FIND & FIX
Система обнаружения протечек метанола в сточных коллекторах
СИБУР СЕЙЧАС

СИБУР — одна из наиболее динамично развивающихся компаний в глобальной нефтехимии, российский лидер по производству полимеров и каучуков.

Особенность деятельности компании заключается в том, что нефтехимические предприятия, главным образом, обеспечиваются сырьём собственного производства, получаемого на основе побочных продуктов добычи углеводородов, приобретаемых у нефтегазовых компаний. На производстве реализуется замкнутый цикл водопользования.

Однако, иногда случаются протечки метанола, которые попадают в сточные коллекторы и снижают эффективность производства.

178 000 ₽
"СИБУР" потеряет за одну минуту простоя производства
3,6 млрд
"СИБУР" затрачивает на охрану окружающей среды
110 000 л
проходит через систему очистки в сутки

Актуальность

На предприятиях ПАО "Сибур Холдинг" используется метанол, который транспортируется по трубам. В них иногда случаются протечки. Метанол является смертельно опасным веществом, он вреден как для человека, так и для экологии. Из-за протечек метанола повышается пожароопасность, так как он легко воспламеняем. Из за большой протяженности трубопровода, определение протечек проводится раз в полтора два года, что не является эффективным.


О проекте
Мы предполагаем, что наш проект позволит быстро локализовать, устранить протечку и избежать загрязнения сточных вод метанолом
Обнаружение
Обнаружение протечки метанола в трубопроводах происходит с помощью контура с контактами, а также датчика потока и давления.
Очистка
После попадания метанола в сточные воды, их очистка происходит с помощью метилотрофов, которые меняют химический состав метанола.
Устранение
Быстрое устранение протечки происходит с помощью электронных кранов, которые перекрывают сектора в случае прорыва.
Также есть быстромонтируемая обходная линия, позволяющая не останавливать производство.

Этапы работы

Принцип работы системы

Визуализация

Аналоги выявления протечки метанола
При решении проблемы было выявлено несколько аналогов выявления протечки:
Магнитооптическая дефектоскопия

На основе полученного визуализированного изображения проводится дефектоскопия непосредственно в процессе исследования или позднее на основе сохранённых изображений.

Недостатки:

  • низкая производительность
  • большая площадь осмотра поверхности трубопровода
  • неточности в определении глубины повреждений
Ультразвуковая диагностика

Основа метода - способность волн ультразвукового диапазона проникать сквозь однородный материал и отражаться при наличии препятствий.

Недостатки:

  • помехоустойчивость к поверхностным отражателям
  • сильная зависимость отражённого сигнала от ориентации дефекта
  • невозможность контроля акустического контакта, когда преобразователь перемещается по проверяемому объекту, т.к. отсутствует эхо на участках без дефектов
Видеодиагностика

Видеодиагностика - обследование труб изнутри. Используется чтобы заглянуть внутрь трубы, удостовериться или в её чистоте, или целостности. Для диагностики применяются специальные камеры - системы телеинспекции трубопроводов.

Недостатки:

  • проросшие корни
  • обрушения свода и проломы в трубах из-за коррозии
  • деформация труб и контруклоны из-за ошибок при прокладке или проседания грунта
  • строительный мусор
Выявление протечки метанола в трубопроводах с помощью внешнего контура с контактами, а также датчика потока и давления удовлетворяют должным техническим требованиям и лучше всего подходят для эксплуатации на предприятии.

Аналоги способов очистки сточных вод

При решении проблемы было выявлено несколько аналогов способов очистки сточных вод:

С помощью нее из воды можно удалить примеси песка, ржавчины, ила и других твердых частиц. Мутность, неприятный запах, цветность - признаки, при наличии которых необходимо использовать механические фильтры.

Недостатки:

  • фильтр со временем засоряется и требуется замена фильтрующего вещества
  • необходимо следить за работой фильтра и вовремя его очищать
  • определяются только крупные загрязнения
Обезжелезивание

Обезжелезивание требуется для лучшей работы систем водоснабжения, из-за наличия железа и марганца в воде трубы быстро зарастают, что является причиной снижения напора воды.

Недостатки:

  • необходимость установки громоздкого бака
  • необходимость часто в ручную открывать кран для слива окисленного железа
  • регулярная чистка емкости
  • слабая эффективность в очистке воды от сероводорода
Обратный осмос

При разделении двух растворов, с различным содержанием солей мембраной, молекулы крупного диаметра не могут через нее пройти, а молекулы воды под давлением способны это сделать. И чем выше давление, тем выше производительность обратного осмоса. Так как этот процесс идет на молекулярном уровне, на выходе получается абсолютно чистая вода.

Недостатки:

  • необходимость периодической очистки фильтра химическими реагентами
  • дороговизна промышленных систем

Очистка от метанола
Проблема чистой воды актуальна для всего цивилизованного мира. Необходимо предотвратить загрязнение водных источников, поэтому вопрос очистки сточных вод — это глобальная проблема, стоящая перед любым производством независимо от размера. Сейчас нет ни одной технологии очистки стоков крупных предприятий, в которой не использовались бы микроорганизмы. С их помощью очищать воду значительно дешевле. Поэтому по всему миру в очистных сооружениях используют возможности микробных сообществ.

Метилотрофы - микроорганизмы, существующие за счет энергии, полученной в результате разложения метана.
Бактерии, использующие метанол в качестве источника углерода и энергии. Метилотрофы также применяются в промышленности для получения белка одноклеточных.

Хранятся метилотрофы в сухом виде от +18°С до +26°С.
Для выделения метилотрофных бактерий были использованы растущие при 40°С и 50°С накопительные культуры, полученные ранее в лаборатории из различных природных образцов. Культуры длительно, в течение полутора лет, пассировали в элективных условиях на минеральных средах с метанолом при соответствующих температурах. В процессе пассирования их оценивали по составу микрофлоры и активности роста за счет метанола.



Визуализация результата

Планы развития проекта
В дальнейших планах нашего проекта стоят следующие задачи:

  • внедрить установку автоматизированной системы на предприятие ПАО СИБУР;
  • изучить методику очистки сточных вод с помощью метилотрофов;
  • составить точный расчет экономики.

Команда проекта
Илья Пряхин
3D-моделлер
Проектировщик
Разработал концепцию и составил чертеж, занимался сборкой
Юлия Кузнецова
Аналитик
Сформулировала проблемные вопросы проекта, провела аналитику данных
Владислав Самбук
Инженер-программист
Настраивал работу сервера
Елена Леденева
Веб-дизайнер
Создала сайт, спроектировала детали
Елизавета Степанова
Сборщик
Дизайнер
Создала макет,собирала блок управления
Владислав Чубинский
Инженер-программист
Создание электрических цепей и настройка работы микроконтроллера
Вера Новгородцева
Веб-дизайнер
Создала логотип, презентацию, изучила источники

Процесс работы
Контакты
Руководитель проекта: Литвиненко Илья Дмитриевич
litvinenko.i@sevkv.ru