УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ В ЖИДКОЕ ДИСПЕРСНОЕ ТОПЛИВО
APPARATUS FOR PROCESSING HYDROCARBON-CONTAINING WASTES INTO LIQUID DISPERSED FUEL

Изобретение относится к области переработки и утилизации углеводородсодержащих отходов, в частности, предназначено для удаления избытка влаги из исходной углеводородной смеси и приготовления устойчивой дисперсной смеси, используемой затем в качестве жидкого топлива или добавок к жидкому топливу.
Наиболее простым способом разделения углеводородсодержащих отходов, представляющих собой смесь воды и углеводородов, является отстаивание. При отстаивании смесь расслаивается на две фракции, верхняя из которых представляет собой, преимущественно, углеводороды, а нижняя - преимущественно, воду. В силу того, что при обычном отстаивании разделение на воду и углеводороды является далеко не полным, каждая из полученных фракций нуждается в значительной дополнительной очистке: верхняя фракция - от примеси воды, а нижняя - от примеси углеводородов. Углеводороды, полученные после операции отстаивания, не могут быть использованы в качестве топлива вследствие высокого содержания в них воды.
Известна установка для переработки судовых нефтесодержащих вод и нефтесодержащих вод береговых предприятий, включающая цистерны-отстойники, магнитный сетчатый фильтр для фильтрации отстоянного нефтепродукта, нагреватели, сепараторы, фильтр-влагоотделитель, заполненный поливинилформалем, ионообменную колонку, дозатор присадки - ингибитора коррозии (SU 1810379).
Известная установка достаточно дорога вследствие того, что фильтры и ионообменная колонка имеют ограниченный ресурс, после выработки которого они нуждаются в замене или регенерации.
Известна также установка для переработки смеси отработанных нефтепродуктов в жидкое дисперсное топливо, включающая отстойники с нагревателями - емкости первого расслоения и емкости второго расслоения, центробежный и гравитационный сепараторы, емкость для эмульгатора, сообщающуюся с емкостью второго расслоения (RU 2180909).
Недостатком известной установки является невозможность ее использования для таких отходов, как смеси обводненных отработанных нефтепродуктов в системах очистки сточных вод нефтебаз, морских и речных портов, локомотивных депо, станциях техобслуживания автомобилей, имеющих значительные загрязнения неорганического характера, а также длительность и, соответственно, дороговизна процесса очистки.
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является известная установка для переработки углеводородсодержащих отходов в жидкое дисперсное топливо, включающая блок фильтров механической очистки и блок гомогенизации (RU 2256695).
Работа известной установки заключается в следующем. Нефтяные остатки, отработанные нефтепродукты, углеводородные компоненты, воду или водосодержащие компоненты 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 фильтрации 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 нагретую воду или 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 композиционное водо-мазутное топливо.
Недостатком известной установки является сложность технологического оформления процесса переработки в виду необходимости наличия отдельных узлов подготовки и дозирования каждого компонента, а также наличие большого количества воды в конечном продукте ввиду отсутствия блока расслоения.
Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в устранении указанных недостатков.
Технический результат заключается в упрощении технологии процесса и в снижении содержания воды в конечном продукте, что позволяет использовать его для получения энергии при сжигании на различных установках.
Указанный технический результат достигается тем, что установка для переработки углеводородсодержащих отходов в жидкое дисперсное топливо, включающая блок фильтров механической очистки и блок гомогенизации, дополнительно содержит блок расслоения и блок управления, причем блок расслоения включает распределитель, гидрофобный фильтр и карманы для сбора обезвоженных углеводородов и очищенной от углеводородов 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 состоит 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.
Блок фильтров механической очистки обеспечивает отделение частиц загрязнений неорганической природы, которых особенно много в обводненных отработанных углеводородах, взятых из систем очистки сточных вод территорий нефтебаз, морских и речных портов, локомотивных депо, станций техобслуживания автомобилей и заводских территорий.
Блок гомогенизации обеспечивает усреднение технологических характеристик предварительно обезвоженных углеводородов и предотвращает их расслаивание. Процесс гомогенизации повышает устойчивость энергетического дисперсного топлива, что позволяет использовать его для получения энергии при сжигании на различных установках.
Гомогенизация заключается в интенсивном перемешивании, основанном на эффекте «микровзрыва». «Микровзрыв» происходит в результате пульсирующего продавливания нефтепродуктов 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 воды и кармана сбора углеводородов при отключенном блоке гомогенизации, а также обеспечивает автоматическое включение блока гомогенизации при наполнении кармана сбора обезвоженных углеводородов и автоматическое выключение блока гомогенизации при минимальном уровне углеводородов в кармане сбора углеводородов.
Блок расслоения, содержащий распределитель, гидрофобный фильтр и карманы для сбора обезвоженных углеводородов и очищенной от углеводородов воды, 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 слой происходит разделение воды и углеводородов и переход их в соответствующий слой.
Возможно использование гидрофобного фильтра, например, марки ТС.ГФ. Гидрофобный фильтр представляет собой емкость с двумя слоями жидкости: фильтрующим слоем углеводородов («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.
При работе со стойкими водно-углеводородными эмульсиями возможно предварительное разрушение их в блоке деэмульгирования специальными веществами - деэмульгаторами, например типа ТМС «Н» и ТМС «ЛХ», в сочетании с прогревом до 40-50°С с использованием, например, станции подогрева марки ФЖТ-360. Блок деэмульгирования устанавливается перед блоком фильтров механической очистки.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ
Переработка смеси осуществляется по следующей схеме:
Исходная смесь подается через вводную трубу 1 (фиг.1-4) в блок фильтров механической очистки 2. Затем очищенная от механических примесей смесь подается на распределитель 3, разделяющий смесь на капли в слой «нефти» гидрофобного фильтра. При движении в слое «нефти» происходит фильтрация капель обводненной смеси, в результате которой нефтепродукты остаются в слое, а вода проходит в нижележащий слой воды. В слое воды идет процесс дальнейшего расслоения в результате отстаивания с выносом остатков нефтепродуктов в слой нефти и осаждении тяжелых примесей на дно фильтра.
Из слоя «нефти» самотеком через нефтеприемник 4 излишки нефтепродуктов удаляются в карман нефтепродукта 5 для сбора обезвоженного шлама. Из кармана нефтепродукта шлам подается в блок переработки 6 для его гомогенизации и отведения из установки.
Очищенная от нефтепродуктов вода трубопроводом с муфтой регулирующей 7 отводится из слоя в карман воды 8 и далее на доочистку через патрубок 9.
Скапливающиеся на дне основной емкости 10 гидрофобного фильтра осадки периодически удаляются через вентиль очистки 11.
Управление установкой осуществляется с пульта 12.