ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ

Предлагаемая полезная модель относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к аппаратурно-технологическим комплексам, установкам, технологическим линиям, переделам и отделениям для переработки нефтесодержащих отходов и может быть использована для переработки, обезвреживания и утилизации различных нефтесодержащих отходов, накапливающихся в виде нефтешламов и осадков в прудах, нефтяных амбарах, шламонакопителях, полигонах, отстойниках и т.п. С нефтеотходами и нефтешламами теряется от 7 до 20% от общего объема добываемой нефти (В.Е.Милош. Переработка отходов природопользования. Екатеринбург. 2002, с.99-100).
В настоящее время на территории РФ в прудах и различных шламонакопителях скопилось более 1 млн. тонн нефтешламов. Для переработки и утилизации нефтесодержащих отходов предложен и описан в литературе целый ряд различных механических, термических, плазмохимических, биологических, биохимических и других методов и, соответственно, аппаратурно-технологических комплексов для их реализации. (См: Технология и оборудование для переработки и утилизации нефтесодержащих отходов и нефтешламов. Справочник. Ярославль. 2003, 190 с.)
7
Известно техническое решение (Патент РФ №2276107; МПК С02F 1/40 - "Установка и способ переработки жидких шламов").
Установка переработки жидких нефтяных щламов содержит приемную емкость с паровыми нагревателями или регистрами внутри,
блок очистки нефтесодержащей жидкости от механических примесей, насосы, задвижки, отстойную емкость для очищенной нефти. Установка снабжена также дренажным коллектором для отвода водной фазы из отстойной емкости, отстойная емкость снабжена паровыми регистрами, блок очистки включает вибросито со стоком и ячейкой сетки не более 0,16 мм, первую промежуточную емкость для стока нефтесодержащей жидкости, пескоотделитель с возможностью отделения механических примесей размером более 0,05 мм, вторую промежуточную емкость для стока нефтесодержащей жидкости, илоотделитель с возможностью отделения примесей размером более 0,03 мм, контейнер для сбора загрязненных мехпримесей, при этом приемная емкость снабжена крышкой для ускорения процесса нагрева, сетчатым коробом для отделения механических примесей более 25 мм и термометром со штоком-держателем, вибросито имеет верхнюю сетку с ячейкой не более 0,04 мм для дополнительной очистки механических примесей, поступающих с пескоотделителя и илоотделителя, сбрасываемых в контейнер, установленный под виброситом, паровые регистры в приемной емкости выполнены трубчатыми, емкости снабжены дренажными задвижками для отвода осадка.
Процесс переработки нефтешламов на данной известной установке включает в себя следующие основные операции: подогрев нефтешлама с помощью паровых нагревателей или регистров до температуры, предпочтительно, 70°С и более, очистку нефтесодержащей жидкости от механических примесей, последующий отстой нефтяной фазы и возврат ее в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия для переработки, при этом отстой нефтяной фазы осуществляют при температуре предпочтительно 40-60°С, очистку проводят в три этапа, при этом первый этап очистки осуществляют путем подачи нагретого шлама на вибросито и отделения механических примесей размером более 0,15 мм, второй этап - путем подачи очищенного от крупных фракций шлама на
пескоотделитель и отделения механических примесей размером более 0,05 мм, третий этап - путем подачи нефтесодержащей жидкости на илоотделитель и отделения механических примесей размером более 0,03 мм, причем перед нагревом исходный нефтяной шлам дополнительно фильтруют через сетку, установленную над приемной емкостью, и отделяют механические примеси размером более 25 мм, нагрев ведут при закрытой емкости с перекрытием подачи пара в другие блоки установки, по окончании цикла очистки осуществляют отбор проб для анализа и, в зависимости от степени загрязнения, осуществляют доочистку путем последовательной подачи горячей нефтесодержащей жидкости на пескоотделитель и илоотделитель.
Известная установка позволяет перерабатывать и утилизировать жидкие нефтесодержащие отходы - шламы, загрязненные небольшим количеством механических примесей.
Недостатком данной известной установки является то, что в ней не предусмотрено необходимое оборудование для переработки, обезвреживания пастообразных нефтесодержащих отходов, т.е. нефтешламов, обычно представляющих собой смесь водной, нефтяной и иловой (твердой) фаз.
7
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предлагаемой полезной модели является известное техническое решение (Патент РФ №2266258; МПК С02F 11/14; В09В 3/00 - "Способ переработки нефтесодержащего шлама и устройства для его реализации") - принято за прототип.
Установка по прототипу включает в себя: механизм (1) подачи нефтесодержащего шлама, механизм (2) подачи разжижителя, механизм (3) подачи рабочего агента, емкость (4) для предварительной обработки шламов, снабженную рубашкой (4) «а» и мешалкой (5), механизм (6) подачи обработанного нефтешлама в дозировочный бункер (7), дозировочный бункер (8) рабочего агента, шнековый смеситель (9),
емкость (10) для жидкости, циркуляционный насос (11), теплообменник (12), дозировочный насос (15), транспортер (16) и платформенные весы (17), установленные под бункерами, и запорную арматуру (вентили 13, 14).
Процесс переработки нефтесодержащих шламов по прототипу 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, выгрузку 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 создание нового аппаратурно-технологического комплекса экологически безопасной переработки нефтесодержащих отходов, обеспечивающего извлечение из отходов производства нефтяной фракции и ее возврата в производственный цикл.
Технический результат заключается в повышении эффективности извлечения нефти и нефтепродуктов из нефтешламов, возможности обезвреживать нефтешламы от токсичных веществ.
Поставленная задача решается предлагаемым техническим решением - "Технологическим комплексом по переработке нефтесодержащих отходов", включающим (фиг.1): приемные обогреваемые емкости с мешалками (1), блок (2) для подачи в приемные емкости исходных нефтесодержащих отходов и оборудование для обработки нефтесодержащих отходов. Новым в предлагаемой полезной модели является то, что приемные обогреваемые емкости снабжены загрузочными люками (3) с крышками, и соединены через сетчатые фильтры грубой очистки (4) и насосную станцию НС-1 (5) с обогреваемой и теплоизолированной промежуточной емкостью (6), снабженной перемешивающим устройством, выход из промежуточной емкости через насосную станцию НС-2 (7) соединен с теплоизолированными нагреваемыми емкостями промежуточного нагрева (8), снабженными низкоскоростными лопастными мешалками, выход нагретых нефтесодержащих отходов из емкостей (8) направлен в спиральные теплообменники окончательного нагрева (10), имеющими соединение
через запорную арматуру и насосную станцию НС-3 (9) с системой из одной и более трехфазных центрифуг (11), выход разделенных фаз из центрифуг направлен в резервуары-накопители нефтяной (12) и водной (13) фаз, снабженные насосами (14) и (15), и сборник твердой фазы (16), снабженный шнековым механизмом выгрузки (17), направленным в приемные саморазгружающиеся контейнеры-накопители (18) - для их последующей транспортировки на утилизацию с получением товарных продуктов.
Существенные признаки заявляемого технического решения:
Технологический комплекс по переработке нефтесодержащих отходов включает приемные обогреваемые емкости, снабженные перемешивающими устройствами, блок для подачи в приемные емкости исходных нефтесодержащих отходов, оборудование для их переработки, соединенное трубопроводами с запорной и регулирующей арматурой.
Отличительные признаки:
Приемные обогреваемые емкости снабжены загрузочными люками с крышками и соединены через сетчатые фильтры грубой очистки и насосную станцию НС-1 с обогреваемой и теплоизолированной промежуточной емкостью, снабженной перемешивающим устройством, выход из промежуточной емкости через насосную станцию НС-2 направлен в теплоизолированные нагреваемые емкости промежуточного нагрева, снабженные низкоскоростными лопастными мешалками, выход нагретых нефтесодержащих отходов из емкостей промежуточного нагрева направлен в спиральные теплообменники окончательного нагрева, имеющими соединение через запорную арматуру и насосную станцию НС-3 с системой из одной и более трехфазных центрифуг, выход разделенных фаз из центрифуг направлен в резервуары-накопители нефтяной и водной фаз, снабженные насосами и сборником твердой фазы, снабженным шнековым механизмом выгрузки, направленным в приемные саморазгружающиеся контейнеры-накопители.
Предлагаемая полезная модель - "Технологический комплекс для переработки нефтесодержащих отходов" работает следующим образом.
Исходные нефтесодержащие отходы - нефтяные шламы, находящиеся в прудах - шламонакопителях извлекают из пруда с помощью устройства - (2) извлечения и подачи шлама. В качестве такого устройства может быть использован, в частности, модифицированный экскаватор с удлиненной стрелой и специально сконструированным ковшом, а также скиммер, перемещающийся по поверхности пруда с помощью лебедок. После максимального удаления "плавающего" шлама из пруда производят очистку пруда - шламонакопителя от тяжелых "донных" шламов - осадков грязи, глины, посторонних предметов и т.п., для этого используют (в качестве устройства извлечения и подачи отходов на переработку) специальные мини-бульдозеры - экскаваторы на траках, позволяющие компактно «снимать» донные отложения, при необходимости разжижать и транспортировать их в приемные емкости (1). "Снятие" - удаление донных отложений производят до появления грунта, незагрязненного нефтепродуктами. На этом очистку пруда заканчивают и затем производят его рекультивацию.
Нефтесодержащие отходы - нефтешламы, извлекаемые из пруда с помощью устройства (2), поочередно загружают через люки (3) в одну из двух и более приемных емкостей (1), снабженных перемешивающими устройствами, пароподогревателями, расположенными вдоль стенок приемных емкостей и системами контроля температуры и уровня.
Усредненные и подогретые до 30±5°С в приемных емкостях (1) нефтесодержащие отходы с помощью насосной станции НС-1 (5) перекачивают в промежуточную емкость (6). Откачку осуществляют, например, винтовыми или червячными насосами, при этом нефтесодержащие отходы из приемных емкостей (1) предварительно пропускают через сетчатые фильтры (4) грубой очистки - для выделения из общей массы нефтесодержащих отходов камней, крупных кусков и т.п.
Из промежуточной емкости (6) нефтесодержащие отходы с помощью насосной станции НС-2 (7) откачивают по обогреваемым и теплоизолированным трубопроводам в цилиндрические теплоизолированные емкости промежуточного подогрева (8), снабженные мешалками и кольцевыми теплообменниками. В этих емкостях нефтесодержащие отходы - шламы нагревают до 45-60°С.
Для снижения вязкости и последующего лучшего фазоразделения, нефтесодержащие отходы из емкостей (8) промежуточного подогрева направляют в спиральные паровые теплообменники, предназначенные для окончательного (перед фазоразделением) нагрева нефтешламов до температуры 95-100°С. Затем с помощью насосной станции НС-3 (9) и с использованием винтовых и/или диафрагменных насосов нагретые нефтесодержащие отходы - нефтешламы подают на трехфазную центрифугу (11), обеспечивающую разделение отходов на три фазы: нефтяную и водную фазы, которые собирают в резервуары-накопители нефтяной (12) и водной (13) фаз, снабженные насосами (14) и (15), и твердую фазу, которую направляют в сборник твердой фазы (16). Нефтяную фазу периодически откачивают насосом (14) из резервуара-накопителя (12) в нефтехранилище. Водную фазу, загрязненную небольшим количеством нефтепродуктов и взвешенных веществ, из резервуара (13) откачивают насосом (15) на доочистку и обезвреживание, на очистные сооружения предприятия. Твердую фазу - нефтесодержащий влажный кек - шнековым механизмом (17) выгружают из сборника твердой фазы (16) в приемные, транспортируемые саморазгружающиеся контейнеры (18) и направляют на утилизацию с получением товарных продуктов.
Таким образом, осуществление процесса переработки нефтесодержащих отходов - нефтешламов на предлагаемом "Технологическом комплексе" обеспечивает возможность полной рекультивации ранее отчужденного под пруды - нефтешламонакопители
территории, позволяет дополнительно извлекать и вовлекать в сферу материального производства значительное количество товарной нефти и/или нефтепродуктов и в целом дает возможность обезвреживать нефтешламы от токсичных веществ, переводя отходы в товарные продукты и/или полупродукты. Все это в совокупности улучшает экологическую обстановку в районе работы предприятий нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.