ПРОМЫШЛЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленности, в частности к производственным комплексам, установкам, участкам, технологическим линиям и отделениям для переработки, обезвреживания и утилизации различных нефтесодержащих отходов производства.
7
Известна «Установка для очистки нефтешлама» (Патент РФ №2174957 по заявке №2000112309 с приоритетом от 18.05.2000 г.; Опубл.: 20.10.2001 г. MПK С02F 1/40; 103:34).
Известная "Установка" содержит: насос, аппарат магнитной обработки, подогреватель с акустической системой, фильтр грубой очистки с акустической системой, центрифугу, фильтр тонкой очистки с акустической системой, сепаратор, комбинированную емкость обработки отходов, устройство сепарирования отходов, устройство вывода технической воды, устройство возврата нефтешлама, систему подачи деэмульгатора и систему подачи флокулянта.
Нефтешлам перекачивают насосом, в его поток дозируют раствор деэмульгатора, далее нефтешлам обрабатывают переменным магнитным полем, а в подогревателе нефтешлам нагревают и обрабатывают встроенной акустической системой. В нагретый поток нефтешлама дозируют флокулянт. Нагретый нефтешлам очищают в самоочищающемся фильтре грубой очистки, оборудованном акустической системой.
Под воздействием температуры, деэмульгатора и акустических систем происходит разделение эмульсий, а под воздействием флокулянта происходит процесс коагуляции механических частиц.
Обработанный нефтешлам поступает на двухфазную центрифугу, в
которой под воздействием центробежных сил очищается от механических частиц.
Очищенный фугат из центрифуги в напорном режиме поступает и очищается в самоочищающемся фильтре тонкой очистки, оборудованном акустической системой, и поступает в трехфазный саморазгружающийся центробежный сепаратор. Под воздействием центробежных сил нефтешлам разделяется на две жидкие фазы: нефть и воду. Периодически осуществляется выгрузка из сепаратора остатков механических частиц.
Очищенная нефть под избыточным давлением выводится сепаратором в емкость для приема очищенной нефти.
Осадок из центрифуги выгружается в емкость, в которую также принимаются: периодический сброс грязного нефтешлама с фильтров, периодический сброс концентрата механических частиц с сепаратора и постоянный вывод отсепарированной воды. Принимаемые отходы устройством сепарирования разделяют на три фазы: нефть, воду и механические примеси.
Недостатком данной установки является ее малая производительность.
7
Известно техническое решение (Патент РФ №2182563 по заявке №2000106103 с приоритетом от 15.03.2000; Опубл.: 20.05.2002; МПК С02F 11/00, С02F 1/40. "Система для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов").
Известная "Система для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов" содержит последовательно соединенные модуль сбора и перекачки шлама, фильтр, сепаратор, причем на вход фильтра подключен выход первого блока подачи деэмульгатора, а выход фильтра соединен с входом накопителя крупных механических частиц; выход сепаратора по легкой фракции соединен с входом в нагреватель, на вход которого также подключен выход второго блока подачи деэмульгатора и выход блока подачи водяного пара; двухфазную центрифугу, один выход которой соединен с входом трехфазного центробежного сепаратора, один
выход которого соединен с входом емкости сбора очищенной нефти; выход сепаратора по тяжелой фракции через третье устройство подачи осадка подключен к входу экстрактора, на другие два входа которого подключены блок подачи водяного пара и блок подачи растворителя, соответственно; устройство обработки ферментами, выход которого сообщен с одним из входов устройства биологической деструкции, а другой вход последнего соединен с выходом первой системы аэрации, вход которой первым насосом соединен с выходом устройства биологической деструкции, при этом выход устройства биологической деструкции подключен также на вход устройства вывода очищенного песка; выход сепаратора по водно-иловой суспензии с помощью насоса подачи водно-иловой суспензии подключен на вход культиватора, на второй вход которого по цепи обратной связи с его же выхода с помощью второго насоса подключен выход второй системы аэрации; один из входов сепаратора через приемное устройство сепаратора соединен с блоком подачи водяного пара, выход по тяжелой фракции из нагревателя через первую акустическую систему подключен на вход двухфазной центрифуги; два выхода экстрактора по воде и взвеси подключены на соответствующие входы сепаратора, а третий выход экстрактора по песку через вторую акустическую систему с помощью четвертого устройства подачи осадка сообщен с входом устройства обработки ферментами; выход сепаратора по воде через первый акустический фильтр с помощью насоса подачи воды подключен к входу модуля сбора и перекачки шлама; второй выход второй системы аэрации через четвертую акустическую систему подключен к третьему входу культиватора, а его выход через второй акустический фильтр подключен ко второму входу модуля сбора и перекачки шлама; второй выход трехфазного центробежного сепаратора с помощью второго устройства подачи осадка и третий выход трехфазного центробежного сепаратора подключены к соответствующим входам сепаратора.
Недостатком данного известного технического решения является
сложность конструкции и сложности, связанные с эксплуатацией ″Системы для сбора, переработки нефтяных шламов и обезвреживания грунтов″.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом результату является «Установка и способ переработки жидких шламов» (Патент РФ №2276107 по заявке №2004115085 с приоритетом от 19.05.2004; Опубл.: 10.05.2006.05.10, МПК C02F 1/40 (2006.01), которая принята за ПРОТОТИП.
Установка по прототипу включает в себя приемную емкость исходного шлама с паровыми регистрами внутри, вибросито со стоком, промежуточные емкости для стока нефтесодержащей жидкости, насосы, контейнер для сбора отделенных примесей, отстойную емкость для очищенной нефти, пескоотделитель (гидроциклон), илоотделитель (гидроциклон). Приемная емкость снабжена сеткой или сетчатым коробом с ячейками не менее 25 мм и имеет крышку.
Эксплуатация установки осуществляется следующим образом. Исходный жидкий нефтяной шлам с аварийных разливов нефти или мест временного хранения подают на сетку приемной емкости. На сетке задерживаются фрагменты механических примесей размером более 25 мм. Заполнение приемной емкости исходным шламом производят до уровня не более 10 см от верхней кромки, после чего ее закрывают крышками. Нефтяной шлам в течение нескольких часов нагревают с помощью паровых регистров насыщенным паром до температуры не ниже 70°С. Для контроля за температурой нагрева шлама используют термометр со штоком-держателем. Нагретый до прокачиваемого состояния нефтяной шлам насосом подается на сетку вибросита с размером ячейки 0,16 мм. На вибросите происходит отделение механических примесей размером более 0,16 мм, которые в результате линейных колебаний сбрасываются в контейнер, расположенный под виброситом. Очищенная от крупных фракций механических примесей нефтесодержащая жидкость (НСЖ), проходя сквозь ячейки сетки вибросита, направляется в первую
промежуточную емкость.
Из первой промежуточной емкости НСЖ подается в пескоотделитель (гидроциклон), где отделяются механические примеси размером более 0,05 мм. Далее НСЖ поступает во вторую промежуточную емкость, откуда насосом подается в илоотделитель, где отделяются мехпримеси до 0,03 мм. Отделившиеся под действием центробежных сил частицы механических примесей из пескоотделителя и илоотделителя сбрасываются в контейнер. Очищенная НСЖ поступает по трубопроводу в распределительный коллектор и далее в отстойную емкость. В отстойной емкости происходит разделение на водную, нефтяные фазы и оставшиеся механические примеси.
Недостатком данной "Установки" по прототипу является неудовлетворительная степень очистки нефтепродуктов от примесей.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание промышленно-технологического комплекса по переработке сложных по составу многокомпонентных нефтесодержащих отходов производства с извлечением и утилизацией нефтесодержащих фракций, выделением твердой фазы в форме, пригодной для ее последующего брикетирования и/или таблетирования.
Технический результат, который достигается при реализации заявленного технического решения, заключается в снижении энергозатрат на переработку нефтесодержащих отходов, полной утилизации без образования вторичных отходов, а также улучшении качества получаемых продуктов.
Поставленная задача с достижением вышеуказанного технического результата решается предлагаемым "Промышленным технологическим комплексом по переработке и утилизации нефтесодержащих отходов", включающим (фиг.1) обогреваемые приемно-усреднительные емкости (1), сетчатые фильтры (на рис.не показаны), насосы, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обогреваемые и теплоизолированные промежуточные емкости (2), контейнеры для сбора твердой фазы (7), сборные емкости для очищенных от посторонних примесей
нефтепродуктов(5) и воды (6). НОВЫМ в предлагаемой полезной модели является то, что промежуточные емкости (2) (на рис. условно показана только одна емкость) имеют соединения с узлом (3) приготовления и дозировки химических реагентов для обработки нефтешламов, а выход из промежуточных емкостей (2) через насосную систему направлен в высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), соединенную со сборниками нефтяной (5) и водной (6) фракции и контейнерами (7) для сбора твердой фазы. Контейнеры (7) имеют шнековые соединения со смесителями (9-1 и 9-2), выход из которых шнековым транспортером (на рис.не показан) соединен с питающим бункером (10) термодесорбера (11), обогреваемого топочными газами и выполненного в виде наклонной вращающейся трубчатой печи (12) и помещенной в неподвижно установленный корпус (13) термодесорбера (11), снабженного разгрузочным устройством (14), выполненным в виде водоохлаждаемой трубы с помещенным в нее выгружным шнековым конвейером (15) с полым водоохлаждаемым валом, выход из разгрузочного устройства (14) направлен в контейнеры-сборники (16) термообработанных материалов, направляемых в систему брикетирования (17), выходная камера (18) термодесорбера (11) соединена с орошаемым скруббером (19) для очистки отходящих газов от пыли и конденсирующихся углеводородов, скруббер (19) снабжен капле-, туманоуловителями (20), установленными в его верхней части, выход суспензии масло-пыль из нижней зоны скруббера (19) через циркуляционный насос (21) направлен в систему фильтров (22-1 и 22-2), соединенную со сборной емкостью (23) сконденсировавшегося масла и через водоохлаждаемый теплообменник (25) с маслоорошаемой системой скруббера, сборная емкость имеет также соединение с резервуарами (емкостью) (24) для хранения и последующей отгрузки потребителям очищенных от посторонних примесей нефтепродуктов (масла), после фильтров (22-1 и 22-2) для очистки масла от взвешенных частиц установлен сборник (26) твердой фазы, уловленной в скруббере (19), сборник (26) имеет
соединения со смесителями (9-1 и 9-2), к этим смесителям также подсоединен через дозировочный бункер (27) контейнер (28) с замазученной землей и/или другими НСО. Для вывода из верхней части скруббера (19) легколетучих углеводородов над капле-, туманоуловителями (20) установлен штуцер (29), имеющий соединение с камерой сгорания - дожигателем (30), снабженной горелкой (31) и воздуходувками (32-1 и 32-2), подсоединенными непосредственно к камере сгорания - дожигателю (30) и к горелке (31), выход горячих топочных газов из камеры сгорания - дожигателя направлен на вход (33) термодесорбера, для вывода охлажденных топочных газов из термодесорбера установлен вентилятор (34).
Осуществление полезной модели.
Исходные жидкие НСО (нефтешламы), поступающие на переработку, обезвреживание и последующую утилизацию, загружают в приемные обогревательные емкости (1), снабженные перемешивающими устройствами. Из этих емкостей затем подогретые нефтесодержащие отходы через специальные сетчатые фильтры грубой очистки с помощью системы насосов перекачивают для дальнейшего нагрева и химической обработки в промежуточные обогреваемые и теплоизолированные емкости (2), снабженные мешалками. Из узла (3) для приготовления и дозировки химических реагентов в промежуточные емкости (2) подают и/или закачивают растворы коагулянтов, деэмульгаторов и флокулянтов; нагретые и обработанные вышеуказанными химическими реагентами нефтесодержащие отходы направляют (закачивают насосами) на высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), в которой происходит разделение нефтяной, водной и твердой фаз (фракций). Нефтяную фракцию собирают в сборнике (5), водную фракцию - в сборнике (6), а твердую фазу - осадок - собирают в контейнеры (7). Из контейнеров (7) осадок шнековыми соединениями (8) загружают в смесители (9-1 и 9-2), куда поступают и другие НСО, и откуда смесь НСО шнековым транспортером подают в питающий бункер (10) термодесорбера (11), из питающего бункера (10)
смесь, содержащая до 15% нефтепродуктов, направляют в наклонную вращающуюся трубчатую печь (12), обогреваемую снаружи топочными газами и помещенную в неподвижно установленный корпус (13) термодесорбера (11).
Термообработанный материал - в виде порошкообразной массы через разгрузочное устройство (14) удаляется из термодесорбера (11) и выгружным шнековым конвейером (15), помещенным в водоохлаждаемую трубу, выгружается в контейнеры-сборники (16) и направляется затем в систему брикетирования (17). Паро-пыле-газовая смесь, образующаяся в процессе термообработки-термодесорбции, поступает из выходной камеры (18) в маслоорошаемый скруббер (19) для очистки отходящих газов от пыли и конденсирующихся углеводородов. Скруббер (19) снабжен капле-, туманоулавителями (20), установленными в его верхней части. Суспензия масло-пыль, выходящая из нижней зоны скруббера (19), направляется циркуляционным насосом (21) в систему фильтров (22-1 и 22-2), соединенную со сборной емкостью (23) сконденсировавшегося масла и через охлаждаемый теплообменник (25) с маслоорошаемой системой скруббера. Сборная емкость имеет также соединение с резервуарами (емкостью) (24) для хранения и последующей отгрузки потребителям очищенных от посторонних примесей нефтепродуктов (масла). Твердая фаза, уловленная в скруббере (19) и затем отделенная на фильтрах (22-1 и 22-2) для очистки масла от взвешенных частиц, поступает в сборник (26), соединенный со смесителями (9-1, 9-2). В эти смесители (9-1, 9-2) также через дозировочный бункер (27) подается замазученная земля и другие твердые НСО из контейнера (28). Легколетучие углеводороды, выходящие из верхней части скруббера (19) через штуцер (29), установленный над капле-, туманоуловителями (20), поступают в камеру сгорания - дожигатель (30), снабженную горелкой (31) и воздуходувками (32-1 и 32-2), подсоединенными непосредственно к камере сгорания - дожигателю (30) и к горелке (31), и сгорают. Образующиеся горячие топочные газы из камеры
сгорания - дожигателя направляются на вход (33) термодесорбера. Частично охлажденные топочные газы выводятся из термодесорбера с помощью вентилятора (34).
Таким образом, в соответствии с предложенным техническим решением легколетучие углеводороды, образующиеся в процессе термообработки различных твердых нефтесодержащих отходов производства, утилизируются непосредственно в общей технологической схеме. Благодаря этому процессы термообработки нефтесодержащих отходов протекают в автотермическом режиме: количество тепла, образующееся за счет сгорания легких углеводородов, регенерируемых в результате термодесорбционной обработки нефтесодержащих отходов и удаляемых из верхней части скруббера (19), оказывается вполне достаточным для проведения процесса термодесорбции этих отходов. Некоторое количество (очень небольшое) топлива (дизельное топливо, природный газ и т.п.) необходимо лишь в первоначальный момент, т.е. в момент запуска промышленного технологического комплекса в работу (для "розжига" термодесорбера), после чего, термодербер работает "сам на себя", при этом комплекс дополнительно производит очищенные от примесей нефтепродукты, пригодные для реализации в качестве товарных продуктов и/или полупродуктов.