ТЕХНОЛОГИЯ БИОЦИДНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛ-Клин(MOL®CLEAN) - СОВРЕМЕННЫЙ МЕТОД БОРЬБЫ С БИООБРАСТАНИЕМ ОБОРУДОВАНИЯ.

Одна из основных проблем, возникающих при эксплуатации оборотных систем водоснабжения нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий - биологическое обрастание внутренних поверхностей подводящих трубопроводов, фильтров, теплообменников и т.д. Биологические обрастания представляют собой совокупность различных микроорганизмов (бактерии, грибы, амёбы, легионеллы и т.д.), которые проникают в систему как с подпиточной водой, так и из воздуха при прохождении воды через градирни.

Микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности образуют на внутренних поверхностях оборудования липкую клейкую пленку слизи, которая снижает теплопередачу, уменьшая эффективность работы оборудования; способствует питтинговой коррозии под пленкой; препятствует действию ингибиторов коррозии и солеотложения. Так, например, пленка толщиной 250 мкм может снизить теплопередачу до 25%. В биоплёнках микроорганизмы питаются, защищаются (от биоцидов, колебаний рН и т.д.) и размножаются.

Биообрастание- это главный источник и основа микробиологической жизни в водных системах: 98-99% микроорганизмов живут в биообрастаниях. Непосредственно же в воде содержится только 1-2% общего количества микроорганизмов, имеющихся в системе. Нет биообрастания - нет основы для интенсивного размножения микробиологии в воде. Из этого следует, что "классический" подход к борьбе с биообрастаниями, т.е. обеззараживание воды с применением биоцидов, может действовать только в том случае, если биоциды в состоянии отщеплять и в дальнейшем препятствовать развитию биопленок (диспергаторы, ПАВ и т.п.). Обеззараживание воды с помощью классических биоцидов (хлор, бром, гипохлорит и др.) с уничтожением максимум 1-2% общей микробиологии в водной системе не решает вопрос борьбы с биоплёнками.

В нефтеперерабатывающей промышленности есть ещё один серьезный усложняющий фактор для борьбы с биоплёнками - это содержание нефтепродуктов в водной системе. Самое распространённое средство борьбы с биообрастанием - обработка воды гипсхлоритом натрия или хлор/бром-органическими соединениями.

В условиях присутствия нефтепродуктов эти реагенты существенно теряют свою эффективность. Значительные их доли нейтрализуются в реакции с нефтепродуктами или экстрагируются из водной фазы в органическую. Особенно это важно при аварийном попадании нефтепродуктов или других органических соединений в водную систему, когда требуется обеспечить очень сильную ударную дозировку вышеуказанных реагентов, чтобы поддерживать или восстанавливать определенный (заданный) уровень обеззараживания. Но в любом случае это сопровождается большими экономическими и экологическими потерями, прежде всего, по расходу реагентов, увеличению скорости коррозии и затратам на очистку оборотной воды от нефтепродуктов.

Существенное отличие технологии МОЛ-Клин (MOL®CLEAN) состоит в том, что она позволяет при использовании одного реагента в присутствии специального металлического катализатора удалить не только уже имеющиеся отложения, но и препятствовать их возникновению, т.е. постепенно производить полную очистку теплообменного оборудования в процессе эксплуатации без его остановки. Это существенно влияет на экономическую эффективность процессов нефтепереработки.

Основы предложенного метода заключаются в следующем. В поток охлаждающей воды помещается ячейка со специальным металлическим нерасходуемым катализатором, куда порционно дозируется реагент-активатор "БИОТЕН Е35" в зависимости от наличия определённого количества определённого вида бактерий.
При взаимодействии с катализатором молекулы реагента-активатора за счёт перехода электронов активируются, а сама поверхность катализатора приобретает положительный заряд. Имеющие слабый отрицательный заряд клетки микроорганизмов в течение очень короткого времени (до секунды) притягиваются к поверхности катализатора, где под воздействием активных высокореакционноспособных молекул реагента-активатора клеточные мембраны микроорганизмов разрушаются, вследствие чего клетки микроорганизмов полностью деструктурируются и частично окисляются.

В результате этих реакций в воде образуются вещества, подобные поверхностно-активным веществам (ПАВ) биологического происхождения (биоПАВ), так называемые "биотензиды".
Биотензиды, в отличие от синтетических ПАВ (СПАВ), нетоксичны, проявляют свою активность только на поверхности раздела фаз жидкость/твёрдое тело и малоактивны на разделе фаз жидкость/газ, т.е. не образуют пены и, главное, по своей структуре очень схожи с мембранами клеток микроорганизмов, поскольку являются продуктами их частичного распада.

Процесс происходит по схеме, представленной на рис. 1.

Рис. 1. Механизм технологии МОЛ-Клин (MOL®Clean)

Продвигаясь с потоком воды, биотензиды отщепляют соединенные с металлической поверхностью слои биоотложений (рис. 2), что вызывает гибель внутренней анаэробной части биослоя с постепенным их отщеплением. Таким образом, происходит полная очистка поверхности оборудования и трубопроводов.

Рис. 2. Механизм образования и действия биотензидов

На рис. 3 представлен пример использования технологии МОЛ-Клин (MOL®Clean) на НПЗ.

Рис. 3. Область орошения градирни в обычном режиме работы (до очистки) и после очистки по технологии МОЛ-Клин (MOL®Clean)

Полное разложение биомассы также особенно интересно для процессов обратного осмоса. В отличие от других альтернативных технологий (классические биоциды, ультрафиолетовый свет), в процессе МОЛ-Клин (MOL®Clean) возникающие биотензиды проходят микрофильтрацию и действуют прямо на поверхностях мембран. Там они разлагают биоплёнки и, тем самым, увеличивают проходимость мембран.
Эффект разложения микробиологических частей Micrococcus luteus и Escherischia coli показан на фотографиях (рис. 4).

Рис. 4. Micrococcus luteus и Escherischia coli без обработки и после обработки по технологии МОЛ-Клин (MOL®Clean)

РЕЗУЛЬТАТЫ ПО ТЕХНОЛОГИИ МОЛ-Клин (MOL®CLEAN), ВНЕДРЁННОЙ НА ОБЪЕКТАХ КАЗАНИ И ПЕРМИ

В системах оборотного водоснабжения, особенно на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, технология МОЛ-Клин (MOL®CLEAN) имеет следующие основные преимущества:

• эффективное обеззараживание водных оборотных систем и полная очистка поверхностей (градирни, теплообменники, трубы и т.д.) от существующих биопленок без применения ядовитых веществ при использовании металлического нерасходуемого катализатора и одного реагента-активатора БИОТЕН Е35 (единственный расходный материал);
• технология работает полностью без внесения солей, токсичных галогенов и их производных;
• высокая эффективность, независимо от величины рН водной системы;
• эффективное обеззараживание, даже при наличии значительных количеств нефтепродуктов в воде;
• реагент не расходуется в реакциях с нефтепродуктами; он селективно воздействует на микроорганизмы;
• экологически безупречная технология (отсутствие галоген-органики, солей в стоках, последствий и вреда для флоры и фауны);
• снижение скорости коррозии в системах;
• снижение возникновения шлама в обрабатываемых системах;
• совместимость со всеми известными на российском рынке технологиями по ингибированию коррозии и солеотложения (GE Water Techпologies, Nalco, Jurby и др.);
• минимум 5 лет гарантии на активность катализатора при соблюдении рекомендаций;
• для подготовки воды обратного осмоса технология МОЛ-Клин (MOL®CLEAN) - единственная в настоящее время известная промышленная технология, которая значительно компенсирует забивку мембран без дополнительной обработки химическими реагентами.

Применяемый по технологии МОЛ-Клин (MOL®CLEAN) реагент-активатор БИОТЕН Е35 имеет действующие российские сертификаты.

РЕЗУЛЬТАТЫ СРАВНЕНИЯ РАБОТЫ БОВ-6 И БОВ-7 В ООО "ЛУКОЙЛ-ПЕРМНЕФТЕОРГСИНТЕЗ" ПОСЛЕ ПЕРВОГО ГОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ

Особенно интересные результаты для предприятий нефтеперерабатывающей промышленности были достигнуты в Перми в оборотной системе БОВ-6: во-первых, обрабатывали систему с достаточно высоким содержанием нефтепродуктов (до 10 мг/л); во-вторых, в этом цикле присутствовал нефтеотделитель отстойного типа большого объёма (что приводило к усложнению всех процессов обеззараживания и ингибирования в связи с большим временем пребывания оборотной воды - более 3 ч); в третьих, рядом работала установка, аналогичная БОВ-6, только с обеззараживанием на основе гипохлорита натрия (БОВ-7).

Параллельная работа двух аналогичных систем на одном предприятии позволила объективно сравнить эффективность (табл. 2) сложных схем оборотного водоснабжения с идентичными системами ингибирования (GE Water Techпologies), но с разными методами обеззараживания: с одной стороны, с применением технологии МОЛ-Клин (MOL®CLEAN) (БОВ-6) и с другой- с использованием гипохлорита натрия (БОВ-7) .

Экономические преимущества от применения технологии МОЛ-Клин (MOL®CLEAN) можно определить как следующие:

• значительное уменьшение скорости коррозии;
• снижение расходов на транспорт, складирование и хранение реагентов для обеззараживания;
• надёжное восстановление или сохранение КПД охлаждающих сооружений и, таким образом, основного производства;
• увеличение срока службы по всему встроенному оборудованию (трубопроводы, теплообменники, насосы, поля орошения и т.д.);
• уменьшение затрат на обслуживание и ремонт оборудования систем охлаждения;
• уменьшение/ликвидация штрафов за некачественные стоки;
• повышение возможностей по увеличению коэффициентов упаривания и на повторное использование сточных вод;
• снижение расхода ингибиторов коррозии и солеотложения.