переработка нефтешламов технологии – cccp-online.ru

переработка нефтешламов технологии

ЮКГУ им. М.Аеузова, Шымкент, Казахстан

Современные технологии переработки нефтешламов

Все то, что производится, добывается и потребляется рано или поздно превращается в отходы. Безопасное обращение с отходами относится к важным экологическим проблемам. Отходы производства и потребления представляют собой серьезный источник загрязнения окружающей среды опасными для здоровья человека веществами. По данным американских исследований, промышленный рабочий «производит» примерно в 8 раз больше твердых промышленных отходов, чем бытовых, образующихся в среднем на одного городского жителя. Обыкновенный служащий «производит» мусора (официальных бумаг, остатков пищи, использованных газет, бумажных полотенец и прочего) столько же, сколько и дома.

Из огромных объемов добываемого в мире минерального сырья, исчисляемого десятками миллиардов тонн, непосредственно в производстве используется менее 5-10 %, остальное добываемое количество сырья представляет собой отходы горнодобывающего и горноперерабатывающего производств.

Сегодня проблема твердых отходов в полной мере не решена ни в одной стране мира, утилизация их остается на повестке XXI века. По утверждению В.И. Вернадского, ни один вид не сможет выжить в созданных им отходах. Отходы необходимо включать в природный цикл, удалять и использовать.

Россия занимает территорию в 17,1 млн. км 2 и на каждого жителя приходится 11,4 га общей площади. В среднем каждый житель потребляет продукцию с 2 га земли, равную 40 т в год. Ежегодно в Российской Федерации образуется около 7 млрд. т всех видов отходов, из которых используется лишь 2 млрд. т, или 28,6 %.

При размещении отходов негативное воздействие их на окружающую среду достаточно часто сопровождается нарушением ландшафта с изменением отдельных элементов геологической среды, загрязнением воздушного бассейна, вод суши, моря, подземных вод, истощением их ресурсов и деградацией водных экосистем, а также загрязнением и деградацией почв, приводящих к истощению ресурсов растительного и животного мира.

Одним из распространенных видов нефтеотходов являются нефтешламы, образующиеся при очистке сточных вод различных технологических участков от нефтепродуктов. Они образуются также при переработке нефти, причем их выход доходит до 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти. Нефтешламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки. Их примерный состав: вода -30-85 %, нефтепродукты – 10-55 %, твердые примеси – 1-45 %. В настоящее время переработка нефтешламов с целью их обезвреживания и утилизации может производиться по нескольким направлениям. Шламы, если они содержат около 30% нефтепродуктов, имеют теплоту сгорания 13-21 МДж/кг (3000-5000 ккал/кг), соизмеримую с теплотой для антрацита и каменного угля и большую теплоты сгорания для бурого угля. Данное обстоятельство используется в некоторых способах обезвреживания. Например, применяется обработка шламов в шлаковом расплаве, при котором углеводородная часть шлама полностью сгорает, окисляясь до углекислого газа и воды. Возможно применение пиролиза, в результате чего получают до 10 % газообразных продуктов (большая часть их может быть утилизирована в качестве топлива), до 30 % нефтяного конденсата (который может быть переработан в нефтепродукты или использован как топливо) и около 50 % порошкообразного продукта, уже не содержащего нефтепродуктов. Пока же самым распространенным видом утилизации нефтешламов является их сжигание в специальных печах. Выделяющаяся при сгорании тепловая энергия используется по назначению, а зола не содержит вредных компонентов.

Для уменьшения объемов нефтеотходов, а также для повышения эффективности применяемых способов утилизации их предварительно отделяют от воды. Для этого используют отстаивание, фильтрацию, центрифугирование, сушку, вымораживание.

Для фильтрации отходов с высоким содержанием нефтепродуктов применяют ленточные фильтры и ручные фильтр-прессы. Для улучшения фильтрации нефтеотходов проводят интенсивное их перемешивание, усредняющее состав, а также добавляют в них золу, полиэлектролиты и другие реагенты, изменяющие физико-химические свойства отходов и облегчающие процесс фильтрации.

Осадки, содержащие большое количество воды, гравитационными методами обезвоживаются плохо и требуют иных способов разделения. Для улучшения фильтрации нефтесодержащих осадков этой группы в них добавляют коагулянты, например, известь (10 г/л) и хлорид железа (1 г/л). После коагуляции производится фильтрация на вакуум-фильтре. Осадки моечной воды при мойке автотранспорта легко разделяются в центробежном поле, для чего используют гидроциклоны, соединенные с бункерами-уплотнителями.

Нефтеотходы, которые невозможно регенерировать, подвергаются сжиганию. При горении таких отходов, содержащих значительное количество воды, происходят сложные химические процессы, связанные с испарением воды и наличием ее паров в зоне пламени. Процесс сжигания нефтесодержащих отходов может реализовываться в топках различной конструкции: камерных, циклонных, надслоевых. Особый интерес представляет турбобарботажный способ горения. Процесс проводится в печах с «кипящим» слоем, в многоподовых и барабанных печах. Температура отходящих газов достигает 800°С, что позволяет устанавливать котел-утилизатор с получением перегретого пара и горячей воды.

Объемы отходов нефтепродуктов и нефтезагрязнений, скопившихся на отдельных объектах, составляют десятки и сотни тысяч кубометров. Нефтешламы и отходы собираются и накапливаются в специально отведенных местах, большинствокоторых построено в начале 50-х годов. Со временем такие хранилища превратились из средств предотвращения нефтезагрязнений в их постоянно действующий источник.

В таких условиях перед специалистами нефтегазовой отрасли стоит инжиниринговая задача – найти альтернативный метод утилизации продукта зачистки накопителей и резервуаров (нефтешламов) находящихся в ведении нефтегазовых предприятий.

В настоящее время используется три метода очистки нефтеотходов: фильтрование, сжигание и отстаивание. Каждый из них имеет свои положительные стороны. Но эти технологии имеют много недостатков и требуют усовершенствований.

Так, фильтрование – процесс длительный и дорогостоящий. Кроме того, он оставляет нерешенной проблему утилизации отфильтрованного материала и доочистки отделенной воды.

Утилизация нефтешламов посредствам отстаивания и вовсе не решает проблему, так как является медленным и неэффективным процессом, для которого требуется большие площади для отстойников и большие дозы дорогостоящих химикатов. В результате распада остаются химически небезопасные элементы.

Сжигание на сегодняшний день является одним из популярнейших методов утилизации ядовитых отходов вообще. Ценная углеводородная составляющая при этом безвозвратно уничтожается. Кроме того, ущерб, наносимый экологии планеты, огромен. Выброс ядовитых газов в атмосферу превышает все разумные нормы.

Безусловно, сегодня существует множество различных приборов и технологий нового поколения, которые, во-первых, позволяют уменьшить пагубное действие на экологию, во-вторых, сохранить достаточное количество важных углеводородных частиц. Различного вида центрифуги и сепараторы, как импортного, так и отечественного производства, очищают воду, уменьшают вредное влияние механических частиц, при этом сохраняют углеводородную составляющую. Данные способы утилизации требуют меньше затрат, чем просто сжигание нефтешламов, а уровень их эффективности на порядок выше.

Например, действие ГД-сепаратора базируется на гравидинамическом принципе – разделение двух жидкостей происходит за счет специальным образом организованного движения(от 0.1 м 3 /час до 2000 м 3 /час), при котором достигается ускоренная коалесценция (слияние и укрупнение) мелких капель масел и нефтепродуктов, а затем их отделение из водной среды, в том числе под действием сил естественной гравитации.

Наиболее выигрышным для зачистки резервуаров объемом до 50000 м 3 и нефтешламовых накопителей (отстойников) представляется вариант с применением комплексных систем. Их главные преимущества:

· возврат нефти из нефтешлама в оборот в товарном виде, что, несмотря на достаточно высокую начальную стоимость комплексов, приводит к окупаемости затрат в срок от 1 до 2 лет за счет сохранения углеводородной фракции, пригодной к последующей реализации на рынке нефтепродуктов;

· минимальное содержание нефтепримесей в твердом остатке, что дает возможность использовать твердую фазу, например, для укладки в полотно дорог (асфальтобетон); подходит в качестве заменителя дорогостоящей песчано-гравийной смеси (материала природного происхождения;

· содержание нефти на уровне 1,5-2,5% в водной фазе, что позволяет проводить биологическую очистку воды в кратчайшие сроки (отпадает необходимость предварительной доочистки, значительно уменьшается объем применяемых биологически активных веществ);

· производительность комплексов составляет 10–15 тысяч тонн перерабатываемого нефтешлама в год.

Принципиальная схема технологического комплекса в общем виде включает в себя следующие компоненты.

1. Системы (устройства) извлечения нефтешлама из отстойников и резервуаров.

Для забора нефтешлама из накопителей предлагается использовать погружные насосы, расположенные на специальных понтонах (настилах) с системой подогрева прилегающей к ним области площадью 50-70 м 2 .

Отбор нефтешламовой массы и перемещение ее в блок подготовки может осуществляться с берега отстойника с помощью экскаватора с длинной стрелой (до 18 метров), на котором установлен специальный ковш с вращающимся решетчатым барабаном и подающимся в него через змеевик пара для нагрева нефтешлама при его перемешивании.

Для резки нефтешламовой поверхности и разделения ее на отдельные куски, могут быть применены специальные установки высокого давления, которые способны перемещаться по понтону или берегу отстойника. Перемещение нефтешламовых «айсбергов» может быть осуществлено с помощью скиммеров, бонов, специальной амфибии.

При перемещении нефтешламового «айсберга», в зумпфовый приямок, происходит нагрев нефтешлама и его перевод в состояние, достаточное для забора насосом.

Для зачистки резервуаров используется специализированный гидротрактор, заносимый через имеющиеся люки резервуара по частям и собираемый внутри резервуара за 4-5 чел./часов. Специальный насос, который также заносится в резервуар, позволяет перекачивать разжиженный нефтешлам в установку предварительной подготовки.

2. Системы первичной переработки шлама.

После того, как нефтешлам вынут из накопителей, в работу подключается установка предварительной обработки для удаления любого тяжелого материала (например, камней и др.). Система позволяет эффективно нагревать, перемешивать, циркулировать и осветлять шлам. Благодаря использованию паровых змеевиков, нефтяной шлам можно безопасно нагревать до необходимой температуры для получения оптимальной сепарации в декантаторе. Миксеры перемешивают нефтяной шлам для фильтрации любых твердых веществ и предотвращают образование осадка. Для дальнейшего улучшения эффективности для шлама, которому необходим дополнительный нагрев для получения хорошего качества сепарации, может быть задействован теплообменник. Это дает возможность увеличить нагрев без задержек в производстве. Когда шлам нагрет и гомогенизирован, он закачивается при контролируемой скорости в трехфазный горизонтальный декантатор через смесительный трубопровод и химическую дозирующую систему. Химические флокуливующие средства также подаются в центрифугированный сырьевой трубопровод через смесительный трубопровод. Это позволяет хорошо перемешивать шлам с химическими агентами. Дозирующая система состоит из двух резервуаров, так как для эффективного перемешивания порошка и воды требуется время. Для корректной работы флокуливующие средства необходимо перемешивать не менее часа. Пока один резервуар перемешивает, другой питает пульпопровод декантатора. Размер резервуаров сконструирован таким образом, чтобы опустошаться как раз за час. За это время питание может быть переключено на полный резервуар, где флокуливующие агенты основательно перемешаны.

3. Системы фазоразделения нефтешламов (трехфазный, горизонтальный декантатор).

Декантатор позволяет нефтяному шламу быть разделенным на три фазы: воду, нефть и твердые вещества. Теплообменник устанавливается в системе рециркуляции. Пропускная способность с продуктом такого типа через одну систему будет около 4-5 м 3 /ч.

Блок-схему процесса можно представить в виде, приведенном ниже.

В результате очистки отходов нефти, по предложенной технологии, получаем содержание воды в нефти – 2,5% ,нефти в воде – 2,5%, нефти в твердой фракции 2,5% .

Это вполне соответствует современным экологическим требованиям. Можно с уверенностью утверждать, что современные, экономически эффективные и экологически безопасные методы утилизации и переработки нефтешламов и нефтеотходов, конечно, существуют. Дело за специалистами нефтегазовой отрасли.

  1. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин : Учебник для НПО; Допущено МО РФ / Ю. В. Вадецкий. – 4-е изд., стер. – М. : Академия, 2008. – 352 с.
  2. Давыдова С.Л. Ресурсные и экологические особенности нефтегазового производства : учебное пособие / С. Л. Давыдова, В. И. Тагасов. – М. : РУДН, 2007. – 172 с.
  3. Жумурова А.К. Нефтяная политика Казахстана: становление и развитие (экономические аспекты) : автореферат диссертации на соискание учен. степ. канд. экономических наук / А. К. Жумурова. – Алматы : Ун-т “Туран”, 2006. – 30 с

Сбор, переработка нефтешламов, которые образовались после действий технологического типа, осуществляется в процессе собирания, с последующим хранением нефтешламовых отходов в открытых хранилищных приспособлениях (на площадках заводов перерабатывающих нефть).

Нефтешламы, можно разделить на три категории:

1. Отходы грунтового типа – нефтешламы, что появились после попадания нефтесодержащих компонентов на земляной слой, в результатах производственных работ или при авариях на производстве.

2. Природные – нефтешламы, что были созданы путем отстаивания разлива нефтяных компонентов на глубинной площади водоема.

3. Резервуарные нефтешламы – нефтешламы, что появляются при сохранности и транспортировке нефтяных элементов в емкостных баках различной конфигурации.

Были созданы различные технические комплексные линии, что были призваны решить острую проблему по осуществлению таких процессов, как хранение и переработка нефтешламов. Оборудование для очистки обычно комплектуется двумя основными частями – платформенные опоры и пункты для обработки. Оборудование для выполнения таких операций, как переработка нефтешламов, работает на автоматических условиях, без необходимости беспрерывного контроля оператором.

Технические устройства, задачей которых является переработка нефтешламов оснащено всем необходимым для беспрерывного функционирования: насосами, запорной арматурой, емкостями, обогревательными системными приспособлениями, контрольно измерительными датчиками и т.д.

Принцип процесса переработки нефтешламов заключается в следующем: нефтешламы поступают на систему фильтрации, которая состоит из фильтрующих приспособлений грубого действия. Далее теплообменный механизм обеспечивает нужное температурное накаливание, с которым перерабатывающийся компонент перемещается в трикантер. В трикантере происходит деление такого процесса, как переработка нефтешламов, на три этапа:

– в первой части перерабатывающего процесса отделяются нефтепродукты товарного типа;

– во втором действии отделяется водный компонент;

– на заключительном этапе отделяются механические элементы природного происхождения природы.

На основании экспресс способа разделения нефтешламов, была разработана программа неполной утилизации. Основной задачей данной программы является, обеспечение возможности отделения таких нефтяных шлаков, которые могут использоваться для производства топлива.

Направляющим действием переработки нефтешламов является отсеивание пригодных для применения в топливно-энергетическом комплексе примесей из хранилищ нефтешламов. Все, что остается после очистки, в первую очередь бакнафтеновые смеси, подвергают биологической переработке и мелиорации. Подобная станция для осуществления очистительных процессов обеспечивает общим производительным уровнем до тысячи кг/час товарного продукта, который имеет в своем составе одну десятую процента природных механических компонентов и воды меньше чем 1,5%.

Комплексный подход к выполнению такого технического процесса, как переработка нефтешламов, значительно упрощает данную задачу. Самым выгодным вариантом является комплексная утилизация, то есть переработка отходов содержащих нефть, учитывая все свойства и максимально эффективно использовать все компоненты которые входят в состав нефтесодержащих отходов.

Эффективность такой переработки заключается в том, что отходы перерабатываются в сырье для изготовления нефтяной продукции или задействуются в перерабатывающих процессах других отходных компонентов. Расходы на оборудование по переработке нефтешламов, подлежат частичному возврату вследствие реализации полученных в результате обработки нефтяных продуктов.

Переработка нефтешламов и утилизация бурового шлама — основное направление деятельности нашей компании. Нефтяная промышленность России реализует в среднем около 500 000 000 тонн нефти или нефтепродуктов в год. Принято считать, что разливы нефти, образования нефтешламов на НПЗ или образование буровых шламов на местах добычи нефти, это в среднем 5% от всего объема оборота нефтепродуктов. Таким образом объемы нефтяных загрязнений (нефтешламов) ежегодно около 25 млн м3.

Нефтешлам это сырая нефть или готовые нефтепродукты (легкие или тяжелые) смешанные с частью механических примесей различного происхождения, а также включающие в себя превышающий норму процент содержания воды, в том числе молекулярной, не имеющие товарной ценности по прямому назначению.

Технологии разработанные в InnoTech Group позволяют очистить нефтешламы до состояния товарной ценности. Очищенный нефтешлам включает в себя мехпримеси до 0,5-1% и воду, в том числе молекулярную до 1-2%.

Объекты нефтешламов делится обычно на два основных типа:

  • «нефтешламовые озера» расположенные на открытых площадках, обычно вблизи НПЗ, не имеющие четких границ. Подобные «озера» наиболее вредны для окружающей среды тк они не имеют четких внешних границ и границ по дну. Нефтешлам залит прямо на грунт. Возможна переработка нефтешламов на берегу «озера»
  • нефтешламовые амбары с подготовленной площадкой, имеющие четкие границы из бетона по ширине и днищу. Подобные амбары менее вредны для окружающей среды, тк нефтешлам ограничен бетонными перекрытиями и нет например взаимодействия нефтешлама с грунтом. Нефтешламовые амбары взаимодействуют только с атмосферой, выделяя вредные испарения.

Проблема современных технологий по переработке нефтешламов заключается в том, что обычно сама переработка наносит прямой или косвенный вред окружающей среде. Примитивные методы применяемые в России это обычно нагрев нефтешлама (выпаривание), где значительная часть вредных испарений прямым образом попадает в атмосферу. Переработка нефтешлама таким методом более вредна для экологии, чем ее отсутствие.

Более технологичные методы переработки нефтешламов, например тепловая десорбция или декантерные методы, это сложный дорогостоящий процесс. Переработка нефтешламов такими технологиями это крупные инвестиции в оборудование с низкой производительностью. Помимо всего прочего, данные технологии работают только с определенным составом нефтешламов, например с строгим соответствием вязкости нефтепродукта, содержания воды и мехпримесей и в случае изменения состава нефтешлама требуют дополнительных дорогостоящих изменений в состав оборудования.

Подобные доработки занимают много времени и малоэффективны, тк состав нефтешлама может меняться многократно при обработке одной площадки нефтешламового озера.

Причиной изменения состава нефтешлама послойно в озерах заключается в том, что пополнения нефтешлама в озеро происходит определенное количество времени, причем в разное время года и как следствие например в нижнем слое нефтешламового озера может попасть помимо тяжелого нефтепродукта осенние листья и большое количества воды, затем в озеро попало дополнительное количество нефтепродуктов, но уже летом и данная прослойка имеет меньшее количество воды и меньше мехпримесей, или мехпримесей иного состава. Обычно «нефтешламовые озера» имеют глубину до 8 метров и состав нефтешлама может меняться через каждый метр. Диффузия слоев в нефтешламовых озерах почти не происходит.
Переработка нефтешламов — экология производства.

Во время добычи, перевозки и переработки нефти, некоторая ее часть входит в физико-химическую реакцию с соприкасающейся средой, образуя нефтешламы.

Переработка нефтешламов на данный момент является необходимым процессом, так как в ходе переработки нефтешлама удается восстановить некую часть утраченного нефтепродукта. Нефтешламы различают трех видов:

Природными нефтешламами называют вещество, которое появляется впоследствии оседания нефти на дно, каких либо водоемов и смешиванием ее с мулом и водой.

Грунтовые нефтешламы появляются впоследствии пролива нефти на землю.

Во время хранения нефть вступает в химическую реакцию с поверхностью резервуара, тем самым создавая нефтешлам, который называют резервуарным.

Нефтешламы, это устойчивые многокомпонентные агрегатные физико-химические системы, состоящие из нефтепродуктов, минеральных примесей и воды.

Причина возникновения нефтешламов, это физико-химическое взаимодействие нефти или нефтепродуктов с кислородом, влагой и механическими примесями, в отдельно взятой среде.

По химико-физическим показателям нефтешламы крайне разняться между собой. Составляющие воды, механических примесей и нефтепродуктов в нефтешламах имеют крайне широкий диапазон соотношений.

Физические свойства нефтешламов так же далеки от постоянства. Плотность может быть как 830 кг/м3, так и 1700 кг/м3, а температура застывания колеблется от -3 до +50 градусов по Цельсия.

Столь большой диапазон физико-химических свойств нефтешламов получается из-за абсолютно разных сред их появления.

Хотя современная наука и пытается найти альтернативные способы решение проблемы, но переработка нефтешлама в массовом применении, за последние десятилетие почти не изменилась. В основном сейчас применяться старые, малоэффективные и трудоемкие методы переработки.

Таких методов сейчас три:

Основной недостаток данного метода заключается в том, что он требует много времени. При отстаивании нефтешлам помещают в большие по площади, резервуары отстойники.

Через весьма длительный период времени нефтешлам расслаивается. На дно резервуара оседают твердые примеси, на поверхность всплывают нефтепродукты, а между ними остается вода.

В данном случае нефтешламы при помощи пресса разделяться на жидкие и твердые составляющие, что создает проблему по утилизации твердых составляющих.

Процесс сжигания нефтешламов весьма дорог и неэкономичен, так как углеводородная часть нефтешлама уничтожается.

Проблема образования, переработки и утилизации нефтешламов — успехи современного естествознания

11 ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»В ходе проведенных исследований установлено, что комплексная установка, разработанная Alfa Laval Oil Field, Ltd, позволяет перерабатывать все виды нефтешламов в ценные товарные продукты с целью последующей утилизации как жидкой, так и твердой фаз.

Переработка осуществляется следующим образом. Нефтешлам из шламонакопителя заборным устройством подается в сырьевой резервуар, где проходит подготовку перед подачей на сепаратор. Изначально, заполняется один резервуар до максимального уровня, затем производится перевод на резервный, а заполненный включается в систему подготовки сырья с последующей подачей на теплообменник и направляется в схему размыва.

Путем регулирования теплообменников достигается температура нефтешлама до 65о С. Подготовленный нефтешлам поступает на сепарационную установку. В высокоскоростном тарельчатом сопловом сепараторе сырье разделяется на смесь нефтяных фракций, воду и механические примеси.

Предлагаемая технологическая схема переработки нефтешламов прошла проверку на ряде предприятий.нефтеперерабатывающее предприятие1. Решение проблем нефтешламовых отстойников. Композит-каталог нефтезаводского оборудования и услуг.

Одной из актуальных проблем нефтеперерабатывающих производств является образование, переработка и утилизация нефтешламов в частности, практический интерес представляет Пайгинское нефтегазоконденсатное месторождение, находящееся на территории Тунгусско-Чунского района в южной части Эвенкийского АО, в пределах среднетаежной зоны.

Сырье поступает на НПЗ ООО «Таймура» из скважины по нефтепроводу.

На территории предприятия огромное количество нефтешламов, представляющих собой смесь нефти, воды и твердой фазы, накопленных в прудах-отстойниках и достигшие критического уровня представляют актуальную экологическую и ресурсосберегающую проблему [1].

Сложность рассматриваемой ситуации также обуславливается противоречиями между возрастающим объемом промышленного производства и несовершенными технологиями.

Как показывает практика при длительном хранении резервуарные нефтешламы со временем разлагаются на несколько слоев с характерными для каждого из них свойствами. Поуровневые слои пруда-отстойника представлены на рис. 1.

Рис. 1. Поуровневые слои пруда-отстойника:1 – нефтемазутный слой; 2- водный слой; 3 – свежешламовый черный слой; 4 – эмульсионно-шламовый слой; суспензионно-шламовый слой; 6 – битумно-шламовый слой

Примерные размеры и характеристические названия приведены ниже:

1-й – нефтемазутный, (ловушечная нефть) состоит практически из мазута, и его толщина составляет от 3÷5 до 20÷30 см;

2-й – водный слои, состоит из воды толщиной порядка 50÷150 см, в объеме которого происходит оседание суспензионно-углеводородных агрегатов и всплытие эмульсионных и капельных углеводородов;

3-й – свежешламовый черный слой, толщиной порядка 20÷50 см, преимущественно состоящий из «мазутных» углеводородов, увлеченных к оседанию твердыми механическими примесями;

4-й – эмульсионно-шламовый слой, толщиной порядка 30÷100 см., в котором углеводороды находятся в сложном суспензионно-эмульсионном агрегатном состоянии, причем механические примеси преимущественно микронного размера;

5-й – суспензионно-шламовый слой, толщиной порядка 80÷150 см, характеризующийся содержанием механических примесей размером более десятка микрон; углеводороды находятся в основном в адсорбированном состоянии.

6-й – битумно-шламовый слой, толщиной порядка 30÷60 см, состоящий практически из спрессованной смеси тяжелых углеводородов и механических примесей.

Представленная характеристика слоев является довольно условной, по размерам слоев достаточно размыта и не всегда имеет четкие переходы от одного вида к другому, однако тенденция деления по приведенным характеристикам имеет выраженный характер.

Нефтемазутный слой требует своего возврата в технологический цикл НПЗ на переработку, поскольку практически на 97¸99 % является чистым нефтепродуктом, и мы в дальнейшем этот слой из понятия «нефтешлам» и из проводимого в данной работе анализа исключаем. Водный слой является технологическим – вода осветляется отстаиванием: легкие взвеси всплывают, тяжелые – осаждаются [2].

Собственно, нефтешламовыми являются слои с 3 по 6. Они имеют достаточно выраженные внешние характеристики на границе раздела фаз.

Естественно, что концентрация таких веществ возрастает в объеме нефтепродуктов по мере увеличения их молекулярного веса (переход к тяжелым фракциям нефти).

Помимо образования эмульсий в среде нефтепродуктов в процессе перевозки и хранения происходит образование полидисперсных систем при взаимодействии жидких углеводородов и твердых частиц механических примесей.

Исследования по составу нефтешламов, проводимые в разные годы, давали достаточно широкий разброс показателей качества и количества.

На результаты анализа большое влияние оказывает методика выделения углеводородов из нефтешламов.

Более того, само понятие «нефтешлам» носит достаточно обобщенный характер.

Целью данной работы является разработка технологии переработки как свежих нефтешламов, получаемых в процессе переработки сырья, так же нефтешламов, накопившихся в шламонакопителях с целью возврата полученных продуктов в производственный цикл НПЗ.

В качестве наиболее прогрессивных технологий утилизации нефтешламов применяются следующие [4]:

Компанией АС8 530 (США) разработана мобильная система обработки и очистки гряземаслонефтяных отходов MTU 530.

Установка смонтирована на базе автомобильной платформы, способна разделять нефтешламы на различные фазы – нефть, вода, твердые вещества – за счет центрифугирования нагретого нефтешлама.

Вода пригодна для последующей биологической очистки. Отделенная нефть может быть использована в технических целях, а обезвоженный осадок – для производства строительных материалов.

Установка применялась для устранения последствий аварии нефтепроводов. Производительность установки – 10 м3/ч по исходному нефтешламу (при концентрации нефти до 65 %).

Компанией KHD Humbold Wedag AG (Германия) предложена технология разделения нефтешламов на фазы с последующим сжиганием шлама.

Установка снабжена устройством для забора нефтешлама, виброситом для отделения основной массы твердых частиц, трехфазной центрифугой, сепаратором для доочистки фугата с центрифуги, печью.

Производительность установки – до 10 м3/ч по исходному нефтешламу. В частности, такой метод

как сжигание нельзя использовать для переработки отходов, если последние содержат фосфор, галогены, серу. В этом случае могут образовываться продукты реакции, например диоксины и фураны, по токсичности во много раз превышающие нормативы.

В АНК «Башнефть» на нефтешламовых амбарах «Самсык» в НГДУ «Октябрьскнефть» применялась технология, заключающаяся в растворении, нагреве с обработкой химическими реагентами для отделения отстоем воды и механических примесей. Полученная нефть направлялась на дальнейшую переработку.

В НГДУ «Туймазынефть» внедрена и успешно используется установка фирмы «Татойлгаз», основанная на технологии фирмы «Майкен» (Германия).

Технология заключается в нагреве нефтешлама, обработке деэмульгаторами, разрушении эмульсии в декантаторе с предварительным отделением воды и механических примесей.

Доведение до требуемого качества товарной нефти осуществляется на второй стадии – в испарителе и трехфазном сепараторе [5].

Однако эти технологии утилизации нефтесодержащих шламов не подходят для переработки больших объемов шламов, которые скапливаются на нефтеперерабатывающих предприятиях.

Необходима такая технология, которая позволила бы перерабатывать в короткие сроки значительные объемы нефтесодержащих шламов.

При этом она должна быть экологически безопасной и экономически целесообразной.

Особый интерес представляет комплексная установка, разработанная Alfa Laval Oil Field, Ltd, позволяющая перерабатывать все виды нефтешламов в ценные товарные продукты.

Технология предусматривает фильтрацию нефтешлама для последовательного удаления крупных и мелких частиц и сепарацию в двухфазной декантатной центрифуге, что позволит в минимально короткие сроки очистить отстойники от нефтесодержащих шламов, при этом получить максимальную доходность от вторичных продуктов.

Предлагаемая установка по переработке нефтешлама предназначена для разделения смеси на нефтепродукт, воду и твердый остаток, с целью последующей утилизации как жидкой, так и твердой фаз. Весь комплект включает в себя: шламозаборное устройство; теплообменники; сырьевые резервуары; сепаратор. Технологическая схема утилизации нефтешламов представлена на рис. 2.

Рис. 2. Технологическая схема утилизации нефтешламов

Технологический процесс переработки нефтешлама с помощью предлагаемой установки осуществляется следующим образом [7].

Нефтешлам из шламонакопителя заборным устройством подается в сырьевой резервуар, где проходит подготовку перед подачей на сепаратор.

Изначально заполняется один резервуар до максимального уровня 7,35 м, затем производится перевод на резервный резервуар, а заполненный включается в систему подготовки сырья.

Для этого открывается задвижка для заполнения приемного трубопровода насоса, включается в работу насос, сырье подается на теплообменник, после которого возвращается в схему размыва. Таким образом, налаживается циркуляция по схеме:

Резервуар → Насос → Теплообменник → Резервуар

Затем производится прием теплоносителя в теплоприемник. Путем регулирования теплообменников достигается температура нефтешлама 65 оС.

При достижении требуемой температуры и однородности подготовленный нефтешлам поступает на сепарационную установку.

На основной стадии процесса в высокоскоростном тарельчатом сопловом сепараторе сырье разделяется на смесь нефтяных фракций, воду и механические примеси.

Отсепарированная смесь нефтяных фракций под остаточным напором поступает в товарную емкость, расположенную в нижней части рамы сепаратора а затем перекачивается в резервуары готовой продукции.

Вода и механические примеси собираются в буферной емкости, расположенной в нижней части сепаратора. Из емкости вода и механические примеси подаются на дальнейшую очистку воды от механических примесей [8].

Номинальная производительность комплектной установки по переработке нефтешлама составляет 15 м3/час.

Установка рассчитана на круглосуточный режим работы, исключая время остановки для профилактического обслуживания.

Установка может работать, как минимум 7000 ч в год, перерабатывая до 70000 м3 нефтесодержащих шламов при условии ее бесперебойного снабжения сырьем с номинальной характеристикой:

  • – содержание свободной нефти 10-45 об. %;
  • – плотность нефтяной фазы до 950 кг/м3;
  • – вязкость нефтяной фазы до 150 сСт при 50 °С;
  • – допустимое присутствие в нефти парафинов, которые полностью растворяются при 70°С;
  • – содержание механических примесей до 30 об. %;
  • – плотность механических примесей 1200-2000 кг/м3;
  • – рН5-8.

Изменение параметров номинального сырья будет оказывать влияние на эксплуатационные характеристики и эффективность разделения на сепарирующей установке.

Это может привести к снижению ее производительности или к ухудшению качества отсепарированных продуктов.

Годовая номинальная мощность по сырью составляет 111,5 тыс. т.

При правильной эксплуатации установки и ее снабжении нефтешламом с номинальной характеристикой обеспечивается получение следующих продуктов переработки: нефтяная фаза, соответствующая требованиям ГОСТ Р 51858-2002 с содержанием воды не более 1 % и механических примесей не более 0,05 %; очищенная вода; шлам, который используется как компонент дорожного покрытия в дорожном строительстве и других целях.

Таким образом, предлагаемая сепарационная установка позволяет перерабатывать экологически безопасным методом нефтешламы, получаемые в процессе переработки сырья, а так же накопившиеся на территории предприятия в шламонакопителях. Таким образом, решена проблема ликвидации нефтешламов с последующим получением нефтепродуктов.

Гронь В.А., Коростовенко В.В., Шахрай С.Г., Капличенко Н.М., Галайко А.В. ПРОБЛЕМА ОБРАЗОВАНИЯ, ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОВ // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 9. – С. 159-162;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=32904 (дата обращения: 22.12.2017).

Технология и оборудование утилизации жидких и твердых нефтешламов

1 Технология и оборудование утилизации жидких и твердых нефтешламов ОЧИСТКА НЕФТЯНЫХ ПРУДОВ И ОТСТОЙНИКОВ, ПЕРЕРАБОТКА И УТИЛИЗАЦИЯ НЕФТЕШЛАМОВ

2 Проблемы нефтяной индустрии Добыча нефти, производство нефте — продуктов, транспортировка и хранение сырой нефти связано с накоплением шламов. Тысячи тонн нефтяных шламов добав- ляются к миллионам тонн шламов уже находящимся в прудах и емкостях. Нефтесодержащие отходы и нефтепродукты являются одними из основных загрязнителей окружающей среды. Нефтеродукты из прудов могут быть не только извлечены, но и использованы для коммерческих целей. Термическое обезвреживание нефтесодержащих отходов в сочетании с утилизацией жидких/вязких НСО позволяет комплексно решить проблемы нефтеотходов любого предприятия.

3 Типичная блок-схема процесса утилизации нефтешламов из прудов БЛОК ВЫЕМКИ ШЛАМА ИЗ ПРУДА БЛОК ПРИЕМКИ И ПОДОГРЕВА ШЛАМА БЛОК ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ШЛАМА БЛОК ТРЕХФАЗНОГО ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ ШЛАМА водная фаза СИСТЕМА ВОДООЧИСТКИ (до 1000 г/литр углеводородов) нефтяная фракция – товарный продукт очищеная вода твердая фракция СИСТЕМА ТЕРМОДЕСОРБЦИИ твердый продукт 5 класса опасности газы содержащие углеводороды БЛОК УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДЯЩИХ ГАЗОВ чистый газ

4 Нефтешламовый пруд Предлагаемая система центрифугирования перерабатывает все нефтешламы, которые находятся выше слоя свободной воды. Комплексный подход позволяет очистить нефтешламовый пруд и полностью переработать нефтешлам пруда, включая донный осадок. Как результат – в процессе очистки прудов система центрифугирования перерабатывает все плавающие нефтесодержащие слои с получением коммерческого продукта. Дальнешее обезвреживание твердого нефтешлама термодесорбционной системой – позволяет решить задачу полной утилизиции нефтешламов. Слой свободной нефти Rag Layer – смесь диспергированой нефти, воды и твердых частиц Тяжелый нефтешлам Слой свободной воды Донный шлам

5 Система центрифугирования Предлагаемая система состоит из нескольких блоков: Блок извлечения шламов из прудов-отстойников, аварийных амбаров и других шламонакопителей. Блок приема, предварительной обработки и нагрева шлама. Блок химической обработки и трехфазного разделения нефтешлама

6 Блок извлечения шламов из прудов Принципиально имееся 2 способа извлечения шламов из прудов шламонакопителей, а именно с помощью экскаватора или плавучего понтонного устройства с гидравриводным насосом и системой дистанционного управления перемещения. Понтонное устройство управляется с помощью лебедки. Откачка донных шламов производится с помощью специального насоса. Имеются сопловые насадки для размыва тяжелого нефтешлама.

7 Блок приемки и подогрева шлама Для сбора извлеченного шлама, в непосредственной близости от шламонакопителя, устанавливается специальная обогреваемая емкость. Помимо подогрева шлама емкость снабжена насосом для подачи шлама на блок химобраборки и фазового разделения – трехфазную центрифугу.

Емкость снабжена мешалками для усреднения шлама. Конструкция емкости модульная. Система обогрева и насосы смонтированы на модуле, что делает ее мобильной, позволяя ее транспортировку с установкой вблизи шламонакопителя.

8 Блок химобработки и трехфазного разделения нефтешламов ИСХОДНЫЙ ШЛАМ от 1 до 99% нефти, от 1 до 50% твердого от 1 до 99% воды ВОДА ХИМИКАТЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СМЕШИВАНИЕ И ДОЗИРОВКА ХИМИКАТОВ ТРЕХФАЗНОЕ ЦЕНРИФУГИРОВАНИЕ НЕФТЯНАЯ ФРАКЦИЯ > 98,5% чистой нефти ВОДНАЯ ФАЗА

9 Блок химобработки и трехфазного разделения (продолжение) Блок включает трехфазную центрифугу, химическую обработку и при правильном подборе может быть применена к любому виду нефтешламов. С помощью предлагаемого обору- дования могут быть утилизированны донные шламы нефтяных резервуаров, нефтесепараторов, нефтяных отстой- ных прудов и других источников нефтешлама. Система центрифугирования мобильна, размещается в двух 40 футовых контейнерах.

10 Блок химобработки и трехфазного разделения (продолжение) Перерабатываются шламы с различным соотношением нефти, воды и твердой фазы. Жидкие нефтепродукты утили- зируются из шламов практически на 100%. Нефтешламы разделяются на нефть с чистотой 98 % или выше по сравне- нию с исходной добываемой нефтью, сухую твердую фазу и воду, содержащую менее 1 г/л твердых веществ и нефтяных фракций. Стоимость извлеченной нефти обычно покрывает производственные затраты на данный процесс.

11 Возможности трехфазной центрифуги Скорость вращения центрифуги до 3600 об/мин, что позволяет отделять мельчайшие твердые частицы. — Удлиненный шнек позволяет увеличивать время пребывания жидкости в рабочей зоне, что гарантирует получение более чистой нефти.

В зоне питания центрифуги имеется ускоритель, позволяющий увеличить скорость движения шлама. Быстрое ускорение придаваемое шламу позволяет максимально увеличить степень разде- ления для достижения максимальной сепарации.

Центрифуга имеет гидравлический привод с изменяемым числом оборотов. Оператор может изменять эту скорость без остановки центрифуги. Это позволяет получать наиболее сухой и чистый твердый материал без риска забивания рабочей зоны центрифуги твердым материалом.

12 Защита об абразивности и коррозии — Переработка тяжелых нефтяных шламов связана с отделением высоообразивных твердых частиц, таких как песок, глина и сульфиды железа.

Предлагаемая трехфазная центрифуга оснащена специальными элементами абра- зивной защиты. Элементы защиты изготов- лены из сплава с крайне низким коэффи- циентом истирания и из специальной кера- мики.

Часть защиты выполнена из карбида Вольфрама. — Абразивные частицы не контактируют с какими либо элементами корпуса цент- рифуги, что защищает центрифугу от эрро- зии. Это значительно увеличивает срок действия оборудования и уменьшает затраты связанные с обслуживанием и ремонтом.

Замена защитных элементов не требует заводских условий и может быть легко произве- дена силами обслуживающего персонала непосредственно на месте эксплуатации.

13 Химические реагенты Центрифуги в некотором смысле подобны стиральным машинам, которые не могут работать эффективно без применения активных реагентов. Применение реагентов дает возможность быстрого разделения нефтешламов на его составляющие.

Композиция реагентов состоит из высококачественных промышленных полимерных флокулянтов, моющих компонентов, деэмульсификаторов и других активных веществ специально подобранных для сложных нефтешламов.

14 Специально разработанная центрифуга и химическая обработка нефтешламов позволяют перерабатывать широкий диапазон шламов. Система позволяет регенерировать (возвращать в оборот) близко 100% жидких углеводородов из обрабатываемых нефтешламов.

Система в отличии от других систем извлекать и перерабатывать весь шлам из шламонакопителей (прудов), а не перерабатывать только верхний плавающий нефтяной слой. Конструкция системы разработана и усовершенсвована с учетом огромного опыта переработки тяжелых нефтешламов различного происхождения.

Система проста в обслуживании. Имеется возможность оперативной регулировки работы центрифуги для достижения наилучшей сепарации без остановки центрифуги. Стоимость извлеченной нефти покрывает производственные затраты на обслуживание системы. Преимущества предлагаемой системы

  • 15 Термодесорбционная система (косвенного нагрева) обезвреживания нефтесодержащих отходов Предлагаемая термодесорбционная система позволяет обезвреживать самые различные нефтеотходы:
  • Твердая фаза переработки жидких нефтеотходов, а именно, кек после центрифугирования;
  • Грунты загрязненные в результате аварийных проливов нефти и нефтепродуктов;
  • Твердые донные отложения из резервуаров хранения нефти и тяжелых нефтепродуктов (мазутов);
  • Буровые шламы;
  • Отработанные катализаторы применяемые при переработке нефти и др

16 Термодесорбция замазученных земель и твердой фазы центрифугирования Температура обработки материала °C обеспечивает полное обезвреживание обрабатываемого материала.

Применение двухстадийных систем термодесорбции (при повышенной влажности исходного материала) делают процесс более простым и экономически выгодным, благодаря удалению воды на первой стадии (Holo-Scru®) и удалению углеводородов на второй стадии обработки (Electric-Scru®).

Подбные термодесорбционные системы более 20 лет успешно применяются для термического обезвреживания донных нефтешламов, замазученых земель, отработанных катализаторов.

17 Термодесорбция буровых шламов Holo-Scru® термодесорберы производительностью от 1,5 до 500 тонн в день с восстановлением углеводородов из бурового раствора до 99,5%. Holo-Scru® термодесорберы способны обрабатывать материал с содержанием углеводоров более 70% в буровых шламах, эффективно коллектируя сконденсированную воду, дизель и другие углеводородные пары. Holo-Scru® термодесорберы ширoко применяются в США для термической обработки буровых шламов сланцевого бурения. Исходный материал как правило содержит от 10% до 30% дизельного топлива и 20% воды, при этом восстановление дизельного топлива в процессе термодесорбции в пределах 97% %.

18 Технологический процесс темодесорбционной обработки

19 Основные блоки термодесорбционной системы 1. Блок приема и загрузки материала в термодесорбционную систему Исходный материал загружается в бункер — питатель термодесорберционной системы. Для дозированной подачи шлама из бункера-питателя используется расположенный в его донной части двухшнековый питатель, который дозирует и уплотняет обрабатываемый материал.

В системе питания имеется возможность изменения скорости загрузки материала в термодесорбер за счет регулирования скорости вращения двухшнекового питателя. С двухшнекового питателя материал поступает на второй — транспортирующий шнек, который подает материал в камеру сушки.

2. Блок нагрева терможидкости Нагреватель терможидкости с собственным PLC контроллером, для опитимизации теплового КПД. Нагрев терможидкости производится через теплообменник путем сжигания топлива (газа или дизельного топлива);

20 Основные блоки термодесорбционной системы (продолжение) 3. Блок Сушки Предварительная сушка обеспечивается за счет нагрева материала теплоносителем через рубашку корпуса сушки и двух полых лопастных роторов встречного вращения. Роторы обеспечивают перемешивание материала и его транспортировку к разгрузочному отверстию. задача предварительной сушки – обезвоживание материала.

С выхода предварительной сушки обезвоженный материал поступает в камеру термодесорбера.

4. Блок регенерации паров воды Система газоочистки процессных газов предварительной сушки включает в себя двух-стадийный скруббер Вентури с водяным орошением. Вторая ступень скруббера имеет орошаемую набивку для удаления пыли из процессных газов. Скруббер обеспечивает удаление паров воды и пыли.

21 Основные блоки термодесорбционной системы (продолжение)

5. Блок термодесорбции Обработка материала в термодесорбере обеспечивается за счет нагрева материала электрическими нагревателями через рубашку корпуса термодесорбера и двух лопастных роторов встречного вращения нагреваемых электрическими нагревателями. Роторы обеспечивают перемешивание материала и его транспортировку к разгрузочному отверстию.

Температура электрических нагревателей регулируется в зависимости от требуемой температуры материала на выходе термодесорбера.

6. Блок регенерации паров углеводородов и очистки процессных газов Система газоочистки процессных газов термодесорбера включает в себя двухстадийный скруббер Вентури с масляным орошением. Вторая ступень скруббера имеет орошаемую набивку для удаления пыли из процессных газов. Скруббер обеспечивает удаление паров воды, углеводородов и пыли.

С выхода теплообменника масло орошения поступает на форсунки распыления внутри скруббера. Излишки масла орошения перекачиваются Заказчику для хранения и дальнейшей переработки. 7. Блок выгрузки и охлаждения материала из термодесорбера

22 Особенности дизайна 1.Уникальный дизайн Holo- SCRU® значительно повышает коэффициент объемного заполнения ее материалом. Объем твердого материала в камере существенно превышает объем газовой фазы.

При этом, создание вытяжным вентилятором отрицательного давления, позволяет постоянно отводить образующиеся пары, обеспечивая высокую эффективность процесса термодесорбции.

2. Высокая тепловая эффективность за счет обеспечения большой поверхности контакта материала с горячей поверхностью роторов (А) по длине камеры.

3. По длине роторов имеются безвитковые зоны (В), где специальными лопатками обеспечивается разрушение крупных комков и гомогенизация частиц шлама. 4. Запатентованные приспособления, обеспечивающие самоочистку шнеков.

23 Основные преимущества предлагаемой термодесорбционной системы — Минимальное потребление энергоносителей. Применение двухстадийного процесса термического обезвреживания (для материалов содержании влаги выше 50%).

Первая стадия — модуль сушки с КПД до 96% (нагрев материала через стенку терможидкостью и полное удаление влаги), вторая стадия — термодесорбер (нагрев материала с помощью электрических тенов установленных в кожухе и внутри роторов термодесорбера). — Полная автоматизация процесса.

Использование современной системы логического контроля и управления процессом (PLC контроллер сенсорного типа Allen Bradley) практически полностью исключают участие операторов в ходе процесса. — Широкий диапазон применения. Возможность переработки твердых НСО с высоким исходным содержанием углеводородов и воды без предварительного их разбавления инертными материалами.

Компактность системы. Система занимает значительно меньшую площадь по сравнению с любыми другими системами аналогичной производительности.

Это значительно снижает капитальные затраты на строительство здания, в котором устанавливается система. — Надежность системы и минимизация технического обслуживания. Система расчитана минимум на 15 лет эксплуатации при минимальном времени ее обслуживания.

Нефтяные шламы (нефтешламы) это такой тип отходов промышленности, который, в стране зависимой от производства, транспортировки и переработки нефти представляет огромную опасность для окружающей среды. Переработка нефтешламов относится к приоритетным задачам современности, но к сожалению большая часть нефтешламов по прежнему подвергается захоронению.

Нефтешламы, образующиеся при добыче, транспортировке и переработке нефти представляют собой сложные физико-химические смеси из нефтепродуктов, механических примесей из глины, песка и окислов металлов разбавленных водой. При этом соотношение элементов смеси в нефтешламах может быть самым разнообразным.

Так же причиной образования нефтешламов могут быть производственные ошибки или аварии, сопровождающиеся разливами нефти. В этом случае, особенно при позднем обнаружении или больших масштабах разлива окружающей среде наносится серьезный ущерб.

Основной загрязняющий компонент нефтешламов — углеводороды и сера в различных соединениях. Эти компоненты в процессе длительного хранения и под действием внешних факторов, способны преобразовываться в другие соединения.

В зависимости от причин образования нефтешламов и их физико-химического состава они подразделяются на несколько видов:

  1. Придонные нефтешламы, образующиеся на дне водоёмов после разлива нефти.
  2. Нефтешламы образующиеся при бурении скважин с использованием буровых растворов на углеводородной основе.
  3. Нефтешламы образующиеся при добыче и очистке нефти от содержащихся в ней солей, твёрдых углеводородов и механических примесей.
  4. Резервуарные нефтешламы, образующиеся на их стенках и днищах при хранении и транспортировке нефти.
  5. Грунтовые нефтешламы, образующиеся в результате контакта нефти с почвой.

Переработка нефтешламов, а так же их утилизация — это важная экологическая и экономическая задача современности. К сожалению сложившаяся ситуация в области обращения с отходами несет риск опасного загрязнения окружающей природной среды и создания угрозы здоровью человека.

Лишь незначительная часть из общего объема образуемых отходов так или иначе поступают на переработку, а остальные отправляются на свалку, как бы красиво это не называлось. И самих специально обустроенных мест, предназначенных для размещения производственных отходов имеется меньше, чем установленных ежегодных норм накопления отходов.

Поэтому промышленные предприятия вынуждены накапливать и хранить нефтешламы просто на своей территории. Скапливание нефтешламов на производственных территориях, плохо приспособленных для этих целей так же может привести к интенсивному загрязнению почвы, воздуха и грунтовых вод.

Экономическая целесообразность переработки нефтешламов, точнее ее отсутствие так же имеет существенное влияние на работу предприятия.

На многих предприятиях объемы образования нефтешламов ниже минимальных мощностей типовых установок переработки, выпускаемых промышленностью. Для, того чтобы сдвинуть дело с мертвой точки есть два пути.

Это выход за рамки отдельного предприятия на региональный уровень и строительство установок по переработке отходов нескольких предприятий. Либо создание установок малой производительности.

Поэтому первоочередной задачей видится поиск эффективных средств и методов переработки и обезвреживания отходов, а так же организация и обеспечение научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок таких установок.

Выбор способа переработки и обезвреживания нефтешламов зависит от их состава и количества содержащихся в шламе нефтепродуктов. Выделим основные способы:

  • термические методы обезвреживания нефтешламов, например
    • сжигание нефтешламов в виде водных эмульсий и последующее использование выделяющегося тепла и газов;
  • химические методы обезвреживания нефтешламов, например
    • отверждение нефтешламов специальными препаратами для дальнейшего использования в других отраслях, или захоронения;
  • физико-химические методы переработки нефтешламов, такие как
    • обезвоживание или сушка нефтешламов с возвратом нефтепродуктов в производство, воды в оборотную циркуляцию и захоронение неперерабатываемых твердых остатков;
    • переработка нефтешламов на газ и парогаз, в нефтепродукты;
    • физико-химическое разделение нефтешламов на составляющие для последующего использования.
  • методы биологической переработки нефтешламов;
  • использование нефтешламов в исходном виде в качестве сырья для других отраслей;

Термический метод обезвреживания нефтешламов достаточно эффективен, но не всегда экономически рентабелен.

Он позволяет перерабатывать нефтешламы силами предприятий с использованием компактных установок небольшой производительности.

Это могут быть вращающиеся барабанные печи, печи с кипящим слоем теплоносителя, топки с использованием форсунок, топки с барботажными горелками.

Термический метод позволяет сжигать не только нефтешламы, но и загрязненные фильтры, промасленную ветошь, твердые бытовые отходы.

При сжигании нефтешламов образуются вторичные отходы 4-го класса опасности, которые подлежат захоронению.

При этом объем вторичных отходов может составить 1/10 от перерабатываемых нефтешламов.

Химические методы переработки нефтешламов предназначены для получения продуктов, пригодных для использования в строительстве, строительстве дорог, сооружении земляных насыпей. С экономической точки зрения химическое обезвреживание нефтешламов более выгодно термическое.

С точки зрения эксплуатации технология химического обезвреживания нефтешламов также имеет определенные преимущества по сравнению с термическим методом. Например установки для переработки могут быть мобильными, а значит не требующими строительства собственных зданий.

Другие методы и особенности переработки нефтешламов

Поскольку отдельные методы переработки нефтешламов не всегда дают должный эффект, используются комплексные физико-химические схемы. Особенно это необходимо в случае нефтешламов продолжительного хранения, стабильность которых выше.

Комплексные схемы переработки нефтешламов могут включать в себя отстаивание, флотацию, дегазацию, кондиционирование, осушку, обработку препаратами, уплотнение, разделение.

На заключительной стадии и для обработки остатков могут подключаться и термические методы.

Биологический метод переработки нефтешламов наиболее экологичен, но область его применения сильно ограничена. Биологические методы применяются при очистке емкостей и резервуаров от нефтепродуктов, загрязненной нефтью земли и поверхности воды.

Таким образом переработка нефтяных шламов это актуальная задача и с точки зрения охраны окружающей среды и как источник вторичных материальных ресурсов для получения полезных композиционных материалов.

С бурением скважин возникает проблема – буровой шлам. Для ее решения применяются инновационные методы, специализированная техника и оборудование.

В этой области совершенствуются технологии для обезвреживания этого опасного вещества.

Утилизация бурового шлама требуется компаниям, выполняющим бурение, а также предприятиям по созданию котлованов и туннелей.

Буровой шлам – водная суспензия, имеющая твердую часть, которая состоит из веществ разрушения горной породы и стенок скважины. Вещество улавливается шламовой трубой при колонковом бурении. У него 4 вида отходов:

  • отработанный бетонит;
  • глина;
  • жидкий грунт;
  • грунтовые воды.

Необходима качественная утилизация, поскольку эти продукты отрицательно воздействуют на природу. Достаточно использовать эффективный метод удаления, чтобы не причинить вред среде.

Бурение – воздействие спецтехники на почвенные слои, благодаря чему появляется скважина для добычи ценных ресурсов. Процесс работы выполняется по разным направлениям, которые определяются расположением почвенного или горного пласта: оно бывает горизонтальным, вертикальным, наклонным.

С помощью такой работы появляется цилиндрическая пустота в форме прямого ствола или скважина. Диаметр может отличаться в зависимости от назначения, но он меньше параметра длины. Начинается скважина на поверхности почвы.

Стены имеют название стволов, а дно – забоя. После добычи ценных ресурсов остаются разные вредные отходы, которые важно правильно и своевременно утилизировать. Это позволит не допустить отрицательного воздействия на среду.

Качественная утилизация бурового шлама является важной задачей, поскольку от этого зависит экологическая безопасность России и всего мира. Проникновение этого вещества в водоемы может привести к загрязнению Мирового океана.

Попадание нефтепродуктов является причиной нарушения азотного баланса донных почв, из-за чего происходит нарушение корневой системы водяных растений.

Это нарушение экосистемы, которое влияет на жизнь всего живого в водоеме и на близко находящихся территориях.

Поэтому утилизация бурового шлама является необходимой.

При утилизации бурового шлама классификация веществ имеет важное значение. Вещества разделяются по количественным и качественным характеристикам. К наиболее важным свойствам относят:

  1. Физико-химические.
  2. Состав растворов.
  3. Агрегатное состояние.

Физико-химические показатели используемого с бурением раствора определяются геологическим составом разбуриваемых горных пород и задач, которые вспомогательные компоненты раствора должны выполнять. Кроме охлаждения и смазки инструмента, задействованные скважины облегчают вынос пробуренной породы на землю.

Используемые растворы состоят из стабилизаторов температуры, поверхностно-активных компонентов, противопенных присадок, утяжелителей удельного веса, увеличителей текучести. На основе этих веществ создается технология утилизации раствора. Помимо неорганических компонентов в отработанном растворе есть металлы, парафиновые осадки.

По агрегатному состоянию растворы бывают жидкими (высокая текучесть), полужидкими и твердыми. Главным свойством отношения раствора считается процентное отношение твердой и жидкой фазы.

  1. До 40 – растворы текучие и жидкие.
  2. 40-85% — пастообразные и полужидкие.
  3. От 85% — твердые.

Существуют различные варианты утилизации бурового шлама, но универсального метода нет. К основным относят:

  1. Термический. Устранение отходов с помощью сжигания в особых печах при высокой температуре.
  2. Физический. Благодаря центрифуге и фокуляции осуществляется отделение жидкого и твердого вещества, а потом обезвреживание и утилизация осуществляется отдельно.
  3. Химический. Эта утилизация бурового шлама выполняется с использованием химических компонентов. Также применяются растворители, глина, жидкое стекло и остальные реагенты. Выполняется экстрагирование вещества до твердого вида.
  4. Химико-физический. Выбирается набор химических реагентов, которые придают веществам определенные свойства. Потом компоненты перерабатываются в специальном оборудовании.
  5. Биологический. С использованием этого способа отходы обрабатывают специальные микроорганизмы. Это приводит к разложению шлама на вещества, которые можно захоронить безопасно для природы. Преимуществом считается возможность использования микроорганизма на месте утилизации и захоронения.

Утилизация отходов бурового шлама такими способами считается безопасной. Выбирается подходящий вариант на основе видов вредных веществ.

Способы утилизации бурового шлама следующие:

  1. Закачка смеси в подземные пласты.
  2. Применение для получения смесей, которые пригодятся в строительстве.
  3. Транспортировка в области захоронения.

Помимо утилизации применяемых растворов и появившихся шламов современные компании, выполняющие подобные работы, должны решать задачи по скорой ликвидации нефтяных разливов.

Другой востребованной услугой является ликвидация старого шламового амбара, находящегося на территории работ.

Востребована утилизация бурового шлама в Сургуте, поскольку в той местности востребована сфера бурения.

Компании, выполняющие работы в области экологии, с производством используют свой транспорт и технику, а также применяют свои технологии и оборудование.

Обычно у них есть полигоны для захоронения отходов. Именно такая организация должна проводить утилизацию и переработку бурового шлама.

За весь процесс она несет ответственность, а также за последствия.

Некоторые компании из полученных веществ создают строительные блоки, тротуарную плитку, искусственный камень и прочие строительные материалы.

Используются образовавшиеся компоненты в строительстве и ремонте дорог, изготовлении бетона.

Жидкое вещество раствора с дополнительной обработкой становится пригодным для повторного применения при бурении.

Выполняется практически полная переработка бурового шлама, растворов и шлака. И отходов почти не остается.

Помимо экологической безопасности в местности проведения работ эти мероприятия экономически выгодны компании.

Связано это с уменьшением объемов задач по устранению шламовых амбаров, а также экономии на штрафах, которые положены за загрязнение среды и хранение отходов в области месторождения.

Проблемой нефтедобывающих компаний считается нежелание платить за правильную и безопасную утилизацию отходов.

Смесь твердой и жидкой обработки располагают в амбары, а оттуда осуществляется откачка воды с парафино-нафтеновых углеводородов.

Остатки шлама заливают бетоном и засыпают грунтом.

В итоге появляются захоронения, где присутствуют нефтеуглеводороды, токсические вещества, металлы, вступающие в соединения с остальными компонентами. Увеличение числа буровых установок приводит к загрязнению больших территорий.

Решение проблемы должно быть комплексным. Поэтому необходимо:

  1. Ужесточить наказание за нарушения требований Роспотребнадзора.
  2. Ввести в использование эффективные системы получения безопасной массы, которую можно захоронить или применять для сферы промышленности.

Таким образом, отходы бурового шлама вредны для природы. Своевременная и качественная утилизация позволяет не допустить многих проблем. А для этого каждая нефтедобывающая компания должна относиться к своей работе ответственно.

Переработка нефтешлама. Установка/оборудование для переработки нефтешлама

Изготовление, сборка, тестирование и испытание установок/оборудования для переработки нефтешлама
производится на заводах в Швейцарии, Германии, Франции, Турции, США, Японии и Корее

Компания в России Интех ГмбХ / LLC Intech GmbH на рынке инжиниринговых услуг с 1997 года, официальный дистрибьютор различных производителей промышленного оборудования, предлагает Вашему вниманию установки/оборудование для переработки нефтешлама.

Образование и накопление нефтешламов.

Виды нефтешламов
Способы разделения (переработки) нефтешламов
Принципиальная схема технологического процесса переработки нефтешлама
Установки (оборудование) для переработки нефтешлама
Технологическое описание оборудования для переработки нефтешлама

Технические спецификации оборудования

Образование и накопление нефтешламов. Виды нефтешламов

Нефтешлам — это многокомпонентные устойчивые агрегативные системы, состоящие в основном, из нефтепродуктов, воды, песка, глины и др.

Основной причиной образования нефтешлама является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов с влагой, кислородом воздуха и механическими примесями.

В результате таких процессов происходит частичное окисление исходных нефтепродуктов с образованием смолоподобных соединений.

Одинаковых по составу и физико-химическим характеристикам шламов не существует.

Все нефтешламы могут быть разделены на три группы: грунтовые, придонные и резервуарного типа.

Грунтовый нефтешлам образуется в результате проливов нефтепродуктов на почву в процессе производственных операций.

Придонные шламы образуются за счет оседания нефтеразливов на дно водоемов.

Нефтешламы резервуарного типа – при хранении и перевозке углеводородов в емкостях разной конструкции.

При длительном хранении нефтешламы со временем разделяются на несколько слоев, с характерными для каждого из них свойствами.

  • Верхний слой представляет собой обводненный нефтепродукт с содержанием до 5% тонкодисперсных мехпримесей и относятся к классу эмульсий «вода в масле». В состав этого слоя входят 70-80% масел, 6-25% асфальтенов, 7-20% смол, 1-4% парафинов.
  • Средний, сравнительно небольшой по объему слой представляет собой эмульсию типа «масло в воде». Этот слой содержит 70-80% воды и до 15% механических примесей.
  • Придонный слой представляет твердую фазу, включающую до 45% органики, 52-88% твердых механических примесей, включая окислы железа.

Существуют три основных способа фазового разделения жидковязких нефтешламов – механический, химический и комплексный (для более глубокой очистки нефтепродуктов).

Разрушение устойчивых водно-масляных эмульсий механическим способом основано на технологических приемах искусственного изменения концентраций дисперсной фазы эмульсии с последующей коалесценцией мелких капель этой фазы. Для осуществления операции межфазного разделения жидковязких нефтешламов в настоящее время разработано большое количество технологических аппаратов, включая сепараторы, центрифуги, гидроциклоны различных конструкций.

Принципиальная схема технологического процесса переработки нефтешлама

Наша компания предлагает комплекс оборудования, с помощью которого можно убирать шлам из нефтешламовых накопителей и резервуаров с одновременной переработкой нефтешлама и разделением его на 3 составляющих: нефтяную, водную и твердую фракции.

Принципиальная схема технологического комплекса, состоящая из двух комплексных систем, включает: — Систему извлечения и первичной переработки шлама из прудов-накопителей и резервуаров;

— Систему фазоразделения нефтешламов.

Технологический комплекс можно представить в виде представленной ниже блок-схемы «трехфазного» разделения шламов.

Характеристика установки по пропускной способности и выработке

В данном примере, мы приводим цифры по пропускной способности и наши спецификации по выработке. С одной стандартной системой можно говорить о 8-10 м3 шлама в час при следующих шламах.

Поделиться ссылкой:

Добавить комментарий