СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТХОДОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ НЕФТЕПРОДУКТАМИ
METHOD FOR NEUTRALISATION OF OIL-CONTAMINATED WASTES

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в различных отраслях, где имеет место образование, хранение, складирование в шламонакопителях нефтесодержащих отходов.
Известен способ обезвреживания отходов, содержащих жидкие или пастообразные углеводороды, включающий подачу в смеситель негашеной извести и до 5 масс.% от веса негашеной извести модификатора триглицерида и распределение их по всей длине смесителя. Затем в смеситель подают отходы, содержащие углеводороды, которые тщательно перемешивают по всей длине смесителя с негашеной известью и модификатором до получения однородной массы, после чего в смеситель для гашения извести подается вода, а процесс перемешивания полученной однородной массы проводят до полного гашения извести, о чем судят по прекращению паровыделения. Полученные в результате перемешивания и химической реакции в смесителе обезвреженные отходы удаляют из смесителя в бункер (см. Технология переработки и утилизации нефтемаслоотходов. В кн. Технология и оборудование для переработки и утилизации нефтесодержащих отходов и нефтешламов. Справочник. Современные Российские технологии. Том 2. Эколайн, Жаров О.А. Ярославль, 2003, с.107-110).
Недостатком данного способа является использование дорогостоящего модификатора и низкое качество обезвреженных отходов.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обезвреживания отходов, содержащих менее 50% жидких и/или пастообразных углеводородов. Способ включает подачу в смеситель негашеной извести и до 5 масс.% от веса негашеной извести модификатора технического жира, распределение их по всей длине смесителя, подачу в смеситель отходов, содержащих углеводороды, перемешивание негашеной извести, модификатора и отходов, содержащих углеводороды, до получения однородной массы, подачу в смеситель воды для гашения извести, перемешивание полученной однородной массы до полного гашения извести, о чем судят по прекращению паровыделения, и удаление из смесителя полученных в результате перемешивания и химической реакции обезвреженных отходов. Причем используют отходы с содержанием менее 50% жидких и/или пастообразных углеводородов. Соотношение между весом отходов и весом негашеной извести применяют в пределах от 1:1 до 1:2, а образовавшуюся во время перемешивания в смесителе пылегазовоздушную смесь направляют в блок очистки смеси, (см. патент РФ №2305116, опубл. 27.08.2011).
Недостатком способа является достаточно большая продолжительность обезвреживания отходов из-за низкой скорости протекания основных химических реакций и невысокое качество продуктов обезвреживания отходов.
Задачей изобретения является создание способа обезвреживания отходов, загрязненных нефтепродуктами, обеспечивающего интенсификацию процесса и повышение степени обезвреживания отходов, загрязненных нефтепродуктами, за счет увеличения скорости основных химических реакций и образования более плотной цементирующей гидрофобной оболочки на продуктах обработки отходов.
Поставленная задача решается тем, что способ обезвреживания отходов, загрязненных нефтепродуктами, включает приготовление сорбента в смесителе, содержащего негашеную известь и модификатор, подачу в смеситель отходов, загрязненных нефтепродуктами и их перемешивание до получения однородной массы, подачу в смеситель воды для гашения извести, перемешивание получаемой однородной массы до полного гашения извести и удаление из смесителя полученных в результате перемешивания и химической реакции обезвреженных отходов. После гашения извести в систему вводят бикарбонат натрия из расчета 4,2-7,5 кг на тонну сорбента, соотношение между сорбентом и отходами применяют из расчета 2-4 кг на 1 кг нефтепродуктов, содержащихся в отходах, в качестве модификатора используют смесь технического жира и метилсиликоната калия, а в состав сорбента дополнительно вводят хлорид магния при следующем соотношении компонентов, масс.%: технический жир - 0,20-2,20; метилсиликонат калия - 0,05-0,12; хлорид магния - 1,10-2,10 и известь негашеная - остальное.
В заявленном способе используют:
- в качестве технического жира жир животный технический по ГОСТ 1045-73, который распространяется на жир, полученный из любых видов животного непищевого сырья, предназначенного для технических целей;
- метилсиликонат калия (ГКЖ-11К) по ТУ 2229-004-71012633-2009 (изготовитель ООО ”РУССИЛ Центр”, г. Новочебоксарск);
- известь негашеная по ГОСТ 9179-77;
- хлорид магния по ГОСТ 7759-73;
- бикарбонат натрия по ГОСТ 2156-76.
При взаимодействии технического жира с негашеной известью образуется триглицерид щелочноземельного металла. А триглицерид щелочноземельного металла совместно с метилсиликонатом калия эффективно активизируют поверхности частиц извести для последующего гидрофобного взаимодействия с углеводородами.
При смешении сорбента с отходами, содержащими нефтепродукты, происходит гашение водой извести с образованием его гидроксида и выделением тепла. В результате этого процесса нефтепродукты равномерно адсорбируются с получением порошкообразного вещества, состоящего из мельчайших гранул. Гранулы представляют собой вначале известковые оболочки-капсулы, содержащие силоксановые молекулярные цепочки, в которые заключены частицы отходов с нефтепродуктами. Затем постепенно за счет карбонизации гидроксида кальция углекислым газом из воздуха образуется карбонат кальция и оболочка переходит в более прочное состояние. Полученные обезвреженные продукты достаточно гидрофобны из-за использования комплексного гидрофобизатора, имеют высокую плотность и однородный состав. Продукты обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, с успехом могут быть использованы, в частности, при дорожном строительстве и прокладке трубопроводов для их изолирования от почв.
При введении в систему бикарбоната натрия образуются центры кристаллизации для интенсивного поглощения углекислого газа из воздуха и превращения гидроксида кальция в карбонатное состояние. Причем взаимодействие бикарбоната натрия с гидроксидом кальция, образующегося после гашения извести и повышения температуры смеси, проходит через стадию образования углекислого газа. Последний реагирует с метилсиликонатом калия и способствует процессу полимеризации силиконатов. При уменьшении расхода бикарбоната натрия менее 4,2 кг на тонну сорбента не обеспечивается получение необходимого эффекта для интенсификации процессов образования конечных продуктов, а при увеличении более 7,5 кг на тонну сорбента повышается расход реагента.
Соотношение сорбента и отходов, принятое из расчета 2-4 кг на 1 кг нефтепродуктов, содержащихся в отходах, обеспечивает требуемое качество продуктов переработки нефтесодержащих отходов.
Введение в состав сорбента хлорида магния в количестве 1,10-2,10 масс.% и метилсиликоната калия в количестве 0,05-0,12 масс.% приводит к образованию более плотного цементирующего слоя оболочек-капсул за счет внедрения ионов магния в его кристаллическую структуру и появления силоксановых молекулярных цепочек. При снижении их концентраций ниже предельных значений не обеспечивается получение качественного продукта обезвреживании отходов, увеличение их концентраций выше предельных значений приводит к перерасходу реагентов.
При введении в состав сорбента технического жира в количестве 0,20-2,20 масс.% совместно с метилсиликонатом калия обеспечивается гидрофобизация поверхности частиц извести для последующего гидрофобного взаимодействия с углеводородами нефти и получаемой продукции в целом.
Примеры конкретного осуществления способа.
Для обезвреживания использовался грунт внутренней обваловки шламового амбара с производственной площадки, содержащий 24 масс.% нефти.
Для его обезвреживания вначале в смесителе готовят сорбент, для чего загружают расчетные количества негашеной извести, технического жира, метилсиликоната калия и хлорид магния при следующем соотношении компонентов, масс.%: технический жир - 0,20-2,20; метилсиликонат калия - 0,05-0,12; хлорид магния - 1,10-2,10 и известь негашеная - остальное и перемешивают.
Затем в смеситель подают загрязненные нефтепродуктами отходы из расчета 1 кг нефтепродуктов, содержащихся в отходах, на 2-4 кг сорбента и смесь перемешивают до получения однородной массы.
После в смеситель подают воду для гашения извести и массу перемешивают до полного ее гашения.
После гашения извести в систему вводят бикарбонат натрия из расчета 4,2-7,5 кг на тонну сорбента.
Далее обезвреженные продукты, полученные в результате перемешивания и химических реакций, удаляют из смесителя и направляют на склад готовой продукции или потребителю.
Образцы проб переработанного продукта выдерживались в течение 12 и 24 часов и обрабатывались водой для определения степени обезвреживания нефтепродуктосодержащих отходов с получением водной вытяжки, которая анализировалась на химическое потребление кислорода ХПК и содержание углеводородов.
Результаты исследований продуктов переработки приведены в таблице. Как видно из таблицы, эффективность обезвреживания нефтезагрязненных отходов по предлагаемому способу достаточна высока, процесс проходит интенсивно, результат достигается уже в первые 12 часов выдержки продуктов переработки. Содержание углеводородов в водной вытяжке переработанного продукта по предлагаемому способу в 2,7-6,2 раза ниже, чем в водной вытяжке, полученной по прототипу, и не превышает предельно допустимой концентрации, значения ХПК ниже почти в 1,5 раза.
Таблица
Результаты исследований обработанных образцов проб пород
№ п/п
Наименование
Состав сорбента, масс.%
Расход NaHCO<sub>3</sub>, кг/кг сорбента
Время выдержки, час
Результаты анализа водной вытяжки, показатель,
Жир технический
Метилсиликонат калия
Хлорид магния
pH
ХПК, мг/кг
Углеводороды, мг/кг
1
Образец 1 (исходный)
-
-
-
7,7
14850
314,8
2
Образец 1 (прототип)
2,8
-
-
-
12
11,8
5680
3,1
3
Образец 2
0,2
0,05
1,1
4,2
12
11,7
3800
0,6
4
Образец 3
1,5
0,08
1,5
6,1
12
11,1
3600
0,5
5
Образец 4
2,2
0,12
2,1
7,5
12
11,5
3500
0,5
6
Образец 1 (прототип)
2,8
-
-
-
24
11,6
4500
1,1
7
Образец 2
0,2
0,05
1,1
4,2
24
11,3
3100
0,5
8
Образец 3
1,5
0,08
1,5
6,1
24
10,9
3050
0,4
9
Образец 4
2,2
0,12
2,1
7,5
24
11,2
3000
0,4