УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ НЕФТИ И ЙОДА ИЗ ПОПУТНЫХ ВОД

Предполагаемая полезная модель относится к технологии утилизации отходов и может быть использовано для комплексной утилизации попутных нефтесодержащих вод, образующихся в ходе добычи нефти.
Известно устройство для извлечения йода или брома из водных растворов /Патент РФ 2049156, С25В 1/00, 1995/, включающее корпус с размещенными в нем анодом и катодом с расположенным между ними элементом разделения и штуцерами для подвода и отвода растворов, элемент разделения выполнен в виде колонны, в которой размещен сорбент, входное отверстие колонны соединено с анодным пространством, а выходное с катодным пространством, колонна в нижней части снабжена штуцером для ввода острого пара, а в верхней сообщена с конденсатором
Известно устройство для извлечения йода /Мягкой О.Н., Золотарев Л.П., Сердюков М.И. Анодное окисление йодид-ионов в электролизере с анионитной мембраной. Теория и практика сорбционных производств. 1981, вып.15, с.92-95/. Извлечение йода производится в электролизере, содержащим катод и анод, которые образуют прикатодное и прианодное пространства, разделенные между собой анионитной мембраной, штуцера для подвода и отвода обрабатываемого раствора.
Ближайшим аналогом является установка для извлечения, йода /Патент РФ №2112080 C25B 1/24, B01D 61/42 1998/. Установка состоит из чередующихся катионообменных (К) и биполярных (БМ) мембран, образующих щелочные (4 и 2), кислотные (3) и электродные (1 и 4) камеры (узел подготовки сырья). Биполярные мембраны катионитовой стороной обращены к катоду. Узел подготовки сырья последовательно соединен с узлом окислителя и сорбционным фильтром.
Недостатком известных устройств является применение их только для вод не содержащих нефть. В подтоварной попутной воде нефть содержится в эмульгированном и растворенном состоянии и уже плохо выделяется отстаиванием даже в присутствии диэмульгатора. При этом остается от 150 до 10000 мг/л. Присутствие нефти делает невозможным извлечение йода, который содержится в концентрациях от 8 до 120 мг/л и представляет собой ценный вид сырья. Нефть заполняет поры сорбента и йод не может быть извлечен. Для промышленного извлечения йода сырье должно быть очищено от нефти.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание установки, позволяющей комплексное извлечение нефти и йода из пластовых подтоварных попутных вод.
Поставленная задача достигается тем, что в установке для извлечения нефти и йода из попутных вод, содержащих последовательно соединенные узел подготовки сырья, узел окисления, сорбционный фильтр, узел подготовки сырья содержит один или два последовательно соединенных адсорбера, снабженных сорбентом, избирательно поглощающих нефть, но не поглощающих йод, а сорбционный фильтр оснащен сорбентом избирательно поглощающим молекулярный йод, а также снабжен патрубком подачи пара и патрубком для отвода очищенной воды, связанным с узлом окисления.
Узел подготовки сырья содержит адсорбер грубой очистки и адсорбер тонкой очистки от нефти.
Узел подготовки сырья дополнительно содержит узел смешения воздуха с нефтесодержащей водой и отстойник.
Узел подготовки сырья дополнительно содержит адсорбер щелочноземельных металлов и/или железа, а узел окисления состоит из электролизера для электролиза очищенной воды и смесителя.
Адсорберы грубой и тонкой очистки от нефти снабжены патрубками для подвода пара и отвода концентрата нефти.
Общий вид установки показан на фотографии.
Общая схема установки показана на Фиг.1.
Установка содержит последовательно соединенные узел подготовки сырья 1, узел окисления 2, сорбционный фильтр 3. Узел подготовки сырья снабжен патрубком 4 для подачи пара и патрубком 5 для вывода концентрата нефти. Узел окисления 2 состоит из электролизера 6 для электролиза очищенной воды и смесителя 7.
Сорбционный фильтр 3 снабжен патрубком подачи пара 8, патрубком вывода очищенной воды 9, который соединен с узлом окисления 2 и патрубком вывода концентрата йода 10.
На Фиг.2 показана схема узла подготовки сырья.
Узел подготовки сырья содержит последовательно соединенные узел смешения воздуха с нефтесодержащей водой 11, отстойник 12, адсорбер грубой очистки от нефти 13, тонкой очистки от нефти 14, адсорбер щелочноземельных металлов и/или железа 15 адсорбер предочистки йода 16.
Установка работает следующим образом:
Очистка вод осуществляется по многоступенчатой схеме.
Попутная вода, содержащая нефть и йод подается в узел подготовки сырья 1, в котором очищается от нефти. Для регенерации адсорбентов нефти в узел подготовки сырья установлен патрубок подачи пара 4. Через этот патрубок периодически подают пар, при
этом нефть отделяется от адсорбента, выходит вместе с конденсатом через патрубок вывода концентрата нефти 5.
Для снижения затрат окислителя до подачи воды в адсорберы очистки от нефти 13 и 14, воду пропускают через узел смешения с воздухом 11 и отстойник 12. При этом из вод удаляют сернистые примеси, включая сероводород и окисляют двухвалентное железо дешевым окислителем (кислород воздуха).
3
2
Адсорбер грубой очистки от нефти 13 снабжают материалом с большим размером пор и объемом пор более - 0,3 см/г. Адсорбер тонкой очистки от нефти 14 снабжают сорбентом с мелким размером пор, но большей удельной поверхностью (более 100 м/г). Сорбент может быть как одинаковым так и разным по химическому составу.
Для безреагентного окисления в узле окисления 2 очищенную воду, пропущенную предварительно через адсорбер щелочноземельных металлов и железа 15 в узле подготовки сырья 1, подают в электролизер 6, в котором при электролизе синтезируется гипохлорит натрия, а затем раствор гипохлорита поступает в узел смешения 7, где смешивается с водой. Без предварительной очистки от щелочноземельных металлов и железа электродные пластины в электролизере засоряются осадками. После адсорбера 15 вода поступает в адсорбер предварительной очистки от йода 16, в котором имеется адсорбент такой же как и в сорбционном фильтре 3. После адсорбера предварительной очистки 16 очищенная от нефти вода поступает в узел окисления 2.
При смешении окислителя с очищенной от нефти водой происходит реакция превращения анионов йода в йод в свободном состоянии, который извлекается на сорбенте в сорбционном фильтре 3.
При подаче пара в сорбционный фильтр йод десорбируется из сорбента, его концентрат выходит из патрубка выхода концентрата йода 10.
Предлагаемая установка прошла испытания в апреле 2007 г. по утилизации нефтяных попутных йодосодержащих вод Анастасиевско-Троицкой площади в г.Славянск на Кубани. Акт испытания прилагается.
Предлагаемая установка позволяет комплексное извлечение нефти и йода из пластовых подтоварных попутных вод, предотвращая попадание в окружающую среду нефтепродуктов, сероводорода и других загрязнителей, при этом в качестве дополнительного продукта извлекается йод.