УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ОБВОДНЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Полезная модель относится к области утилизации обводненных углеводородсодержащих отходов и предназначена для получения жидкого топлива, используемого как таковое или в качестве основы жидкого топлива или добавок к готовому жидкому топливу, а также очищенной воды. Наиболее эффективно использование установки при утилизации смесей обводненных отработанных нефтепродуктов в энергетическое дисперсное топливо в системах очистки сточных вод локомотивных депо, нефтебаз, морских и речных портов, станций техобслуживания автомобилей и других предприятий, имеющих значительные количества обводненных углеводородсодержащих отходов.
Известна установка для утилизации углеводородсодержащих отходов, включающая отстойники с нагревателями, представляющие собой емкости первого расслоения и емкости второго расслоения, центробежный и гравитационный сепараторы и емкость для эмульгатора, сообщающуюся с емкостью второго расслоения (RU 2180909).
В качестве углеводородсодержащих отходов для переработки на указанной установке может быть использована смесь отработанных нефтепродуктов. Однако утилизация таких отходов, как смеси обводненных отработанных нефтепродуктов, образующихся в системах очистки сточных вод локомотивных депо, нефтебаз, морских и речных портов, станций техобслуживания автомобилей и т.п., имеющих значительные количества воды и загрязнения неорганическими соединениями, на указанной известной установке невозможна. Кроме того, процесс очистки на известной установке имеет большую длительность, что снижает его технологичность и повышает стоимость.
Известна также установка для утилизации обводненных углеводородсодержащих отходов, представляющих собой судовые нефтесодержащие воды и нефтесодержащие воды береговых предприятий (SU 1810379). Установка включает цистерны-отстойники, магнитный сетчатый фильтр для фильтрации отстоянного нефтепродукта, нагреватели, сепараторы, фильтр-влагоотделитель, заполненный поливинилформалем, ионообменную колонку, дозатор присадки - ингибитора коррозии.
Поскольку фильтры и ионообменная колонка имеют ограниченный ресурс, после выработки которого нуждаются в замене или регенерации, указанная известная установка не является технологичной.
Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели (прототип) является известная установка для утилизации обводненных углеводородсодержащих отходов, включающая блок фильтров механической очистки и блок гомогенизации (RU 2256695).
Недостатком известной установки является сложность ее технологического оформления в связи с невозможностью утилизации обводненных углеводородсодержащих отходов, таких как замазученная вода, отработанная смазочно-охлаждающая жидкость и т.п. (водосодержащие компоненты) без добавления от 50 до 80% углеводородсодержащих отходов, содержащих незначительное количество воды, что требует наличия отдельных узлов подготовки и дозирования каждого компонента. При работе установки нефтяные остатки, отработанные нефтепродукты, углеводородные компоненты, водосодержащие компоненты (обводненные углеводородсодержащие отходы) по отдельности подвергают предварительной подготовке, включающей разогрев до требуемой температуры (40-120°С), причем температуры потоков должны отличаться друг от друг не более чем на 10°С, и фильтрацию от механических примесей (блок фильтров механической очистки). Затем полученные необходимого качества нефтяные остатки, углеводородный компонент, а также, в случае необходимости, и отработанные нефтепродукты дозируют в необходимых
количествах и подают в узел подготовки сырьевой смеси для последующего смешивания в турбулентном режиме таким образом, чтобы углеводородный компонент был распределен в объеме нефтяного остатка при факторе однородности не менее 0,5 (оптимально не менее 0,85). При этом температура смешивания нефтяного остатка и температура углеводородного компонента отличаются друг от друга не более чем на 10°С. Продукт смешивания затем подвергают гомогенизации в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц дисперсной фазы не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм (оптимально 3-10 мкм). Подготовленную на этой стадии гомогенизированную смесь, а также нагретый водосодержащий компонент вводят в блок гомогенизации, где в турбулентном режиме происходит распределение их в объеме смеси при факторе однородности не менее 0,5 (оптимально не менее 0,85) и при температурах потоков, различающихся друг от друга не более чем на 10°С, и гомогенизация в роторно-механическом диспергаторе так, чтобы максимальный размер частиц воды в готовом топливе не превышал 50 мкм при среднем размере 1-15 мкм (оптимально 3-10 мкм). В результате получают водо-мазутное топливо, содержащее воду, изначально входящую в углеводородсодержащие отходы и дополнительно введенную в виде водосодержащего компонента.
Таким образом, помимо сложности технологического оформления, недостатком известной установки является то, что получаемый продукт (жидкое топливо) содержит значительное количество воды (до 70%), т.е. является топливом с низкими энергетическими показателями.
Техническая задача предлагаемой полезной модели состоит в устранении указанных недостатков.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в обеспечении возможности утилизации углеводородсодержащих отходов как с малым (5%), так и значительным (до 55%) содержанием воды, повышении качества получаемого жидкого дисперсного топлива путем снижения в нем
содержания воды, упрощении технологического оформления установки и получении в качестве дополнительного конечного продукта очищенной воды, которая может быть в дальнейшем использована для технических нужд, как таковая, или подвергнута дополнительной очистке.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для утилизации обводненных углеводородсодержащих отходов, включающая блок фильтров механической очистки и блок гомогенизации, дополнительно содержит блок расслоения и блок управления, причем блок расслоения включает распределитель, гидрофобный фильтр, карманы для сбора обезвоженных углеводородов и карманы для сбора очищенной воды.
При необходимости блок гомогенизации может быть снабжен емкостью для ввода дополнительного горючего компонента, например, дизельного топлива, что способствует увеличению энергетических показателей получаемой на установке топливной смеси.
Блок гомогенизации, предпочтительно, включает корпус, электродвигатель, насос, вал, установленный на валу ротор, переключающие краны, подводящие трубы и отводящую трубу.
Предпочтительно, блок фильтров механической очистки может состоять, например, из двух фильтров, подводящей и отводящей труб и четырех запорных кранов.
Распределитель, в частности, может состоять из центральной трубы, лучей, винта и траверсы с гайкой.
При необходимости, установка может содержать дополнительно блок деэмульгирования, устанавливаемый перед блоком фильтров механической очистки. При этом предпочтительно, блок деэмульгирования снабжен станцией подогрева.
В качестве исходных углеводородсодержащих отходов, которые могут быть подвергнуты утилизации на предлагаемой установке, могут быть использованы отработанные углеводороды, взятые из систем очистки сточных вод территорий локомотивных депо, нефтебаз, морских и речных
портов, станций техобслуживания автомобилей, заводских территорий и любые другие обводненные отработанные углеводороды и их смеси с содержанием воды до 55%. Особенностью таких обводненных отработанных углеводородов является наличие большого количества частиц загрязнений неорганической природы. Блок фильтров механической очистки обеспечивает отделение частиц неорганической природы, что повышает качество получаемых продуктов утилизации.
Усреднение технологических характеристик предварительно обезвоженных углеводородов и предотвращение их расслаивания обеспечивается блоком гомогенизации. Процесс гомогенизации повышает устойчивость дисперсного топлива, что позволяет с большой надежностью использовать его для получения энергии при сжигании на различных установках. Процесс гомогенизации заключается в интенсивном перемешивании, основанном на эффекте «микровзрыва». «Микровзрыв» происходит в результате пульсирующего продавливания углеводородного сырья из области высокого давления через периодически открывающиеся отверстия ротора в область разряжения.
Блок управления содержит стандартное оборудование и обеспечивает контроль следующих параметров работы системы:
- верхний и нижний уровни жидкости в кармане сбора обезвоженных углеводородов,
- верхний уровень жидкости в кармане сбора воды,
а также обеспечивает автоматическое отключение подпорного насоса установки при переполнении кармана сбора очищенной воды и кармана сбора обезвоженных углеводородов при отключенном блоке гомогенизации, а также обеспечивает автоматическое включение блока гомогенизации при наполнении кармана сбора обезвоженного жидкого дисперсного топлива и автоматическое выключение блока гомогенизации при минимальном уровне обезвоженных углеводородов в кармане сбора.
Блок расслоения содержит распределитель, гидрофобный фильтр и карманы для сбора обезвоженных углеводородов и очищенной воды. Блок расслоения работает следующим образом.
Распределитель разделяет исходную смесь на капли. Обладая большей, по сравнению с углеводородами, плотностью, капля исходной углеводородсодержащей смеси проходит через слой «нефти» в слой воды. Во время прохождения капли через слои происходит разделение воды и углеводородов и переход их в соответствующий слой.
В предлагаемой установке можно использовать гидрофобный фильтр (например, марки ТС.ГФ). Гидрофобный фильтр представляет собой емкость с двумя слоями жидкости: фильтрующим слоем углеводородов (так называемым, слоем «нефти») и слоем воды под ним. Слой «нефти», выполняя фильтрующую функцию, интенсифицирует процесс обезвоживания (по сравнению с процессами простого отстоя). Толщина слоев поддерживается постоянной за счет свободного перелива накапливающихся в фильтре углеводородов в карман для сбора обезвоженных углеводородов, а также за счет свободного перелива излишков выделившейся воды в карман, соединенный с основной емкостью посредством трубы с регулирующей муфтой.
Блок деэмульгирования повышает эффективность работы установки при работе со стойкими водно-углеводородными эмульсиями, поскольку обеспечивает предварительное их разрушение специальными веществами, например, такими, как деэмульгаторы типа ТМС «Н» и ТМС «2», в сочетании с прогревом до 40-50°С. Подогрев обеспечивается, например, использованием станции подогрева марки ФЖТ-360. Блок деэмульгирования устанавливается перед блоком фильтров механической очистки.
Работа установки осуществляется следующим образом.
Исходные углеводородсодержащие отходы подаются через вводную трубу в блок фильтров механической очистки. Затем углеводородсодержащие отходы, очищенные от механических примесей (в
основном, от загрязнений неорганической природы), подаются в блок расслоения. Через распределитель блока расслоения, разделяющий поток на капли, углеводородная часть отходов переходит в слой «нефти» гидрофобного фильтра. При движении в слое «нефти» происходит фильтрация капель обводненных углеводородсодержащих отходов, в результате которой углеводороды остаются в верхнем слое (слое «нефти»), а вода проходит в нижележащий слой воды. В слое воды идет процесс дальнейшего расслоения в результате отстаивания с выносом остатков углеводородов в слой «нефти», а также осаждения тяжелых примесей на дне фильтра.
Из слоя «нефти» самотеком через нефтеприемник излишки углеводородов удаляются в карман сбора обезвоженных углеводородов. Из кармана углеводороды подаются в блок гомогенизации с последующим отведением из установки. Содержание углеводородов в полученном продукте составляет 90-98%, что обеспечивает ему высокие энергетические показатели как при использовании в качестве жидкого дисперсного топлива, как такового, так и в качестве основы топлива или добавок к нему.
Очищенная вода отводится из слоя в карман для сбора очищенной воды. Содержание углеводородов в очищенной воде не превышает 300 мг/л. Далее, при необходимости, вода подается через патрубок на доочистку.
Скапливающиеся на дне основной емкости гидрофобного фильтра осадки периодически удаляются через вентиль очистки. Управление установкой осуществляется с пульта блока управления.
Установка предназначена для эксплуатации при температуре окружающей среды от +5°С до +50°С.