбрасывают в водоем.
Во вторую систему канализации входят несколько (от 5 до 7) сетей, транспортирующих сточные воды от отдельных цехов и установок. Эти воды сильно минерализованы, загрязнены токсичными веществами и в обороте не используются. При необходимости они могут подвергаться локальной очистке от специфических загрязнений.Стоки нефтеперерабатывающих предприятий отличаются более сложным составом, чем сама нефть и продукты ее переработки, и включают разнообразные токсические соединения, в том числе пропан, бутан, этилен, фенол, бензол и другие углеводороды. Эти стоки, попадая в природные воды, оказывают отрицательное влияние на гидробионтов и водных растений. Увеличение содержания углеводородов в воде ведет к снижению содержания кислорода, что затрудняет дыхание водных организмов, нарушает процессы окисления. Внедрение химических веществ, содержащих полициклические ароматические углеводороды, изменяет вкус съедобных организмов, кроме того, это опасно, так как подобные вещества являются канцерогенными.
· Загрязнение литосферы нефтеперерабатывающими предприятиями
Технологическое загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами является крайне опасным явлением, угрожающим флоре, фауне и здоровью населения. Кроме того, существует пожароопасность твердых нефтесодержащих отходов. В результате эксплуатации предприятий происходит загрязнение грунтов и подземных вод. Это приводит к безвозвратным потерям дорогостоящих дефицитных нефтепродуктов. Попадая в грунтовые воды, нефтепродукты могут совместно с ними выходить на поверхность и стать причиной опасной ситуации.
На типовом предприятии, перерабатывающем 15-16 тыс. т нефти в сутки, только в технологических процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти выделяется около 26-30 т твердых солей и твердых механических примесей в виде нефтешламов, содержащих в своем составе до 30% углеводородных систем - нефти и нефтепродуктов и 30-50% воды. Таким образом, НПЗ "поставляют" более 100 т в сутки (около 4000 т в год) твердых или пастообразных нефтесодержащих пожароопасных отходов.
К числу твердых отходов на предприятиях нефтеперерабатывающей промышленности, загрязняющих литосферу, в том числе пожароопасными компонентами, относятся: различные химические продукты; адсорбенты, не подлежащие регенерации; зола и твердые продукты, получающиеся при термической обработке сточных вод; различные осадки; смолы; пыль, образующаяся при очистке выбросов, и др.
В нефтеперерабатывающей промышленности одними из основных твердых отходов являются кислые гудроны, образующиеся в процессах сернокислотной очистки ряда нефтепродуктов (масел, парафинов, керосиногазойлевых фракций и др.)