ПРОМЫШЛЕННЫЙ УЧАСТОК ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для переработки и обезвреживания жидких (жидкотекучих), пастообразных и твердых отходов, замазученных нефтепродуктами. Разработанное техническое решение может быть, в частности реализовано для переработки нефтесодержащих отходов, образующихся при бурении нефтяных скважин (буровые шламы, буровые отходы), при хранении нефти в нефтяных амбарах, прудах, накопителях. Предлагаемая полезная модель может быть также использована для переработки отходов, скапливающихся в нефтешламохранилищах.
7
Известно техническое решение для переработки нефтесодержащих отходов - «Установка и способ переработки жидких шламов» (Патент РФ №2276107 по заявке №2004115085/15 с приор. от 19.05.2004. Опубл. 27.10.2005. и 10.05.2006. МПК С02F 1/40).
3
Известная установка (рис.1) содержит: блок приема и разогрева нефтешлама (1), блок очистки (2), насосный блок (3), блок приемных емкостей очищенной нефтесодержащей жидкости (4). 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 показан). Блок очистки (2) включает вибросито (6) со стоком (7) и контейнером (8) для сбора отделенных примесей, промежуточную емкость (9) для сбора нефтесодержащей жидкости после очистки на вибросите (6), пескоотделитель (гидроциклон) (12), 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 установки осуществляется следующим образом. 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 перекачиваемого 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 0,16 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), 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), 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 их пескоотделителя (10) и илоотделителя (12) попадают на верхнюю сетку вибросита (6) с размером ячеек 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 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 статическом 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, не реже, чем 1 раз в 2 недели, производится механическая очистка от осадка емкостей (5, 15), при необходимости, емкости (16), а также емкостей (9, 11) блока очистки, для чего в емкостях предусмотрены дренажные задвижки (19) для отвода осадка в котлован.
Вышеописанная известная установка обеспечивает весьма эффективную переработку и выделение нефти из жидких отходов - "свежих ловушечных продуктов".
Недостатком данной известной установки является отсутствие в ее составе необходимого оборудования для переработки нефтешламов, содержащих значительное количество твердой фазы: иловые фракции, замазученная земля и т.п.
8
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом результату является известное техническое решение (Патент РФ на ПМ №71657 по заявке №2007139479/22 с приор. от 24.10.2007. Зарег. и опубл. 20.03.2008. Бюл. №8. МПК С01G 31/00) «Аппаратурно-технологический комплекс для переработки и обезвреживания нефтешламов» - принят за ПРОТОТИП.
«Аппаратурно-технологический комплекс для переработки и обезвреживания нефтешламов» по прототипу (рис.2) включает в себя: обогреваемые приемные емкости (1), сетчатые фильтры (на рис. не показаны), насосы, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обогреваемые и теплоизолированные промежуточные емкости (2), резервуары (емкости) с очищенными от посторонних примесей нефтепродуктам,. промежуточная емкость (2) соединена с узлом (3) приготовления и дозировки химических реагентов для обработки нефтешламов, а выход из промежуточной емкости (2) через насосную систему (на рис. не показана) направлен в высокоскоростную трехфазную
центрифугу (4), соединенную со сборниками нефтяной (5) и водной (6) фракции и контейнером (7) для сбора твердой фазы, выделенной из нефтешламов. Контейнеры (7) имеют шнековые соединения (8) со смесителями-сушилками (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 низкокипящих конденсирующихся углеводородов; скруббер (19) снабжен капле-, туманоулавителями (20), установленными в верхней части скруббера, 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) с конденсировавшимся маслом и через водоохлаждаемый теплообменник (25) маслоорошаемой системой скруббера (19); сборная емкость (23) имеет также соединение с резервуарами (емкостью) (24) для хранения и последующей отгрузки потребителям очищенных от посторонних примесей нефтепродуктов.
Аппаратурно-технологический комплекс по прототипу работает и эксплуатируется следующим образом.
Исходные нефтешламы, поступающие на переработку, обезвреживание и последующую утилизацию загружают в приемные обогреваемые емкости (1), снабженные перемешивающими устройствами (на рис. не показаны). Из этих емкостей подогретые нефтешламы через специальные сетчатые фильтры грубой очистки (на рис. не показаны) с помощью системы насосов
перекачивают для дальнейшего нагрева и химической обработки в промежуточные обогреваемые и теплоизолированные емкости (2), снабженные мешалками (на рис. не показаны). Из узла (3) для приготовления и дозировки химических реагентов в промежуточные емкости (2) подают самотеком или закачивают растворы коагулянтов, деэмульгаторов и флокулянтов. Нагретые и обработанные вышеуказанными химическими реагентами нефтешламы направляют (например, закачивают насосами) на высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), на которой происходит высокоэффективное и высококачественное 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 этих контейнеров (7) твердую фазу (осадки) шнековым соединением (8) загружают в смесители-сушилки (9-1 и 9-2), откуда осадки шнековым транспортером (на рис. не показан) подают в питающий бункер (10) термодесорбера (11). Из питающего бункера (10) осадок, содержащий 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 (осадок) - 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) термодесорбера в маслоорошаемый скруббер (19), в котором происходит улавливание пыли, выносимой из термодесорбера и конденсация низкокипящих углеводородов (масла), которые циркуляционным насосом (21) подают на систему фильтров (22-1 и 22-2) - для очистки сконденсировавшихся нефтепродуктов от твердой фазы (пыли). Очищенное от пыли масло частично подают в водоохлажденный теплообменник (25), и затем в скруббер (19) для орошения
паро-, пыле-газовой смеси, поступающей из термодесорбера. Часть сконденсировавшихся нефтепродуктов (масел) из сборной емкости (23) закачивают (или передают самотеком) в резервуар (емкость) (24) для накопления, хранения и последующей отгрузки потребителям как товарного продукта/ полупродукта.
Недостатком технического решения по прототипу является неудовлетворительное качество потребительских свойств продуктов, получаемых из твердой нефтесодержащей фазы.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание нового «промышленного участка», обеспечивающего высокоэффективную переработку и обезвреживание нефтесодержащих отходов, утилизацию из них нефтесодержащих веществ в форме товарных продуктов и/или полупродуктов.
Технический результат, который достигается при реализации разработанной полезной модели, заключается в повышении качества получаемых твердых продуктов после брикетирования и/или формования и/или прессования.
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемым «Промышленным участком для переработки нефтесодержащих отходов», включающим (рис.3): приемные емкости (1), насосы, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, промежуточные емкости (2) с мешалками, соединенные с узлом для приготовления и дозировки химических реагентов (3) для обработки нефтесодержащих отходов, выход из промежуточных емкостей направлен в трехфазную центрифугу (4), соединенную со сборниками нефтяной (5) и водной (6) фаз и контейнерами (7) для сбора твердой фазы, выделенной из нефтесодержащих отходов, шнековый транспортер (8), питающий бункер (9), выход из которого направлен в камеру (11) для термообработки, выполненную в виде наклонной вращающейся трубчатой печи, обогреваемой топочными газами, разгрузочным устройством, выход из которого направлен
в сборник (12) термообработанных материалов, после которых установлена система брикетирования (13).
Новым в предлагаемом техническом решении является то, что система брикетирования (13) имеет соединения со шнековым смесителем (14), имеющим загрузочный люк (15) для термообработанных материалов, люк (16), соединенный с бункером (17) измельченного хлорида магния, вход в который направлен из узла дробления и измельчения (18), шнековый смеситель имеет также патрубок (19) для подачи магнезиального молока из обогреваемого реактора (20), снабженного перемешивающим устройством, конусом (22) для подачи в реактор магнийсодержащих оксидных материалов из бункера (22) и патрубок для подачи воды (23), выход товарных продуктов из системы брикетирования (13) оборудован разгрузочным устройством (24), направленным в расходно-накопительную емкость (25).
РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Предлагаемое техническое решение - полезная модель «промышленный участок для переработки нефтесодержащих отходов» работает и эксплуатируется следующим образом.
Исходные нефтесодержащие отходы из приемной емкости (1) направляют в промежуточную емкость (2), в которую из узла (3) подают химические реагенты для обработки нефтесодержащих отходов. Обработанные нефтесодержащие отходы направляют затем в трехфазную центрифугу (4). Нефтяную фазу собирают в сборнике (5), водную фазу - в сборнике (6), а твердую фазу собирают в контейнере (7), из которого шнековым транспортером (8) через питающий бункер (9) подают в камеру (11) для термообработки. Термообработанную твердую фазу направляют в сборник (12), из которого ее подают через люк (15) в шнековый смеситель (14). В этот смеситель (14) направляют также через люк (16) и бункер (17) порошок хлорида магния, приготовленный в узле дробления и измельчения
(18). В смеситель (14), кроме того, подают через патрубок (19) магнезиальное молоко, получаемое в обогреваемом реакторе (20), в который подают через конус (21) из бункера (22) магнийсодержащие оксидные материалы и через патрубок (23) заливают воду. После тщательного перемешивания в шнековом смесителе (14) образующуюся композиционную смесь подают в систему брикетирования (13), из которой получаемые товарные продукты выгружают и собирают в расходно-накопительной емкости (25) и отгружают потребителям.