ПЕРЕДВИЖНАЯ БЛОЧНАЯ УСТАНОВКА ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЯНОГО ШЛАМА

Полезная модель относится к области нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности в частности касается очистки нефтесодержащих отходов, и может быть использована для переработки нефтезагрязненных грунтов, почв, буровых шламов и нефтяных шламов, скопившихся в шламонакопительных бассейнах, отстойниках и резервуарах, а также для ликвидации последствий аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с механическими примесями и включениями.
Предпосылки для создания полезной модели.
Анализ существующего уровня техники в данной области показал следующее.
Актуальность проблемы утилизации нефтяных шламов обусловлена двумя основными задачами - охрана окружающей среды и использование содержащегося в их составе вторичного углеводородного сырья.
При добыче и подготовке нефти, при ликвидации аварийных разливов, в процессе очистки резервуаров хранения нефти и нефтепродуктов неизбежно образуются нефтесодержащие отходы - нефтяные шламы, которые, накапливаясь, приводят к загрязнению окружающей среды и потерям нефти.
При создании передвижной блочной установки по переработке нефтяного шлама исходили из позиции создания замкнутого технологического процесса, который не только решает вопросы утилизации нефтяного шлама, но и параллельно позволяет получать вторичную продукцию. Сложность эффективной и экологически чистой утилизации нефтяных шламов определяется многокомпонентностью их химического и фракционного состава. Нефтяные шламы состоят из нефти, воды, водно-нефтяных эмульсий, асфальтенов, гудрона, различных солей и механических примесей. Одним из наиболее эффективных как в экологическом, так и экономическом плане является физико-химическое разделение нефтяного шлама на составляющие.
Известно устройство для очистки дисперсного материала (Патент РФ №1783038, Кл. E01H 12/00) содержащее смонтированный на шасси заборный рабочий орган и установленный за ним перфорированный транспортер, бункер и паровой котел с печью кипящего слоя и парогенератором.
Устройство используется для очистки и переработки отходов с горючими составляющими, дисперсным материалом, или жидкими нефтепродуктами и не применимо для переработки твердых нефтяных шламов.
Существует способ переработки нефтяного шлама (Патент РФ №2097526, Кл. E21B 21/06) состоящий в изменении его агрегатного состояния из вязкопластического в жидкое путем подогрева, введения растворителя и барботирования горячим азотом с последующим разделением нефтяного шлама на составляющие компоненты.
Недостатками данного способа являются использование горючих растворителей, что способствует загрязнению окружающей среды и применение при переработке высоких температур, что влечет за собой большое энергопотребление.
Наиболее близким по совокупности признаков и техническому результату к предлагаемому устройству является линия для очистки нефтезагрязненных почв, грунтов и нефтяных шламов (Патент РФ №2244686, Кл. C02F 1/40), содержащая бункер, винтовой конвейер со встроенной системой струйной промывки, емкость перелива нефти и плавающей массы из бункера, вибросито для отделения плавающей массы от загрязненной моющей жидкости, систему подачи плавающей массы из емкости перелива на вибросито.
Бункер снабжен загрузочной решеткой и установкой напорного режима с возможностью направления струи на любой участок бункера и сетки. Емкость перелива нефти и плавающей массы из бункера снабжена паровыми регистрами внутри и имеет наружное утепление. Вибросито снабжено системой стока и струйной моющей установкой.
Недостатками известной линии является низкая эффективность использования при утилизации нефтезагрязненных грунтов, а транспортировка шлама при помощи шнека, без предварительного удаления твердых частиц размером большим, чем допустимый зазор между винтом и корпусом шнека, может привести к заклиниванию или преждевременному износу шнека, причем использование вибросита требует постоянного присутствия рабочих для предотвращения засорения сита.
Задачей полезной модели является увеличение производительности за счет более рационального технологического процесса и повышение эффективности разделения и переработки нефтяных шламов, в результате чего повышается качество обработанной нефти и уменьшается количество нефтесодержащих отходов.
Поставленная задача решается предлагаемой передвижной блочной установкой переработки нефтяного шлама.
Передвижная блочная установка переработки нефтяного шлама включает виброгрохот, вибробункер, вибросита, систему подачи моющей жидкости (раствора поверхностно-активных веществ (ПАВ)) в цикл очистки, струйные душирующие устройства, устройства ввода ПАВ, вертикальный цилиндрический сепаратор, отстойник, трубопроводы, насосное оборудование и транспортирующие узлы, оборудование обвязки и запорно-регулирующую аппаратуру.
Новым является то, что, корпус отстойника выполнен коническим.
Новым является и то, что отстойник снабжен наклонным винтовым конвейером отжима.
Новым является и то, что отстойник оборудован пакетом трубок, расположенных под углом 60°, за счет чего отпадает необходимость их промывки (промывка производится без участия обслуживающего персонала).
Новым является и то, что наличие пакета трубок приводит к предварительному разделению жидкой и твердой фазы методом гравитационного отстоя, что позволяет увеличить поверхность отстоя и удаление механических примесей.
Новым является также и то, что установка содержит четыре точки промыва нефтяного шлама с подачей раствора ПАВ и равномерным распределением потоков раствора струйными душирующими устройствами (два устройства установлены в 3 блоке - блоке вибрирующего оборудования) и два устройства ввода ПАВ, расположенными в 4 блоке (блок фрезерно-струйной мельницы и лопастных самоочищающихся фильтров) для дополнительного и окончательного отмыва нефтезагрязненного грунта.
Предлагаемая передвижная блочная установка переработки нефтяного шлама поясняется чертежами.
На фиг.1 представлена схема передвижной блочной установки переработки нефтяного шлама.
На фиг.2 конструкция отстойника.
Передвижная блочная установка переработки нефтяного шлама (фиг.1) содержит следующие блоки:
1 блок - площадка приема и хранения;
2 блок - узел подачи шлама;
3 блок - вибрирующее оборудование;
4 блок - фрезерно-струйная мельница и лопастные самоочищающиеся фильтры;
5 блок - отстойник;
6 блок - гидроциклоны;
7 блок - вертикальный цилиндрический сепаратор;
8 блок - маслоотделитель;
9 блок - узел подготовки раствора ПАВ;
10 блок - бетонная площадка;
11 блок - лаборатория.
Конструкция отстойника (фиг.2) представляет собой коническую воронку и содержит наклонный винтовой конвейер отжима, патрубки подачи пульпы и выхода очищенной нефти и воды и пакет трубок, расположенных под углом 60°.
Передвижная блочная установка переработки нефтяного шлама работает следующим образом.
Технологический процесс с использованием установки (фиг.1) включает следующие этапы:
1 блок: - предварительная подготовка нефтезагрязненного грунта и шлама, сортировка видимых крупных инородных включений (камни, древесина и т.п.) производится непосредственно на площадке приема и хранения, далее шлам попадает во 2 блок, где происходит грубая классификация и подача нефтяного шлама в 3 блок.
2
Здесь осуществляется механическая очистка нефтезагрязненного грунта от инородных включений, частичное разжижение и измельчение, предварительный отмыв грунта и инородных включений от нефтепродукта с раствором ПАВ под давлением 0,5-1,0 кгс/см и температурой 60-80°С с использованием вибрирующего оборудования - виброгрохота, вибробункера, вибросит и струйного душирующего устройства в количестве 2 штук.
Предварительно очищенный от инородных включений и частично отмытый с раствором ПАВ струйными душирующими устройствами замазученный грунт и нефтяной шлам подается в 4 блок для окончательного измельчения, разжижения и отмыва на фрезерно-струйной мельнице и на лопастных самоочищающихся фильтрах с применением устройства ввода раствора ПАВ в количестве 2 штук. Здесь происходит интенсивное перемешивание, разжижение и измельчение остаточных комков нефтезагрязненного нефтяного шлама, измельчение мелких остатков древесины и растительности за счет высоких оборотов (1000 об/мин.) ножей.
Далее отмытая и измельченная пульпа (раствор ПАВ, нефть и мелкие твердые частицы) подается в 5 блок - отстойник (фиг.2), где производится предварительное разделение жидкой и твердой фазы методом гравитационного отстоя. Здесь происходит удаление осевшей на дно твердой фазы, частичный отжим удаляемой твердой фазы с использованием наклонного винтового конвейера отжима, а жидкость стекает вниз отстойника. Нефтяная эмульсия поднимается вверх, а грязная вода проходит снизу вверх через пакет трубок, расположенных наклонно, и происходит сепарирование загрязненных частиц внутри труб. Благодаря изменению направления и скорости потока и ламинарного течения жидкости, которое ориентируется между стенками труб, частицы укрупняются, и под действием гравитационных сил часть твердой фазы стекает вниз на дно отстойника. За счет пакета трубок достигается большая фильтрационная площадь с использованием меньших размеров отстойника.
6 блок: - окончательное разделение жидкой и твердой фазы (отделение песка и ила) в системе блока гидроциклонов, которое происходит за счет центробежных сил, возникающих из-за тангенциального ввода нефтяной эмульсии.
7 блок: - разделение жидкой фазы на нефтепродукт и воду с использованием вертикального цилиндрического сепаратора (нижняя часть вертикального сепаратора выполнена в виде конуса) с тангенциальной подачей нефтяной эмульсии (при содержании нефти в эмульсии больше 6%).Для ускорения процесса отстоя и разделения нефтяной эмульсии предусмотрена подача сжатого воздуха. Расслоение нефти и воды происходит за счет возникающего турбулентного потока.
8 блоке - маслоотделителе производится разделение нефтепродуктов (при содержании нефти в эмульсии до 5-6%) и раствора ПАВ, происходит коалесценция мелких капель масел и нефтепродуктов, укрупнение частиц воды, содержащихся в нефтяной эмульсии, разрушение глобул воды и отделение воды от общей массы нефтепродуктов, в результате чего нефтяная эмульсия разделяется на нефть и водный раствор ПАВ.
В 9 блоке осуществляется прием, хранение, подготовка, приготовление и подача раствора ПАВ и горячей воды. Для приготовления раствора ПАВ используется концентрированный ПАВ и горячая вода, затем полученный раствор насосами подается на струйные душирующие устройства и устройства ввода раствора ПАВ. Применение замкнутой системы подачи и регенерации воды и ПАВ позволяет повысить экономичность производства, так как в системе подготовки раствора ПАВ может использоваться оборотная вода и возвратный паровой конденсат.
10 блок: - выгрузка отмытой твердой фазы и инородных включений, их складирование на бетонной площадке.
11 блок состоит из лаборатории, осуществляющей постоянный контроль и мониторинг всего технологического процесса.
Применение передвижной блочной установки имеет следующие преимущества:
- обеспечивает решение экологической проблемы - безотходную переработку нефтяных шламов и использование их в замкнутом цикле, при экологической безопасности;
- позволяет провести быстрое развертывание, монтаж установки и ввод в процесс утилизации с бесперебойной работой на всех производственных циклах, включая существующие технологические объекты с получаемыми на них отходами (оборотная вода, паровой конденсат и т.д.);
- предусматривает применение в основном типового оборудования и материалов серийного производства;
- соответствует требованиям существующих стандартов и нормативов;
- имеет приемлемую себестоимость при оптимальной производительности.
Установка является передвижной, поэтому после проведения процесса переработки нефтяного шлама установку возможно транспортировать и эксплуатировать на других производственных объектах для утилизации различных типов нефтяных отходов, причем установка может работать круглогодично.
Таким образом, внедрение установки позволит не только повысить культуру собственного предприятия в области обращения с отходами путем снижения или полного исключения негативного воздействия на экосистемы, но и минимизировать ручной труд, оптимизировать собственные затраты в области природопользования, так как отсутствует необходимость в строительстве и содержании наземных объектов размещения отходов.