переработка нефтешлама в мазут – cccp-online.ru

переработка нефтешлама в мазут

Способ и технологическая установка переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов

Владельцы патента RU 2435831:

Изобретение относится к переработке стойких нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов. Способ переработки заключается в подготовке нефтешламов, получении и откачке топочного мазута, при этом нефтешлам прокачивают через пароподогреватель, где нагревают водяным паром до температуры 40 – 140°С, подогретый нефтешлам отстаивают до содержания в нем воды не более 50 мас.%, проводят дезинтегрирование нефтешлама, в дезинтеграторе нефтешлам смешивают со стабилизатором (мазутом марки М-100), получают гомогенный полидисперсный продукт 5-15 мкм вода-нефть, которую отстаивают и откачивают как топочный мазут. Также предложена установка переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов. Технический результат – быстрая и качественная подготовка нефтешламов, увеличение доли переработки нефтешламов, мобильность установки, быстрая установка на полигоне и на промышленной площадке НПЗ, сокращение времени на монтажные и пуско-наладочные работы. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии утилизации устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, которые образуются при длительном хранении в амбарах, искусственных озерах, а также в условиях действующих нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий. Изобретение направлено на создание способа и технологической установки для переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов в любых климатических условиях при температуре окружающей среды от -30 до +45°С.

Известна технология получения топливной композиции на основе тяжелой нефтяной фракции с добавлением нефтешлама путем смешения отделенного от механических примесей более 200 мкм и избытка воды, после чего смесь подвергают эмульгированию, при этом содержание нефтешлама в смеси составляет 1-50% (патент RU 2030447, С L 1/32 10.03.1995 г.). Общим для известной технологии и предлагаемого способа является то, что состав топливной композиции включает тяжелую нефтяную фракцию и нефтешламы, а также предварительное удаление механических примесей и избытка воды перед смешиванием компонентов композиции. Недостатки известного способа: низкая подготовка нефтешламов, степень эффективности работы гидроциклона по очистке минеральных примесей около 20-30%, сложность отделения воды и механических примесей от нефтешламов при плотности нефтепродукта около 0,95 и выше.

Известна технология получения топливной композиции на основе нефтешлама с тяжелой нефтяной фракцией путем смешения отделенного от грубых механических примесей и воды. Нефтешлам нагревается до 70-80°С и подвергается эмульгированию. После эмульгирования нефтешлам смешивается с тяжелой нефтяной фракцией (патент RU 2078119, C10L 1/32 от 27.04.1997 г.). Общим для известной технологии и предлагаемого способа является то, что состав топливной композиции включает нефтешлам и тяжелую нефтяную фракцию и нагревание и эмульгирование нефтешлама перед смешиванием компонентов композиции. Недостатком известной технологии является длительный процесс подготовки нефтешламов, а также сложность получения однородной смеси нефтешлама с мазутом в резервуаре товарного парка.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому способу является технология получения топливной композиции, описанная в патенте RU 2252244, С10L 1/32, С10L 1/04 от 02.07.2003 г. Получаемая композиция содержит 1-7% ловушечного нефтепродукта, 3-9% тяжелого газойля каталитического крекинга, либо тяжелого газойля замедленного коксования, либо тяжелой пиролизной смолы, либо кубового остатка производства бутиловых спиртов и остальное топочный мазут. Композицию получают путем предварительного смешивания 10-70% ловушечного нефтепродукта с 30-90% тяжелого газойля каталитического крекинга, либо тяжелого газойля замедленного коксования, либо тяжелой пиролизной смолы, либо кубового остатка производства бутиловых спиртов при температуре 20-70°С. Полученную смесь затем смешивают с топочным мазутом при температуре 25-50°С с получением количественного состава вышеуказанной топливной композиции.

Недостаток полученной по этой технологии топливной композиции связан с использованием тяжелого газойля замедленного коксования, тяжелой пиролизной смолы, кубовый остаток бутиловых спиртов и заключается в:

– ограниченном количестве отходов ТГЗК, ТПС, КОБС (стабилизаторы);

– при смешении стабилизаторов уменьшается количество переработанного нефтешлама.

Недостатками способа являются:

– необходимость использовать дополнительное оборудование, из-за чего усложняется технологическая схема;

– весь перечень стабилизаторов возможен только на (НПЗ) нефтеперерабатывающем заводе;

– установка стационарная и для использования в другом регионе необходимы большие капитальные вложения;

Известна установка для термической переработки нефтешламов (патент RU 2229060, опубл. 21.02.2007 г.), содержащая загрузочный бункер, камеру пиролиза, сообщенную с камерой сгорания, систему подачи воздуха в камеры и патрубки отвода газообразных продуктов горения, вытяжной вентилятор. В процессе работы установки перерабатывается нефтешлам. Недостатком данного устройства является уничтожение углеводородного сырья, при этом не обеспечивается безопасность загрязнения атмосферы дымовыми газами из-за использования металлических стружек, которыми заполнен нейтрализатор.

Известна установка по утилизации обводненного нефтепродукта (патент RU 2214298, опубл. 20.10.2003 г.), которая содержит сырьевую и реагентные емкости, соединенные через насос с емкостью обезвоживания, которая подсоединена к сепаратору и котлу. Емкость обезвоживания размещена над котлом, соединенным через ректификационную колонну с сепаратором и нагревательной печью, при этом топочные горелки котла и нагревательной печи соединены с сепаратором и ректификационной колонной, а котел через дополнительный сепаратор соединен с реагентной емкостью. Общим для известного устройства и предлагаемого изобретения является то, что в процессе работы установки перерабатывается обводненный нефтепродукт – нефтешлам. Недостатком данного устройства является ее ограниченность, невозможность перерабатывать тяжелые нефтешламы. Установка неработоспособна в полевых условиях, можно эксплуатировать только на НПЗ, предъявляется повышенное требование к качеству нефтешламов.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому устройству является установка для переработки нефтешлама (патент РФ RU 2293817, опубл. 20.02.2007 г.). Установка содержит насос, паропроводы, трубопроводы, котельную для подготовки пара, амбар, связанный с трубопроводом с узлами накопления и переработки нефтешлама и его компонентов и далее с помощью насосов, емкостей и трубопроводов дискретно с емкостями колесного транспорта. Общим для аналога и предлагаемого устройства является сбор и переработка загустевшей нефти в любых климатических условиях при температуре окружающей среды от -25°С до +45°С. Недостатком данного устройства является незаконченный технологический цикл, так как термоотстоем невозможно освободиться от устойчивых эмульсий, которые содержатся в нефтешламах. При освобождении устойчивых эмульсий с помощью деэмульгатора себестоимость переработки нефтешламов возрастает в два раза.

Технической задачей заявляемого изобретения является:

– быстрая и качественная подготовка нефтешламов;

– уменьшение отрицательного воздействия на окружающую среду;

– увеличение доли переработки нефтешламов:

– мобильность установки, быстрая установка как на полигоне, так и на промышленной площадке, НПЗ;

– сокращение времени на монтажные, пуско-наладочные работы.

Все технические преимущества данной установки обусловлены тем, что все основное оборудование смонтировано в трех контейнерах. В первом контейнере – узел забора нефтешлама. Во втором контейнере – насосная. В третьем контейнере – дезинтеграторная. Остальная часть установки которая состоит из емкостного оборудования и включая в себя узел приема и хранения нефтешламов, узел приема и хранения мазута (стабилизатор), узел приема и хранения топочного мазута завозится одновременно с основным оборудованием на полигон. На месте установки оборудования производятся монтажные работы по соединению всех узлов с помощью трубопроводов которые присоединяют к фланцам. На всех контейнерах для быстроты монтажных работ, на выведенных штуцерах с фланцами за стенку контейнера нанесена маркировка с указанием направления потока и название продукта. На емкостях предусмотрены свои фланцевые соединения.

Поставленную задачу решают за счет того, что предлагается способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающий подготовку нефтешламов, которую проводят следующим образом: смесь нефтешламов и стабилизатора (мазут марки М-100) утилизируют компаундированием в топочный мазут, для чего используют дезинтегратор, где происходит образование гомогенного полидисперсного продукта 5-15 мкм вода-нефть, мазутом дополнительно стабилизируют водно-нефтяную эмульсию, нефтешлам закачивают насосом из амбара и прокачивают через пароподогреватель, где нагревают подаваемым в межтрубное пространство водяным паром до температуры 40 -140°С и проводят дезинтегрирование. Дезинтегрирование проводят по схеме: насосом 10 качается стабилизатор из емкости 19 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13, 14. Параллельно (или одновременно) насосом 12 качается нефтешлам из емкости 6 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13,14. Где проходит первичное смешивание стабилизатора и нефтешлама с последующей подачи смеси через дезинтегратор в емкость 15.

При этом расход нефтешлама, подаваемого на дезинтегратор, контролируют диафрагмой и регулируют клапаном. Мазут марки М-100 (стабилизатор) подается по трубопроводу в емкость 19. Такая схема предусмотрена при работе установки на промышленной площадке, подвоз мазута автотранспортом осуществляется при работе в полевых условиях. Уровень в емкости контролируется уровнемером, температура продукта в емкости контролируется термопарой. В случае если температура продукта будет ниже 40°С, включается схема циркуляции: из емкости 19 насосом 10, 11 прокачивается мазут через пароподогреватель 7 в емкость 19. Из емкости 19 стабилизатор подается на смешение с нефтешламом в приемный трубопровод дезинтегратора 13, 14 и далее на дезинтегрирование. Насос 11 обвязан по двум потокам и является резервным для насосов 10, 12. Дезинтеграторы обвязаны по схеме таким образом, что они могут работать параллельно или последовательно в зависимости от получаемого продукта. Установка для реализации способа состоит из следующих узлов:

1. Узел забора нефтешламов состоит из насосного оборудования, которое предназначено для забора нефтешламов из амбаров и включает насосы, и теплообменник для разогрева перекачиваемого нефтешлама (все оборудование смонтировано в ж/д контейнере).

2. Узел приема и хранение нефтешламов представляет собой емкостное оборудование, которое предназначено для первичной подготовки нефтешламов.

3. Узел приема и хранение для мазута марки М-100 (стабилизатор) предназначен для хранения мазута, который используется в технологическом процессе по переработке нефтешламов.

4. Насосная состоит из насосного оборудования, которое предназначено для перекачки стабилизатора, подготовленного нефтешлама, компонента топочного мазута (все оборудование смонтировано в ж/д контейнере).

5. Дезинтеграторная состоит из дезинтегратора, где происходит переработка нефтешламов, и насоса по откачке топочного мазута (все оборудование смонтировано в ж/д контейнере).

6. Узел приема и хранение мазута состоит из емкостного оборудования, которое предназначено для временного хранения готового нефтепродукта, где производится паспортизация и подготовка к транспортировки нефтепродукта.

На Фиг.1 представлена технологическая установка переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, где:

1 – узел приема нефтешлама из амбара;

2 – узел сброса подтоварной воды;

3 – насос Н-1 по закачке нефтешлама;

4 – узел приема мазута марки М-100 (стабилизатора) из емкости Е-2;

5 – узел откачки топочного мазута;

7 – пароподогреватель Т-1;

8 – узел подачи пара на установку;

9 – выход парового конденсата с установки;

13 – дезинтегратор Д-1;

14 – дезинтегратор Д-2;

16 – емкость Е-4,5;

Рассмотрим работу установки для осуществления способа переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающего подготовку нефтешламов, получение и откачку технологического мазута.

Подготовка нефтешламов – технология утилизации смеси нефтешламов и стабилизатора (мазут марки М-100) компаундированием в мазут с использованием дезинтегратора, предназначенного для создания гомогенного полидисперсного продукта. Мазут дополнительно стабилизирует водно-нефтяную эмульсию вследствии плотности, близкой к плотности воды, и содержащихся в них конденсированных ароматических, олефиновых и диеновых углеводородов. Нефтешлам закачивается насосом 3 из амбара и прокачивается через пароподогреватель 7, где нагревается водяным паром, подаваемым в межтрубное пространство, до температуры 40-140°С. Нагретый нефтешлам поступает в емкость 6. Паровой конденсат после пароподогревателя направляется через конденсатор-отводчик и подается на обогрев бытовых помещений, спутников, регулирование ведется на узле гребенки. Охлажденный паровой конденсат возвращается для повторного нагрева. Для отделения воды и механических примесей нефтешлам подается в емкость 6 расходом до 16 м 3 /ч. Расход контролируется диафрагмой и регулируется клапаном. При заполнении емкости 6 до 80% объема подача нефтепродукта прекращается. Уровень в емкости измеряется уровнемером. При достижении предельных значений 10% или 80% уровня емкости срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной. Температура в емкости регулируется термопарой. В емкости 6 дренирование воды и регулирование уровня осуществляются вручную.

Для определения качества нефтешламов выполняются анализы проб, составленных из точечных проб, отобранных из трех уровней емкости (верх – середина – низ), согласно ГОСТ 2517-85. Процесс отстаивания нефтепродукта и выделение из него водной фракции интенсивнее происходит при температуре 40-90°С. Если температура нефтешлама в емкости 6 ниже 40°С, то включается схема циркуляции: из емкости 6 насосом 11, 12 через пароподогреватель 7 обратно в емкость 6. Циркуляция проводится до достижения температуры нефтешламов 40-90°С, после чего циркуляция прекращается. Для интенсивного смешивания и быстрой подготовки нефтешламов в емкость был установлен маточник. Маточник представляет собой трубу, которая расположена по всей длине в нижней части емкости с перфорированными отверстиями под углом 45°, диаметр количеств отверстий соответствует общему диаметру коллектора. Емкость 6 ставится на отстой не менее 8 часов для усреднения нефтешламов и максимально возможного удаления воды – дренирования и проведения анализа качества объединенной пробы нефтешлама, отобранной по ГОСТ 2517-85 на содержание воды. Технологические операции по циркуляции, дренированию воды из нефтешламов могут производиться неоднократно до получения положительных результатов анализов нефтешламов (содержание воды не более 50 мас.%).

После отстоя нефтешлама в емкости 6 производится дренирование отстоявшейся воды либо в канализацию стоков, если установка стоит на промышленной площадке или на НПЗ, либо в емкость дополнительного отстоя 18 вместе с механическими примесями и эмульсией для дальнейшего отстоя и подрезки воды из емкости. Уровень в емкости дополнительного отстоя 18 контролируется уровнемером, температура – термопарой и все выведено на щит в операторной.

Получение и откачка технологического мазута – подготовленный нефтешлам поступает на прием насоса 11, 12 и подается на дезинтегрирование по схеме: насосом 10 качается стабилизатор из емкости 19 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13,14. Параллельно (или одновременно) насосом 12 качается нефтешлам из емкости 6 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13,14. Где проходит первичное смешивание стабилизатора и нефтешлама с последующей подачи смеси через дезинтегратор в емкость 15. Расход нефтешлама, подаваемого на дезинтегратор, составляет (2-3 м 3 /ч) и контролируется диафрагмой и регулируется клапаном.

Стабилизатор подается по трубопроводу в емкость 19. Такая схема предусмотрена при работе установки на промышленной площадке, подвоз мазута автотранспортом осуществляется при работе в полевых условиях. Уровень в емкости контролируется уровнемером, температура продукта в емкости контролируется термопарой. В случае если температура продукта будет ниже 40°С, то включается схема циркуляции: из емкости 19 насосом 10, 11 прокачивается мазут через пароподогреватель 7 в емкость 19. Из емкости 19 стабилизатор подается на смешение с нефтешламом в приемный трубопровод дезинтегратора 13, 14 и далее на дезинтегрирование. Насос 11 обвязан по двум потокам и является резервным для насосов 10, 12. Дезинтеграторы обвязаны по схеме таким образом, что они могут работать параллельно или последовательно в зависимости от получаемого продукта.

Количество стабилизатора (6-9 м 3 /ч), поступающего на смешение с нефтешламом, контролируется диафрагмой и регулируется клапаном. Соотношение стабилизатора к нефтешламу выбирается, исходя из качества получаемого компонента технологического мазута после дезинтегратора 13, 14. Расчетное соотношение стабилизатора к нефтешламу составляет 3:1. В дезинтеграторе методом ударной обработки происходит образование гомогенного полидисперсного продукта – компонент топочного мазута. При заполнении емкости 15 отбирается средняя проба с трех уровней в соотношении 1:3:1 согласно ГОСТ 2517-85 для определения требуемых показателей качества. (1:3:1) – одна проба отбирается с верхней части емкости, три пробы отбираются с середины емкости и одна проба с нижней части емкости. Все пробы смешиваются и делается усредненный анализ.

Емкость 15 оборудована уровнемером, при достижении 10% или 80% уровня гомогенного нефтепродукта в емкости срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной. Температура контролируется термопарой. При заполнении емкости 15 производится отстой компонента топочного мазута с последующим отбором проб для определения содержания влаги и стабильности, составленной из проб, отобранных из трех уровней (верх, середина, низ) согласно ГОСТ 2517-85. Если по результатам анализов будет выявлено нарушения по влаге или стабильности, то собирается схема по перекачке технологического мазута из емкости 15 насосом 10, 11 в одну из емкостей 16, выбранную под хранение некондиционного продукта, не останавливая откачку технологического мазута с установки. Из выбранной емкости некондиционный мазут направляется на повторное дезинтегрирование. При получении положительных результатах анализов в емкости 15 собирается схема по откачке технологического мазута с установки. Расход стабилизатора на смешение с некондиционным компонентом топочного мазута выбирается исходя из содержания в нем воды. В случае нарушения только стабильности получаемого компонента топочного мазута проводится повторное его дезинтегрирование без добавления стабилизатора. Готовый компонент топочного мазута из емкости 15 насосом 10, 11 перекачивается в емкость 16 с последующей откачкой насосом 17 в топочный мазут.

Для предотвращения попадания нефтепродукта в канализацию или на землю на установке имеется емкость 18. В систему закрытого дренирования входят линии опорожнения аппаратов и трубопроводов при подготовке к ремонту, дренирование подтоварной воды из емкостей и от сальников насосов. По мере заполнения емкости 18 производится откачка нефтепродукта насосом 12 в емкость 6, а подтоварная вода сбрасывается в стоки ЭЛОУ или вывозится специальным транспортом.

1. Способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающий подготовку нефтешламов, получение и откачку топочного мазута, отличающийся тем, что подготовку нефтешламов проводят следующим образом: нефтешлам прокачивают через пароподогреватель, где нагревают водяным паром до температуры 40-140°С, подогретый нефтешлам отстаивают до содержания в нем воды не более 50 мас.%, проводят дезинтегрирование нефтешлама, в дезинтеграторе нефтешлам смешивают со стабилизатором (мазутом марки М-100), получают гомогенный полидисперсный продукт 5-15 мкм вода-нефть, которую отстаивают и откачивают как топочный мазут.

2. Установка переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов по способу п.1, состоящая из следующих узлов: смонтированного в железнодорожном контейнере узла забора нефтешламов, состоящего из насосного оборудования для забора нефтешламов из амбаров, насосов и теплообменника для разогрева перекачиваемого нефтешлама; узла приема и хранения нефтешламов, представляющего собой емкостное оборудование, предназначенное для первичной подготовки нефтешламов; узла приема и хранения стабилизатора (мазута марки М-100); смонтированного в железнодорожном контейнере насосного оборудования, предназначенного для перекачки мазута, подготовленного нефтешлама и компонента топочного мазута; смонтированную в железнодорожном контейнере дезинтеграторную, состоящую из дезинтегратора для переработки нефтешламов и насоса по откачке топочного мазута; узла приема и хранения топочного мазута.

Комбинированные методы утилизации нефтешламов применяют в большинстве случаев тогда, когда максимальный экономический эффект можно достичь только при помощи одновременного применения нескольких методов. В качестве примера можно привести схему комплексной утилизации нефтешлама компании EISENMANN с применением 3-х фазного сепаратора для получения товарной нефти, переработкой твердых отходов в золу во вращающейся трубной печи и системой фильтрации отходящих газов и сточных вод (Источник: EISENMANN).

На рис. 4.1 представлен способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающий подготовку нефтешламов, которую проводят следующим образом: смесь нефтешламов и стабилизатора (мазут марки М-100) утилизируют компаундированием в топочный мазут, для чего используют дезинтегратор, где происходит образование гомогенного по- лидисперсного продукта 5-15 мкм вода-нефть, мазутом дополнительно стабилизируют водно-нефтяную эмульсию, нефтешлам закачивают насосом из амбара и прокачивают через пароподогреватель, где нагревают подаваемым в межтрубное пространство водяным паром до температуры 40 -140°С и проводят дезинтегрирование. Дезинтегрирование проводят по схеме: насосом 10 качается стабилизатор из емкости 19 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13, 14. Параллельно (или одновременно) насосом 12 качается нефтешлам из емкости 6 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13, 14, где проходит первичное смешивание стабилизатора и нефтешлама с последующей подачи смеси через дезинтегратор в емкость 15.

Рис. 4.1. Технологическая установка переработки устойчивых нефтяных эмульсий

и застарелых нефтешламов:

1 – узел приема нефтешлама из амбара; 2 – узел сброса подтоварной воды;

3 – насос Н-1 по закачке нефтешлама;

4 – узел приема мазута марки М-100 (стабилизатора) из емкости Е-2;

5 – узел откачки топочного мазута; 6 – емкость Е-1 ;7 – пароподогреватель Т-1;

8 – узел подачи пара на установку; 9 – выход парового конденсата с установки;

10 – насос Н-2; 11 – насос Н-3; 12 – насос Н-4; 13 – дезинтегратор Д-1;

14 – дезинтегратор Д-2; 15 – емкость Е-3; 16 – емкость Е-4,5; 17 – насос Н-5;

18 – емкость Е-6; 19 – емкость Е-2

При этом расход нефтешлама, подаваемого на дезинтегратор, контролируют диафрагмой и регулируют клапаном. Мазут марки М-100 (стабилизатор) подается по трубопроводу в емкость 19. Такая схема предусмотрена при работе установки на промышленной площадке, подвоз мазута автотранспортом осуществляется при работе в полевых условиях. Уровень в емкости контролируется уровнемером, температура продукта в емкости контролируется термопарой. В случае если температура продукта будет ниже 40°С, включается схема циркуляции: из емкости 19 насосом 10, 11 прокачивается мазут через пароподогреватель 7 в емкость 19. Из емкости 19 стабилизатор подается на смешение с нефтешламом в приемный трубопровод дезинтегратора 13, 14 и далее на дезинтегрирование. Насос 11 обвязан по двум потокам и является резервным для насосов 10, 12. Дезинтеграторы обвязаны по схеме таким образом, что они могут работать параллельно или последовательно в зависимости от получаемого продукта. Установка для реализации способа представлена следующими узлами:

1. Узел забора нефтешламов состоит из насосного оборудования, которое предназначено для забора нефтешламов из амбаров и включает насосы, и теплообменника для разогрева перекачиваемого нефтешлама (все оборудование смонтировано в ж/д контейнере).

2. Узел приема и хранения нефтешламов представляет собой емкостное оборудование, которое предназначено для первичной подготовки нефтешламов.

3. Узел приема и хранения для мазута марки М-100 (стабилизатор) предназначен для хранения мазута, который используется в технологическом процессе по переработке нефтешламов.

4. Насосная состоит из насосного оборудования, которое предназначено для перекачки стабилизатора, подготовленного нефтешлама, компонента топочного мазута (все оборудование смонтировано в ж/д контейнере).

5. Дезинтеграторная состоит из дезинтегратора, где происходит переработка нефтешламов, и насоса по откачке топочного мазута (все оборудование смонтировано в ж/д контейнере).

6. Узел приема и хранения мазута состоит из емкостного оборудования, которое предназначено для временного хранения готового нефтепродукта, где производится паспортизация и подготовка к транспортировке нефтепродукта.

Рассмотрим работу установки для осуществления способа переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающего подготовку нефтешламов, получение и откачку технологического мазута.

Подготовка нефтешламов – технология утилизации смеси нефтешламов и стабилизатора (мазут марки М-100) компаундированием в мазут с использованием дезинтегратора, предназначенного для создания гомогенного поли- дисперсного продукта. Мазут дополнительно стабилизирует водно-нефтяную эмульсию вследствие плотности, близкой к плотности воды, и содержащихся в них конденсированных ароматических, олефиновых и диеновых углеводородов. Нефтешлам закачивается насосом 3 из амбара и прокачивается через пароподогреватель 7, где нагревается водяным паром, подаваемым в межтрубное пространство, до температуры 40-140°С. Нагретый нефтешлам поступает в емкость 6. Паровой конденсат после пароподогревателя направляется через конденсатор-отводчик и подается на обогрев бытовых помещений, спутников, регулирование ведется на узле гребенки. Охлажденный паровой конденсат возвращается для повторного нагрева. Для отделения воды и механических примесей нефтешлам подается в емкость 6 расходом до 16 м 3 /ч. Расход контролируется диафрагмой и регулируется клапаном. При заполнении емкости 6 до 80% объема подача нефтепродукта прекращается. Уровень в емкости измеряется уровнемером. При достижении предельных значений

10% или 80% уровня емкости срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной. Температура в емкости регулируется термопарой. В емкости 6 дренирование воды и регулирование уровня осуществляются вручную.

Для определения качества нефтешламов выполняются анализы проб, составленных из точечных проб, отобранных из трех уровней емкости (верх – середина – низ), согласно ГОСТ 2517-85. Процесс отстаивания нефтепродукта и выделение из него водной фракции интенсивнее происходит при температуре 40-90°С. Если температура нефтешлама в емкости 6 ниже 40°С, то включается схема циркуляции: из емкости 6 насосом 11, 12 через пароподогреватель 7 обратно в емкость 6. Циркуляция проводится до достижения температуры нефтешламов 40-90°С, после чего циркуляция прекращается. Для интенсивного смешивания и быстрой подготовки нефтешламов в емкость был установлен маточник. Маточник представляет собой трубу, которая расположена по всей длине в нижней части емкости с перфорированными отверстиями под углом 45°, диаметр количеств отверстий соответствует общему диаметру коллектора. Емкость 6 ставится на отстой не менее 8 часов для усреднения нефтешламов и максимально возможного удаления воды – дренирования и проведения анализа качества объединенной пробы нефтешлама, отобранной по ГОСТ 2517-85 на содержание воды. Технологические операции по циркуляции, дренированию воды из нефтешламов могут производиться неоднократно до получения положительных результатов анализов нефтешламов (содержание воды не более 50 мас.%).

После отстоя нефтешлама в емкости 6 производится дренирование отстоявшейся воды либо в канализацию стоков, если установка стоит на промышленной площадке или на НПЗ, либо в емкость дополнительного отстоя 18 вместе с механическими примесями и эмульсией для дальнейшего отстоя и подрезки воды из емкости. Уровень в емкости дополнительного отстоя 18 контролируется уровнемером, температура – термопарой, и все выведено на щит в операторной.

Получение и откачка технологического мазута – подготовленный нефтешлам поступает на прием насоса 11, 12 и подается на дезинтегрирование по схеме: насосом 10 качается стабилизатор из емкости 19 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13,14. Параллельно (или одновременно) насосом 12 качается нефтешлам из емкости 6 через регулирующий клапан в приемный коллектор дезинтеграторов 13, 14, где проходит первичное смешивание стабилизатора и нефтешлама с последующей подачи смеси через дезинтегратор в емкость 15. Расход нефтешлама, подаваемого на дезинтегратор, составляет (2-3 м 3 /ч) и контролируется диафрагмой и регулируется клапаном.

Стабилизатор подается по трубопроводу в емкость 19. Такая схема предусмотрена при работе установки на промышленной площадке, подвоз мазута автотранспортом осуществляется при работе в полевых условиях. Уровень в емкости контролируется уровнемером, температура продукта в емкости контролируется термопарой. В случае если температура продукта будет ниже 40°С, то включается схема циркуляции: из емкости 19 насосом 10, 11 прокачивается мазут через пароподогреватель 7 в емкость 19. Из емкости 19 стабилизатор подается на смешение с нефтешламом в приемный трубопровод дезинтегратора 13, 14 и далее на дезинтегрирование. Насос 11 обвязан по двум потокам и является резервным для насосов 10, 12. Дезинтеграторы обвязаны по схеме таким образом, что они могут работать параллельно или последовательно в зависимости от получаемого продукта.

Количество стабилизатора (6-9 м 3 /ч), поступающего на смешение с нефтешламом, контролируется диафрагмой и регулируется клапаном. Соотношение стабилизатора к нефтешламу выбирается, исходя из качества получаемого компонента технологического мазута после дезинтегратора 13, 14. Расчетное соотношение стабилизатора к нефтешламу составляет 3:1. В дезинтеграторе методом ударной обработки происходит образование гомогенного полидисперсного продукта – компонент топочного мазута. При заполнении емкости 15 отбирается средняя проба с трех уровней в соотношении 1:3:1 согласно ГОСТ 2517-85 для определения требуемых показателей качества. (1:3:1) – одна проба отбирается с верхней части емкости, три пробы отбираются с середины емкости и одна проба с нижней части емкости. Все пробы смешиваются, и делается усредненный анализ.

Емкость 15 оборудована уровнемером, при достижении 10% или 80% уровня гомогенного нефтепродукта в емкости срабатывает световая и звуковая сигнализация на щите в операторной. Температура контролируется термопарой. При заполнении емкости 15 производится отстой компонента топочного мазута с последующим отбором проб для определения содержания влаги и стабильности, составленной из проб, отобранных из трех уровней (верх, середина, низ) согласно ГОСТ 2517-85. Если по результатам анализов будет выявлено нарушения по влаге или стабильности, то собирается схема по перекачке технологического мазута из емкости 15 насосом 10, 11 в одну из емкостей 16, выбранную под хранение некондиционного продукта, не останавливая откачку технологического мазута с установки. Из выбранной емкости некондиционный мазут направляется на повторное дезинтегрирование. При получении положительных результатах анализов в емкости 15 собирается схема по откачке технологического мазута с установки. Расход стабилизатора на смешение с некондиционным компонентом топочного мазута выбирается исходя из содержания в нем воды. В случае нарушения только стабильности получаемого компонента топочного мазута проводится повторное его дезинтегрирование без добавления стабилизатора. Готовый компонент топочного мазута из емкости 15 насосом 10, 11 перекачивается в емкость 16 с последующей откачкой насосом 17 в топочный мазут.

Для предотвращения попадания нефтепродукта в канализацию или на землю на установке имеется емкость 18. В систему закрытого дренирования входят линии опорожнения аппаратов и трубопроводов при подготовке к ремонту, дренирование подтоварной воды из емкостей и от сальников насосов. По мере заполнения емкости 18 производится откачка нефтепродукта насосом 12 в емкость 6, а подтоварная вода сбрасывается в стоки ЭЛОУ или вывозится специальным транспортом.

Известны отечественные изобретения и разработки способов , технологий и оборудования для обработки и утилизации нефтешламов (патент RU 2030447, С L 1/32 10.03.1995 г., патент RU 2078119, C10L 1/32 от 27.04.1997 г., патент RU 2252244, C10L 1/32, C10L 1/04 от 02.07.2003 г.,патент RU 2229060, опубл. 21.02.2007 г.,патент RU 2214298, опубл. 20.10.2003 г., патент РФ RU 2293817, опубл. 20.02.2007 г.).

Известен также способ переработки нефтешламов, включающий смешение с разбавителем с последующим послойным промораживанием и оттаиванием в естественных условиях, удалением выделившейся воды, в котором нефтешлам смешивают с известковым материалом в соотношении 1:1-2 соответственно, затем в обезвоженную после промораживания и оттаивания смесь добавляют частично обезвоженную глину или буровой шлам в количестве 1:0,5 соответственно. В качестве известкового материала используют недо- пал, шлам химводоочистки или обожженную размолотую товарную известь (патент RU №2274502, кл. В09В 3/00, 12.02.2004 г.). Недостатком способа является то, что он может применяться для получения изолирующего материала, применяемого при захоронении твердых бытовых отходов и токсичных промышленных отходов, однако полной переработки нефтяного шлама в почвенный грунт указанный способ не обеспечивает.

В специальной литературе описан способ переработки нефтешламов и очистки замазученных грунтов, состоящий из операции воздействия на нефтешлам и/или замазученный грунт нефтеокисляющими микроорганизмами, навозом и адсорбентами, при котором выбирают состав нефтешлама с содержанием воды от 0,01 до 99,9%. В нефтешлам вводят компоненты навоза, которыми подекадно и равномерно в течение одного месяца перекрывают объемную массу нефтешлама порциями в 120, 150 и 500%. К полученному объемному составу перерабатываемой массы нефтяных шламов и замазученного грунта поэтапно и пропорционально указанным соотношениям объемных масс компостного состава вводят гипс (CaS04) в соотношении от 10 до 100%, приводят обрабатываемую массу нефтешлама и/или замазученного грунта в состояние биохимического взаимодействия микроорганизмов, под воздействием введенных компонентов микроорганизмов образуют пористость многокомпонентного обрабатываемого материала, создают условия проникновения в образованный пористый компостный состав кислорода, используют условия катализации процесса и нагрева компостируемой массы от

10 до 60°С, снижают объем испаряемой воды, завершают многокомпонентную взаимосвязь нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом, превращают упомянутый состав нефтешлама и замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт (патент RU N52250146, кл. В09С 1/10, 19.01.2004 г.). Недостатком этого способа является необходимость использования больших количеств навоза, что не рационально, так как навоз можно использовать и как органическое удобрение, а также то, что для использования известного способа необходимо наличие близко расположенных животноводческих ферм.

Более эффективно задача решается способом переработки (Заявка: 2008125904/12, 25.06.2008) нефтешламов и очистки замазученных грунтов, содержащим операции выбора состава нефтешлама с содержанием воды от 0,01 до 99,9%, введения в нефтешлам органических компонентов, образования пористости обрабатываемого материала, создания условий проникновения в материал кислорода, завершения многокомпонентной взаимосвязи нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом, превращения упомянутого состава нефтешлама и замазученного грунта в высокогумусированный почвогрунт. Причем в нефтешлам в качестве органических компонентов вводят растительные остатки, которыми могут быть измельченная надземная часть сорных и культурных растений, солома, соломистый навоз, торф, отработанный компост из-под шампиньонов, активные илы очистных сооружений промышленных предприятий и т.п., в которые перед внесением в нефтешлам или замазученный почвогрунт добавляют куриный помет или многокомпонентное минеральное удобрение в количестве 0,5-1,5 кг на 1 тонну растительных остатков для усиления питания и ускоренного активного размножения почвенной микрофлоры, прежде всего углеводородоразлагающих микроорганизмов (актиномицетов), перекрывают объемную массу перерабатываемого нефтешлама или замазученного грунта добавлением указанных растительных остатков порцией в 75-125%, добавляют к полученному материалу известь или гипс до достижения pH среды, равной 5,5-8,0, укладывают полученную массу в бурты высотой до 4 м и шириной основания до 7 м, каждые 5-10 дней в течение 1-3 месяцев проводят аэрирование компоста путем перекладки бурта для удаления углекислого газа, выделяемого при биодеструкции углеводородов.

Поддержание pH среды на уровне 5,5-8,0 необходимо для снижения агрессивных свойств грунта по отношению к микрофлоре и создания условий по кислотности для ее активного размножения. Вода, образующаяся при биодеструкции, в предлагаемом способе, в отличие от прототипа, используется микрофлорой для поддержания жизнедеятельности. Таким образом, снижение объема воды, образующейся при биодеструкции, происходит благодаря усвоению ее самими микроорганизмами и искусственно увеличивать испарение не требуется. С помощью аэрирования создают пористость и условия проникновения в образованную структуру кислорода, завершая многокомпонентную взаимосвязь нефтеокисляющих микроорганизмов с изменяющимся по структуре компостным составом. По окончании указанного срока (1-3 месяца) нефтешлам или замазученный грунт превращаются в высокогумусированный почвогрунт.

Данный способ позволяет очищать нефтешламы и замазученные грунты без использования большого объема дефицитного навоза, заменив его другими растительными органическими остатками, снизить расход материалов на очистку и удешевить и ускорить ее.

Нефтешламы в России: меньше хранить, больше перерабатывать

По уровню переработки нефтешламов, отходов и вторичных продуктов НГК Россия существенно отстаёт от многих стран. Импорто-технологическая зависимость страны в этом секторе, по многим оценкам, находится в «коридоре» 80-90%. Исправление такой ситуации зависит от роли экологических приоритетов в деятельности добывающих компаний и нефтепереработчиков. Также от нормативно-правовой базы, от объемов финансирования технологических разработок. Эти оценки прозвучали на состоявшемся 10 июня этого года в Москве III международном конгрессе «Сбор, хранение, переработка и утилизация углеводородосодержащих отходов: проблемы экологической безопасности».

Как отмечалось на форуме, в стране ежегодно образуется от 4 до 7 млн тонн нефтешламов. На добывающий сектор приходится преобладающая доля в этом объеме – минимум 50%; на нефтепереработку – от 20% до 30%. Остальное дают нефтяные терминалы, энергетика и транспортный сектор. Потери нефти и нефтепродуктов в РФ ежегодно достигают, соответственно, 26 млн и 12 млн тонн. Но совокупный уровень сбора и переработки этих потерь – не больше 10%, в отличие от 30% и выше – в развитых странах. Крупные мощности по сбору и переработке нефтесодержащих отходов создаются не только на Западе, но и в «нефтегазовых» странах Среднего Востока, Юго-Восточной Азии, Южной Америки.

Президент Союза нефтегазопромышленников России Геннадий Шмаль пояснил RCC, что «основным фактором в переработке нефтешламов является экологическая составляющая. В России и за рубежом разработаны высокотехнологичные и природосберегающие процессы комплексной переработки отходов, например, в моторные масла, котельно-печное топливо, нефтехимические полуфабрикаты. С учетом известных внешних факторов, требуется создание, преимущественно на базе российских технологий, полностью автоматизированных нефтепромыслов и процессов нефтепереработки, которые наносили бы минимальный ущерб биосфере. Целесообразно также формирование каталога высокоэффективных технологий по утилизации и переработке нефтесодержащих отходов».

В большинстве нефтеносных провинций РФ, как отмечалось на форуме, главный способ утилизации нефтяных отходов, нефтесодержащих вод и т.п. – это не комплексная их переработка, а захоронение в специальных «могильниках». Но количество отходов такого рода фактически удваивается каждые 7 – 9 лет. Поэтому такое решение проблемы не является приемлемым. Основные регионы сосредоточения нефтешламов – Западная Сибирь, Башкортостан, Татарстан и Оренбургская область.

При этом, «оборудование по переработке нефтяных шламов в РФ, как правило, «западного» производства, которое отнюдь не самое эффективное, в сравнении с теми его видами, что используются на Западе, – пояснил RCC Михаил Седов, технический директор «Нефтегазсервиса». – Ввезённое в РФ оборудование нацелено на максимальную «выжимку» мазута из отходов и не предполагает внедрения замкнутого цикла. Это обусловлено и тем, что проекты более глубокой переработки нефти с обязательным соблюдением экологических стандартов пока не стали главным приоритетом для российского нефтегазового бизнеса».

В итоговой резолюции форума отмечается, что «в нормативно-правовых актах РФ отсутствуют реальные экономические стимулы для вовлечения нефтесодержащих и других отходов в хозяйственный оборот в качестве вторичных материальных ресурсов. Отсутствует система утилизации и переработки нефтешламов, что является препятствием к созданию высокоэффективных предприятий, способных возвращать в оборот миллионы тонн нефтепродуктов». Правительству РФ предложено разработать «программу сбора, переработки и утилизации нефтешламов, а также пластмасс, резинотехнических изделий как элемент Концепции «Зеленой экономики» в России». Предлагается также ввести нулевую ставку НДС «на вторичные материальные ресурсы, произведенные из углеводородосодержащих отходов по аналогии со вторичным металлоломом». И применять льготные ставки импортной пошлины «на передовые технологии и оборудование, закупаемые за рубежом, по переработке нефтешламов в России».

Переработка мазута. Способы и конечные продукты переработки

В процессе переработки нефти образуется осадок – мазут. Он является тяжелым веществом, ухудшающим качество ископаемого. Именно поэтому мазут из него удаляют. Между тем он сохраняет горючие свойства, а его стоимость намного меньше, чем у бензина, керосина и дизельного топлива.

Основной способ получения мазута – переработка нефти или ее продуктов. Полученная густая темно-коричневая жидкость представляет собой смесь тяжелых веществ. Реже применяется способ обогащения каменного угля и других полезных ископаемых, обладающих горючими свойствами.

На сегодняшний день все большую популярность обретает переработка шин в мазут, точнее, в маслянистую жидкость, схожую с ним по всем показателям.

Мазут является относительно безопасным горючим веществом. Если утечка природного газа создает серьезную угрозу взрыва, то пожар, возникший в результате розлива нефти или продуктов ее переработки, ликвидируется намного легче.

Кроме того, мазут имеет следующие преимущества:

  • невысокая стоимость;
  • способен вырабатывать большое количество электроэнергии;
  • может использоваться в сочетании с биотопливом.

Главным недостатком мазута является урон, наносимый окружающей среде. При его сгорании образуются такие же отходы, как при использовании угля. Далеко не каждая страна может себе позволить приобрести современные системы, уменьшающие степень токсичности выбросов.

Помимо этого, в перспективе ожидается увеличение цены на мазут, т. к. она напрямую зависит от стоимости сырой нефти.

На сегодняшний день известны и широко применяются технологии получения следующих видов мазута:

  • М-40, М-100;
  • флотский Ф-5 и Ф-12;
  • прямогонный;
  • топочный;
  • котельный;
  • технологический;
  • мазут-Т;
  • негостированный.

Как правило, они применяются в котельных, различных установках и для транспортных средств.

Самым широко используемым видом мазута является топочный. Он образуется уже после первичной обработки нефти. Остальные виды вырабатываются в гораздо меньших количествах. Это обусловлено переходом на другое, более экологичное топливо.

Масляная жидкость, полученная после первичной или вторичной перегонки нефти, используется в чистом виде как топочное масло или отправляется на установку для дальнейшего разделения его на составляющие (фракции).

Переработка мазута осуществляется вакуумным методом. Его суть состоит в следующем: в установке сырье нагревается до 430 °С. Под воздействием высоких температур начинается испарение тяжелых углеводородов. Установка по переработке мазута представляет собой ректификационную колонну. Это своеобразный сосуд, предназначенный для разделения жидкостей на отдельные фракции.

По завершению процесса крекинга в верхней части колонны образуется соляровый дистиллят, ниже – составляющие, которые служат основой для производства различных товарных масел. Для переработки мазута в топливо данные масляные фракции подвергаются дальнейшей очистке. На завершающем этапе они повторно разделяются на составляющие. Затем фракции дополнительно очищаются и в каждую часть добавляются различные примеси. В результате этого получаются масла, готовые к реализации конечному потребителю.

В самой нижней части ректификационной колонны скапливается остаток нефтепродукта. Возможно 2 варианта дальнейших действий – запускается вторичная переработка мазута либо он используется для изготовления гудрона, который, в свою очередь, нужен для производства битума и остаточных масел. Эти вещества также необходимы. К примеру, битум является материалом, который широко применяется в бытовом и дорожном строительстве. Также на его основе производятся изоляционные материалы.

Таким образом, переработка мазута является практически безотходным процессом. Ведь всем его составляющим находится применение.

Основными продуктами переработки мазута являются:

  1. Котельное топливо. Самый массовый вид горючего, производимый для котельных, различных судовых установок и технологических печей. Образуется в результате первичной перегонки мазута. Критериями оценки качества служат: вязкость, содержание серы, коксуемость, температура застывания и сгорания, плотность, наличие воды и различных примесей.
  2. Моторное топливо. Является горючим для двигателей внутреннего сгорания. Отличается хорошими экологическими свойствами, небольшой химической активностью и отсутствием примесей. Последние влияют на уровень вредных отложений в двигателе.
  3. Дистиллятные и остаточные масла. Смазочные материалы, используемые, в основном, для уменьшения трения деталей различных механизмов и производства гидравлических жидкостей.
  4. Битум. Востребованный в бытовом и дорожном строительстве материал, обладающий множеством преимуществ. Отличительная особенность битума – сопротивляемость к возгоранию. Кроме того, он имеет высокую степень устойчивости к воздействию агрессивных веществ, воды и высоких температур. Характеристики битума могут совершенствоваться за счет добавления различных химических соединений.

В современном мире значение нефти очень велико. Продукты переработки уникального полезного ископаемого используются в крупнейших отраслях промышленности. Мазут – масляная жидкость, полученная в процессе перегонки нефти, сохранившая ее горючие свойства и отличающаяся низкой стоимостью. Вещество применяется в качестве топлива для котельных или подвергается дальнейшей переработке для производства различных масел и битума.

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий