ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УЧАСТОК ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ НЕФТЕШЛАМОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности и может быть использована для переработки и обезвреживания нефтешламов различных нефтесодержащих отходов производства с получением и утилизацией образующихся при этом товарных продуктов.
7
Известно техническое решение - "Установка для переработки жидких нефтешламов" (Патент РФ №2276107 по заявке №2004115085/15 с приор, от 19.05.2004; Зарег. и опубл.: 27.10.2005 и 10.05.2006; МПК С02F 1/40; "Установка и способ переработки жидких шламов").
Данная известная установка включает в себя (рис.1) блок приема и разогрева нефтешлама (1), блок очистки (2), насосный блок (3), блок приемных емкостей очищенной нефтесодержащей жидкости (4).
3
Емкость приема и разогрева исходного шлама (5) снабжена внутри трубчатыми паровыми регистрами (на рис.не показаны) и имеет объем 40 м. Емкость (5) имеет сетчатый короб, крышки и укомплектована термометром со штоком - держателем (на рис.не показано). Блок очистки (2) включает вибросито (6) со стоком (7) и контейнером (8) для сбора отдельных примесей, промежуточную емкость (9) для сбора нефтесодержащей жидкости после очистки на вибросите (6), пескоотделитель (гидроциклон) (100, вторую промежуточную емкость (11), илоотделитель (гидроциклон) (12), насосы (13 и 14). Блок расходных емкостей (4) включает распределительный коллектор (на рис.не показан), отстойную емкость (15) с паровыми регистрами внутри, накопительные емкости (16).
Эксплуатация данной известной установки осуществляется следующим образом.
3
3
Жидкий нефтяной шлам доставляется на установку вакуумными машинами с аварийных разливов нефти или мест временного хранения собранного нефтяного шлама. Вакуумные машины заезжают на эстакаду и сливают содержимое в сетчатый короб приемной емкости (5). На сетке короба задерживаются фрагменты механических примесей размером более 25 мм. Заполнение емкости (5) производится до уровня не более 10 см от верхней кромки, после чего емкость (5) закрывается крышками. Поступивший в приемную емкость (5) шлам нагревается в течение нескольких часов через регистры насыщенным паром до температуры 70°С и более. Контроль температуры разогрева нефтяного шлама осуществляют с помощью термометра. В период разогрева для обеспечения максимальной подачи пара в приемную емкость (5) перекрывается подача пара на другие блоки установки. Нагретый до прокачиваемого состояния шлам из приемной емкости (5) насосом подается на нижнюю сетку с ячейкой 0,16 мм вибросита (6). Подача нефтешлама регулируется задвижкой на напорном трубопроводе насоса таким образом, чтобы не происходило выноса потока нефтесодержащей жидкости за пределы сетки вибросита (6). На вибросите (6) происходит отделение механических примесей размером более 0,15 мм, которые в результате действия линейных колебаний сбрасываются в контейнер (8), расположенный под виброситом. Очищенная от крупных фракций механических примесей нефтесодержащая жидкость, проходя сквозь ячейки сетки, стекает в промежуточную емкость (9) объемом 8 м, откуда шламовым насосом (13) подается в гидроциклоны пескоотделителя (10), где происходит вторая ступень очистки и отделяются частицы механических примесей диаметром до 50 мкм. Очищенная на пескоотделителе (10) нефтесодержащая жидкость поступает во вторую промежуточную емкость (11) объемом 8 м, откуда шламовым насосом (14) подается на гидроциклоны илоотделителя (12), где происходит третья
ступень очистки и отделяются частицы механических примесей диаметром до 30 мкм. Очищенная на илоотделителе (12) нефтесодержащая жидкость поступает по трубопроводу в распределительный коллектор и далее в отстойную емкость (15). На протяжении всего цикла нефтесодержащая жидкость сохраняет вязкопластичное состояние за счет скоростного режима работы блока очистки и не требует дополнительного подогрева. Отделившиеся под действием центробежных сил частицы механических примесей из пескоотделителя (10) и илоотделителя (12) попадают на верхнюю сетку вибросита (6) с размером ячеи 0,04 мм и сбрасываются в контейнер (8). По мере накопления загрязненные механические примеси подаются на установку очистки грунтов, почв и нефтешлама.
Из отстойной емкости (15) производится отбор проб нефтесодержащей жидкости для проведения физико-химического анализа. В зависимости от загрязненности исходного жидкого нефтешлама его очистка производится в один, два или три цикла. Для повторной очистки горячая нефтесодержащая жидкость шламовым насосом (18) из отстойной емкости (15) перекачивается в емкость (9) блока очистки и в дальнейшем повторяется цикл очистки, как это описано выше. Нефтесодержащая жидкость, поступающая на повторную очистку, имеет температуру около 60°С за счет подогрева в емкости (15). После заполнения отстойной емкости (15) нефтесодержащая жидкость при прогревании до 40-60°С подвергается отстою в статистическом режиме в течение 8 часов. За это время происходит разделение на водную, нефтяную фазы и оставшиеся механические примеси. Отделившаяся в результате отстоя вода из отстойной емкости (15) по дренажному коллектору сбрасывается в котлован. Отстоявшаяся нефтяная фаза из отстойной емкости (15) либо непосредственно откачивается через всасывающий коллектор поршневым насосом (17) в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия, либо в накопительные емкости (16). По мере накопления нефть из емкостей (16) через всасывающий коллектор поршневым насосом (18) подается в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия.
Периодически, но не реже, чем 1 раз в 2 недели, производится механическая очистка от осадка емкостей (5 и 15) и, при необходимости, емкости (16), а также емкостей (9 и 11) блока очистки, для чего в емкостях предусмотрены дренажные задвижки (19) для отвода осадка в котлован.
Недостатком известной установки является отсутствие в ее составе оборудования для переработки и последующей утилизации твердых нефтесодержащих отходов.
Этим же недостатком обладают и другие известные технические решения, посвященные проблеме переработки нефтесодержащих отходов (Патенты РФ №2078740; 2097486; 2143516; 2143517; 2243813; 226258; 2078739; 2174957; 2182563; 2261894 и др.)
7
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом техническому результату к предлагаемому техническому решению является известная "Система сбора и подготовки нефти" (Патент РФ №2243813 по заявке №2003121365/15 с приор, от 10.07.2003. Зарег. и опубл.: 10.01.2005. Бюл.№1; МПК В01D 17/00) - принята за ПРОТОТИП.
Известная, согласно прототипу "Система" включает (рис.2) узел замера продукции скважин (1), сепараторы первой и второй ступеней (2), насос (3), ступень горячей сепарации (4), печь (5), ступени глубокого обезвоживания (6) и обессоливания (7), резервуар предварительного сброса воды (8) с трубопроводом сброса дренажной воды и промежуточного слоя (9), на котором размещены нагреватель (10), последовательно соединенные двухфазная декантерная (11) и трехфазная тарельчатая (12) центрифуги, имеющие линии вывода нефти (13), воды (14) и концентрата мехпримесей (15), и буферный резервуар товарной нефти (16). При этом между резервуаром предварительного сброса воды (8) и нагревателем (10) дополнительно расположен отстойный резервуар (17), а нагреватель встроен в отстойник (18), который снабжен контуром циркуляции (19), состоящим из поплавкового устройства (20), насоса (21) и узла подачи реагентов (22),
причем контур циркуляции (19) соединен с двухфазной декантерной (11) и трехфазной тарельчатой (12) центрифугами через регулирующую задвижку (23), при этом ступень обессоливания (7) соединена со ступенью горячей сепарации (4) через теплообменник (24), размещенный между узлом замера продукции скважин (2) и резервуаром предварительного сброса воды (8), линия вывода нефти (13) из трехфазной тарельчатой центрифуги (12) соединена с буферным резервуаром товарной нефти (16).
"Система" по прототипу работает следующим образом.
Водо-газо-нефтяная эмульсия из скважины (25) по трубопроводам (26) поступает на узел замера продукции скважин (1) и затем в сепараторы первой и второй ступеней (2), нагревается в теплообменнике (24) теплом отводимой готовой нефти, поступает в резервуар предварительного сброса воды (8) и насосом (3) прокачивается через печь (5), где нагревается до необходимой температуры. Затем нагретая эмульсия отстаивается в ступенях глубокого обезвоживания (6) и обессоливания (7), проходит через теплообменник (24), отдавая тепло поступающей со скважин (25) водо-газо-нефтяной эмульсии. Затем нефть проходит ступень горячей сепарации (4) и поступает в буферный резервуар товарной нефти (16), откуда откачивается товарная нефть на головные сооружения (на рис.не показаны). Дренажная вода из ступеней глубокого обезвоживания (6) и обессоливания (7) поступает в резервуар предварительного сброса воды (8), из которого дренажная вода и промежуточный слой по трубопроводу сброса дренажной воды и промежуточного слоя (9) поступает в отстойный резервуар (17). В отстойном резервуаре (17) промежуточный слой отделяется от воды и накапливается в верхней его части, откуда он поступает в отстойник (18) для обработки. Вода из резервуара (17) направляется на очистные сооружения. В отстойнике (18) с помощью нагревателя (10) промежуточный слой нагревается до температуры 60-80°С. С помощью поплавкового устройства (20) и насоса (21) создается контур циркуляции (19), в который через узел подачи реагентов (22) подаются необходимые реагенты (деэмульгатор, флокулянт,
моющий реагент). В процессе такой обработки в верхней части отстойника (18) отделяется нефть с минимальным содержанием воды и мехпримесей, в нижней части - вода, которая дренируется и отправляется на очистные сооружения (на рис.не показаны). Из контура циркуляции (19) через регулирующую задвижку (23) нефть отбирается на двухфазную декантерную центрифугу (11), из которой очищенная нефть поступает в трехфазную тарельчатую центрифугу (12), из которой очищенная нефть по линии вывода нефти (13) поступает в буферный резервуар товарной нефти (16). Из двухфазной декантерной (11) и трехфазной тарельчатой (12) центрифуг вода по линии вывода воды (14) отправляется на очистные сооружения, а мехпримеси - по линии вывода концентрата мехпримесей (15) в шламоприемник (27). Газ при необходимости из всех отстойников и резервуаров отводится любым известным способом.
Система по прототипу обеспечивает стабильную работу блока центробежного разделения нефтяной и водной фаз.
Недостатком "Системы" по прототипу является отсутствие необходимого оборудования для переработки и утилизации нефтесодержащих отходов.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание новой технологической системы переработки нефтесодержащих отходов производства, обеспечивающей при прочих равных условиях возможность обезвреживания твердых нефтесодержащих отходов.
Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемой полезной модели заключается в получении из неутилизируемых твердых нефтесодержащих отходов производства ликвидной товарной продукции.
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемой полезной моделью - "Технологическим участком для переработки и обезвреживания нефтешламов", включающего (рис.3) трубопроводы с запорно-регулирующей
арматурой, насосами для перекачки транспортными магистралями, конвейерами и следующее основное оборудование технологически -соединенное между собой:
1 - приемные сборные обогреваемые емкости для исходных нефтесодержащих отходов производства, снабженные перемешивающими устройствами;
2 - промежуточные обогреваемые и теплоизолированные емкости с перемешивающими устройствами (мешалками), предназначенные для подогрева (например, до 70-90°С) исходных нефтесодержащих отходов производства и их обработки химическими реагентами (коагулянтами, деэмульгаторами и флокулянтами). Между приемной (1) и промежуточной (2) емкостями установлено сито (сетчатый фильтр) (на рис. не показан) для отделения крупных кусков твердой фазы;
3 - блок для приготовления растворов химических реагентов, включающий в себя комплекс бакового оборудования, дозаторов, насос, трубопроводов, соответствующей арматурой для приготовления и дозировки различных химических реагентов для обработки нагретых до определенной температуры (60-90°С) нефтесодержащих отходов: коагулянтов, деэмульгаторов и флокулянтов;
4 - высокоскоростная трехфазная центрифуга;
5 - сборник очищенной от твердой фазы и воды нефтепродуктов;
6 - сборник водной фазы, загрязненной небольшим количеством нефтепродуктов;
7 - контейнеры для сбора осадка - твердой фазы, содержащей до 10-20% нефтесодержащих продуктов;
8 - сборник с дозатором для замазученной земли, донных иловых осадков нефтехранилищ и нефтеамбаров и т.п.;
9 - обогреваемый сборник - смеситель твердой фазы - осадков, загрязненных нефтепродуктами, подлежащих переработке, обезвреживанию
и подготовке к последующей утилизации с получением и реализацией товарных продуктов;
10 - устройство для термообработки осадков топочными газами (твердой фазы) - так называемый "термодесорбер";
11 - сборник термообработанных осадков;
(12-23) - комплекс технологического оборудования, входящего в состав блока для брикетирования термообработанных осадков - термообработанной твердой фазы, в том числе;
12 - бункер-питатель;
13 - шнековый питатель;
14 - ленточный транспортер;
15-1 и 15-2 - двушнековые смесители;
16 - насос-дозатор;
17 - емкость с силикатом натрия;
18 - шнековый транспортирующий конвейер;
19-1 - бункер-питатель;
19-2 - шнековый питатель;
20 - горизонтально-расположенный подвижной валок;
21 - фиксированной валок;
22 - вибросито для отсева мелких бракованных брикетов;
23 - сборник брикетов;
24 - ленточный транспортер-укладчик;
25 - склад брикетов, предназначенный для приема брикетов, их "дозревания" - с целью их упрочнения и последующей отгрузки потребителям.
26 - сборник бракованных брикетов (мелочи), возвращаемых в бункер-питатель (12) для переработки и утилизации;
27 - возвратный шнековый конвейер для подачи мелочи в оборот - в бункер - смеситель (12) и смесители (15-1 и 15-2);
Сопоставительный анализ известных (по прототипу) и предлагаемого технического решения показывает, что новым в разработанной полезной модели является то, что к промежуточной обогреваемой и теплоизолированной емкости (2), снабженной мешалками подсоединен блок (3) для приготовления и дозировки химических реагентов, выход нагретых и обработанных химическими реагентами нефтесодержащих отходов из промежуточной емкости (2) направлен в высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), выход из которой нефтяной фазы направлен в сборник (5), выход водной фазы в сборник (6), а выход осадка - твердой фазы направлен в контейнеры (7), имеющие соединения с обогреваемым сборником-смесителем (9), который соединен также со сборником и дозатором (8) замазученной земли, донных осадков нефтехранилищ и нефтеамбаров, выход из сборника-смесителя твердой фазы направлен в термодесорбер (10), обогреваемый топочными газами, термообработанный материал (твердая фаза) направлен из термодесорбера (10) в сборник (11) термообработанных осадков, затем в бункер-питатель (12), соединенный с ленточным конвейером (14), направленным в два последовательно-установленных смесителя (15-1 и 15-2), которые соединены через дозировочный насос (16) с емкостью для силиката натрия (17), выход из второй по ходу движения композиционной смеси (шихты) из смесителя (15-2) направлен через шнековый транспортер (18) и бункер-питатель (19-1) в шнековый питатель (19-2) в зазор между горизонтально расположенных подвижным (20) и фиксированным (21) валками, под валками брикет-пресса установлено вибросито (22) с лотком, выход брикетов из которого направлен на ленточный транспортер-укладчик (23), и затем на склад готовой продукции (25) для дозревания и упрочнения полученных брикетов, под виброситом установлен сборник бракованных брикетов (26), соединенный через возвратный шнековый конвейер (27) с бункером-питателем (12) и смесителями (15-1 и 15-2).
Разработанная полезная модель - "Технологическая система для переработки нефтесодержащих отходов" работает и эксплуатируется следующим образом.
Исходные нефтесодержащие отходы поступают для переработки, обезвреживания и утилизации из нефтехранилищ, нефтеамбаров и т.п. в приемные сборные обогреваемые емкости (1), снабженные перемешивающими устройствами, откуда подогретые нефтесодержащие отходы через сито (сетчатый фильтр) поступают (например, перекачивают насосом) в промежуточные обогреваемые теплоизолированные емкости (2) с мешалками. В эти емкости (2) из блока (3) последовательно подают химические реагенты - коагулянты, деэмульгаторы и флокулянты. Нагретые (до 60-90°С) и обработанные химическими реагентами нефтесодержащие отходы затем направляют (например, закачивают) на высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), в которой происходит разделение нефтяной, водной и твердой фаз, собираемых, соответственно в сборники (5, 6) и контейнеры (7). Из контейнеров (7) осадки - твердую фазу, выделяемую из нефтесодержащих отходов на высокоскоростной трехфазной центрифуге (4), направляют в обогреваемый сборник-смеситель (9), куда одновременно подают из сборников с дозатором (8) замазученную землю, донные, иловые осадки из нефтехранилищ, нефтеамбаров и т.п. из обогреваемого сборника-смесителя (9) осадки (твердая фаза) поступает в устройство для термообработки осадков топочными газами - в так называемый "термодесорбер", в котором происходит удаление нефтесодержащих продуктов из осадков - твердой фазы и их последующая утилизация. Термообработанные осадки собирают в сборнике (11), откуда их направляют в бункер-питатель (12) комплекса технологического оборудования (13-25), входящего в состав валкового брикет-пресса. Из бункера- питателя (12) термообработанные осадки, а также "возвратная мелочь" из сборника (21) поступает в шнековый питатель (13), затем в ленточный транспортер (14), из которого твердая фаза поступает в два последовательно соединенных между
собой двушнековые смесители (15-1 и 15-2) в которые с помощью насоса (16) подается из емкости (17) силикат натрия, композиционная смесь после тщательного перемешивания в двушнековых смесителях (15-1 и 15-2) поступает через шнековый транспортер (18) в бункер-питатель (19-1) и из него в шнековый питатель (19-2), подающий композиционную смесь в зазор между горизонтально расположенными подвижным (20) и фиксированным (21) валками. Необходимое давление на подвижный валок (20) создает специальная гидросистема (на рис. не показана). Образующиеся между валками (20 и 21) брикеты сбрасываются на вибросито (22), на котором происходит отсев "мелочи" - бракованных (мелких) непрочных и плохо отформованных брикетов. Эти отбракованные брикеты - "мелочь" с помощью возвратного шнекового конвейера (27) направляют в "оборот" - возвращают в бункер-смеситель (12) и смесители (15-1 и 15-2). С вибросита (22) брикеты собирают в сборник брикетов (23), откуда их ленточным транспортером-укладчиком (24) направляют на склад (25) брикетов, где происходит "дозревание" брикетов и их упрочнение, т.е. переход в состояние, пригодное для последующей отгрузки потребителям.