ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ КОМПЛЕКС ПО ПЕРЕРАБОТКЕ И УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и, в частности к аппаратурно-технологическим производственным комплексам по переработке, обезвреживанию и утилизации нефтешламов - высокотоксичных отходов производства, находящихся в различных прудах - накопителях, нефтешламохранилищах, нефтяных амбарах, полигонах и расположенных в непосредственной близости от мест добычи и/или переработки нефти и нефтепродуктов.
Известен производственный комплекс по переработке и утилизации нефтешламов (Утилизация промышленных отходов, содержащих нефть и нефтепродукты химическим реагентом R. // Современные Российские технологии. Серия информационно-справочных сборников. Том второй. Технология и оборудование для переработки и утилизации нефтесодержащих отходов и нефтешламов. Ярославль. 2003, с.124-125). Известный "Технологический комплекс" предусматривает подачу нефтешлама из нефтяного амбара насосом в шнековый смеситель, куда одновременно подается из дозатора и напорной емкости специальный химически-активный реагент R (Заявка РФ №2000127985/15 (029658) - "Способ утилизации отходов, содержащих нефть и нефтеотходы").
В шнековым смесителе происходит диспергирование нефтешламов (нефти и нефтепродуктов), смешение в соотношении 1:(0,30-0,35) с химическим реагентом R, экзотермическая реакция их взаимодействия, адсорбция нефти и нефтепродуктов на гидрофобизированной поверхности сорбента и затем капсулирование - в процессе естественной карбонизации сорбента атмосферной углекислотой. В результате протекания в
"Технологическом комплексе" ряда физико-химических процессов в конечном итоге нефтешламы - высокотоксичные отходы производства превращаются в экологически - безвредный продукт - сухое сыпучее вещество, инертное по отношению к воде, воздуху и обладающее высокой механической прочностью, которое может быть использовано для рекультивации нарушенных земель и в дорожном строительстве.
Данная известная технология и технологические комплексы были внедрены на дочерних предприятиях ОАО МК "Роснефть" - Туапсинский нефтеперерабатывающий завод, база Туапсе. Нефтепродукт, НПО "Термнефть" (НГДУ "Черноморнефть").
Недостатком этого известного технического решения является отсутствие в составе "Комплекса" технологического оборудования для извлечения из нефтешламов ценных составляющих - нефти и нефтепродуктов, в связи с чем нефть, находящаяся в отходах производства (потенциально извлекаемая и утилизируемая), полностью переходит в товарные продукты, обладающие сравнительно невысокими потребительскими свойствами.
7
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой полезной модели является известное техническое решение (Патент РФ №2266258 по заявке №2004107737/15 с приор, от 15 марта 2004; Опубл.: 20 декабря 2005; МПКC02F 11/14; B09B 3/00 - "Способ переработки нефтесодержащего шлама и устройство для его реализации") - принято за ПРОТОТИП.
Устройство (установка, производственный комплекс) по прототипу включает в себя: механизм подачи нефтесодержащего шлама, механизм подачи разжижителя, механизм подачи рабочего агента, емкость для предварительной обработки шламов, снабженную рубашкой и мешалкой, механизм подачи обработанного нефтешлама в дозировочный бункер, дозировочный бункер рабочего агента, шнековый смеситель, емкость для
жидкости, циркуляционный насос, теплообменник, дозировочный насос, транспортер и платформенные весы, установленные под бункерами и запорную арматуру (вентили).
Процесс переработки нефтесодержащих шламов по прототипу, т.е. на вышеописанный установке включает в себя следующие основные операции: загрузку рабочего агента, содержащего окись кальция и модификатор (в качестве модификатора применяют полные эфиры глицерина, растительные и минеральные масла и жиры, а также другие производные высших жирных кислот) и нефтесодержащего шлама, интенсивное перемешивание, с последующим введением жидкости, реагирующей с рабочим агентом, выгрузка и извлечение полученного гранулированного продукта, при этом нефтесодержащий шлам перед загрузкой предварительно обрабатывают до получения равномерной по составу и вязкости смеси путем его перемешивания, разогрева до 50-80°С и/или введения органического разжижителя (в качестве органического разжижителя используют продукты нефтепереработки легких фракций, например, бензин, керосин, толуол или специальные составы, в количестве не более 5% от массы обрабатываемого нефтесодержащего шлама). Загрузку рабочего агента осуществляют двумя порциями, причем первую - до загрузки обработанного нефтесодержащего шлама, а вторую - одновременно с ним, затем вводят жидкость, нагретую до 60-70°С, в количестве, определяемом по результату анализа пробы обработанного нефтесодержащего шлама.
В результате реализации технического решения по прототипу из нефтесодержащих отходов получают товарный продукт - в форме гранулированного порошка, используемого в качестве добавок в производстве дорожного покрытия.
Недостатком технического решения по прототипу являются безвозвратные потери нефтесодержащих компонентов, присутствующих в перерабатываемых отходах: в соответствии с прототипом все
нефтесодержащие отходы - шламы переводят в отвержденное состояние - гранулированный порошок, используемый затем в качестве одного из компонентов при дорожном строительстве. Указанный недостаток технического решения по прототипу связан с отсутствием в составе устройства (установки, технологической линии) необходимого набора оборудования для избирательного выделения из отходов нефтесодержащей фракции.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка нового усовершенствованного производственного комплекса, обеспечивающего обезвреживание нефтешламов, утилизацию из них нефти и позволяющего полностью рекультивировать территорию шламохранилищ, нефтяных амбаров, прудов - шламонакопителей - после полной переработки всех нефтешламов и загрязненного нефтью грунта.
Технический результат, который может быть достигнут при реализации предлагаемой полезной модели заключается в повышении эффективности утилизации отходов и обеспечении возможности последующей утилизации твердой фазы, выделенной из нефтешламов.
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата при использовании предлагаемой полезной модели - "Производственного комплекса по переработке и утилизации нефтешлама", включающего (см. рис.): узел извлечения нефтешламов из нефтехранилища и последующей загрузки (1) в обогреваемые приемно-накопительные емкости (2), снабженные перемешивающим устройством (на рис. не показано), запорно-регулирующую арматуру, насосы и шламопроводы, соединяющие через насосы технологическое оборудование для переработки нефтешламов и емкости с химическими реагентами для обработки нефтешламов. Новым в предлагаемом техническом решении является то, что приемно-накопительные емкости (2) соединены через фильтры грубой очистки (3) и первую насосную систему НС-1 (4) с промежуточной обогреваемой
емкостью (5), выход из которой направлен через вторую насосную систему НС-2 (6) в теплоизолированные цилиндрические емкости (7) промежуточного подогрева, снабженные низкоскоростными лопастными мешалками и кольцевыми теплообменниками, расположенными вдоль стенок емкостей, соединенных через третью насосную систему НС-3 (9) со спиральными теплообменниками (8) окончательного нагрева нефтешлама, выход из которых направлен в систему из одной или более трехфазных центрифуг (13), емкости с химическими реагентами (10) имеют соединения через запорную арматуру с баками (11), снабженными инжекторными насосами, установленных на крышках баков (на рис. не показаны) для приготовления рабочих растворов коагулянтов - бак (11-1), деэмульгаторов - бак (11-2) и флокулянтов - бак (11-3). Баки (11-1) и (11-2) с растворами коагулянтов и деэмульгаторов соединены через дозировочные насосы (12-1) и (12-2) с емкостями (7) для предварительного подогрева нефтешламов, а выход из бака (11-3) с раствором флокулянтов направлен через дозировочный насос (12-3) непосредственно в трубу перед трехфазными центрифугами (13), имеющими соединения с резервуарами - накопителями выделенными из шлама: нефти (14), водной фазы (15) и осадка (16), Накопитель (16) оборудован шнековым механизмом (17) разгрузки и выгрузки осадка в приемный саморазгружающийся контейнер - накопитель (18) осадка.
Производственный комплекс по переработке и утилизации нефтешламов по предлагаемому техническому решению работает следующим образом (см. рис.).
Исходные нефтешламы - нефтесодержащие отходы, представляющие собой пастообразную массу, включающую прямые и обратные водно-нефтяные эмульсии и твердую фазу (частицы песка, глины, ила и т.п.) извлекают из нефтешламохранилищ, прудов, отстойников, полигонов
посредством "узла" (1) извлечения нефтешламов. При этом используют специальные приспособления и адаптированные к конкретным условиям экскаваторы, скиммеры, бульдозеры и т.д. Извлеченный шлам загружают в теплоизолированные обогреваемые приемно-накопительные емкости (2), снабженные перемешивающими устройствами. В этих емкостях нефтешламы усредняют и нагревают до 30-35°С, и затем подают - через фильтры грубой очистки (3) с помощью первой насосной системы НС-1 (4) в промежуточную обогреваемую емкость (5), из которой нефтяной шлам перекачивают второй насосной системой НС-2 (6) в теплоизолированные емкости (7) промежуточного подогрева, снабженные низкоскоростными лопастными мешалками и кольцевыми теплообменниками, расположенными вдоль стенок емкостей. В этих емкостях нефтешлам нагревают до 60-70°С и обрабатывают растворами коагулянтов и деэмульгаторов, которые закачивают в емкости (7) дозировочными насосами (12-1) и (12-2) из баков для приготовления рабочих растворов коагулянтов (11-1) и деэмульгаторов (11-2). Нагретый до 60-70°С и обработанный коагулянтами и деэмульгаторами нефтешлам направляют с помощью третьей насосной системы НС-3 (9) для окончательного нагрева до температуры примерно 100°С (95-105°С) в спиральные теплообменники (8) и подают в систему из одной или более трехфазных центрифуг (13). Одновременно в трубу, соединяющую спиральные теплообменники (8) и систему трехфазных центрифуг (13) дозировочным насосом (12-3) подают из бака (11-3) определенное количество раствора - флокулянтов. В трехфазных центрифугах происходит весьма эффективное разделение нефтяной, водной и твердой фаз, которые собирают соответственно в резервуарах - накопителях (14) и (15) и сборнике (16) осадка - твердой фазы, выделенной из нефтешлама. Этот осадок выгружают из сборника (16) с помощью шнекового механизма (17), загружают в приемный саморазгружающийся контейнер - накопитель (18) и затем транспортируют для дальнейшей переработки и утилизации.
В результате переработки нефтешлама вышеописанным образом на предлагаемом в соответствии с заявленной полезной моделью "Производственным комплексом" из неутилизируемых нефтяных шламов - высокотоксичных отходов производства получают:
- нефть и/или нефтяную фракцию;
3
3
- водную фазу, загрязненную небольшим количеством (не более 1 г/дм) нефти и нефтепродукта и содержащую до 1 г/дм твердых тонкодисперсных частиц. Эту водную фазу направляют для обезвреживания на очистные сооружения предприятия;
- осадок - твердую фазу, содержащую до 20% нефти и нефтепродуктов, который направляют на дальнейшую переработку - на доизвлечение нефти, ее утилизацию и получения из осадка твердых товарных продуктов, реализуемых, например, в стройиндустрии.
Полностью очищенные от нефтешламов пруды, шламохранилища, отстойники и т.п., затем рекультивируют.