СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ (ШЛАМОВ) Российский патент 2000 года по МПК C02F11/12 C02F11/18 

Изобретение относится к способам переработки нефтесодержащих отходов (шламов) путем предварительного обезвоживания, смешения с неорганическими сорбентами и последующим термическим воздействием и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в земляных амбарах или бетонных шламонакопителях значительных объемов нефтесодержащих отходов, - опасного источника загрязнения окружающей среды.

Известен способ переработки жидких и твердых нефтесодержащих отходов (Пат. США N 5087375, мки 5 B 01 D, 1993 г.) путем их предварительного смешивания с известью в соотношении (мас.) 0,1-50%. При этом протекают процессы обезвоживания, сорбции углеводородных компонентов и нейтрализации шламов и образование смешанных (из органических и неорганических веществ) гранул, которые в дальнейшем подвергаются сушке при температуре 60-200^oC, пиролизу при 400-500^oC и обжигу при 750-1150^oC. Отходящие газы, содержащие органические компоненты сжигают. Этот способ позволяет перерабатывать нефтесодержащие отходы практически любого состава с получением в итоге инертных минеральных гранул, которые могут быть использованы в производстве строительных материалов. Однако, сложность (многостадийность) процесса переработки нефтешламов данным способом, а так же необходимость осуществлять процесс дожига и очистки отходящих газов от вредных примесей являются существенным недостатком данного способа.

Известен способ (SU N 17477400 A1, C 02 F 11/12, опубл. 15.07.92 г., Бюл. N 26), включающий предварительное обезвоживание маслонефтесодержащего осадка методом капиллярного отсоса волокнистым материалом до влажности 60-70% с последующим высушиванием остатка в барабанных печах при 300-400^oC с добавлением гравия или щебня в массовом соотношении от 1:2 до 1:3. В результате получают "черный" щебень, - строительный материал с гидрофобным покрытием, масляный конденсат и очищенную воду.

Недостатки данного способа переработки маслонефтесодержащих отходов, взятого за прототип, - это длительность (24 часа) процесса предварительного обезвоживания осадка и необходимость (во избежание загрязнения воздушной среды вредными веществами) осуществления процесс очистки всего объема улавливаемой и конденсируемой парогазовой фазы от токсичных продуктов разложения (пиролиза) углеводородных и других органических компонентов перерабатываемого осадка, которые неизбежно образуются при прямом нагреве до 300-400^oC в барабанных печах смеси осадка и щебня (гравия).

Целью изобретения является создание более быстрого и экологически приемлемого способа переработки маслонефтесодержащих отходов (шламов) за счет использования для предварительного обезвоживания шламов механического измельчителя с помощью которого в течении 10-15 мин. достигается не только размельчение и очистка жидких и твердых шламов от твердых включений размером более 15-20 мм, но и разрушение агломератов с выделением связанной и свободной (пленочной) воды, т.е. происходит снижение обводненности перерабатываемого шлама до 40-50%. В дальнейшем такой предварительно обезвоженный шлам подвергается термообработке. Чтобы исключить или снизить до минимума разложение (пиролиз) отдельных органических компонентов, нагрев в барабанных печах до температуры 300-400^oC осуществляют лишь одного щебня (гравия). После чего, в вращающемся смесителе предварительно обезвоженный шлам контактируют с горячим щебнем (гравием) в массовом соотношении как и в прототипе, т.е. 1: 2 или 1:3. При этом, температуру термообработки шлама в смесителе в заданных пределах (300-400^oC), поддерживают путем подачи части горячих дымов газов, отходящих с барабанной печи прямого нагрева щебня (гравия).

В экологическом плане преимущество предлагаемого способа переработки маслонефтесодержащего шлама от известного способа, взятого за прототип состоит в том, что при прямом нагреве в барабанной печи до 300-400^oC одного щебня исключается образование токсичных газообразных продуктов разложения органических соединений. Это существенным образом упрощает и удешевляет процесс очистки дымовых газов. Кроме того, контактирование в вращающемся смесителе предварительно обезвоженного "холодного" шлама с нагретым до 300-400^oC щебнем (гравием) приводит к вспениванию остаточной воды, содержащейся в шламе, что интенсифицирует процессы пленкообразования и перевода из шлама в паровую фазу жидких углеводородных компонентов. Подача в такую систему определенного количества горячих дымовых газов также ускоряет процесс отвода из смесителя паровой фазы. При этом, высокомолекулярные (не летучие) углеводородные, асфальто-смолистые и парафиновые компоненты шлама не только образуют прочные твердые или мазеобразные черные пленки на развитой поверхности кусочков щебня (гравия), но проникают (впитываются) внутрь микротрещин и капилляров этих кусочков, замещая ранее содержавшуюся в них и испарившуюся при нагревании в барабанных печах капиллярную воду. Такие "осмелившиеся" кусочки щебня, именуемые далее "черный" щебень, являются эффективным гидрофобным строительным материала, например, при производстве асфальтовых покрытий.

На чертеже представлена принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа переработки нефтесодержащих отходов (шламов). Согласно схемы, нефтесодержащий шлам из шламонакопителя поступает в измельчитель 1, где в процессе механического перетирания и продавливания через сетчатую перегородку происходит его предварительное обезвоживание и очистка от твердых включений размером более 15-20 мм. После такой предварительной "холодной" обработки (при температуре 5-30^oC) шлам из измельчителя 1 поступает в вращающийся смеситель 2, в который из барабанной печи 3 подаются горячий (300-400^oC) щебень (предпочтительно фракция с размером гранул 5-20 мм.) и определенное количество дымового газа. Образуемая в смесителе 2 паро-газовая смесь отводится через конденсатор-холодильник 4 и сепаратор отделения дымовых газов 5 в отстойник 6,где происходит расслоение конденсата на водную и углеводородную (масляную) фазы. Таким образом, в процессе переработки нефтесодержащего шлама предлагаемым способом получают:
- воду, пригодную для повторного использования в технологических целях;
- углеводородную фазу (масло), - ценное сырье для дальнейшей переработки или в качестве товарного (топочного) продукта и
- "черный" щебень, - гидрофобный строительный материал, который может быть использован, например, для производства асфальтового покрытия.

Пример: предварительному обезвоживанию и переработке подвергли "застаревший" нефтешлам (проба, отобранная с очистных сооружениях Волгоградского нефтеперерабатывающего завода).

Компонентный состав и свойства анализируемой пробы нефтешлама приведены в табл. 1. В табл. 2 представлены результаты переработки данной пробы нефтешлама предлагаемым способом в сравнении с прототипом (известным способом).

Из табл. 2 следует, что предлагаемый способ на порядок сокращает время переработки (предварительное обезвоживания и разделение шлама на воду, масло и "черный" щебень), исключает процесс термодеструкции углеводородных компонентов нефти и в 5-10 раз сокращает потери (выбросы в атмосферу) токсичных газообразных соединений (продуктов термического разложения углеводородов).

Изобретение относится к способам переработки нефтесодержащих отходов (шламов) и может быть использовано в нефтяной, нефтеперерабатывающей и других отраслях народного хозяйства, на производственных объектах которых имеет место формирование, складирование и длительное хранение в земляных амбарах или бетонных шламонакопителях значительных объемов нефтесодержащих отходов -опасного источника загрязнения окружающей среды. Процесс ведут путем предварительного обезвоживания шлама с помощью механического измельчителя с последующей термической обработкой при температуре 300-400^oC во вращающемся трубчатом смесителе путем смешения обезвоженного "холодного" нефтешлама с щебнем (гравием) в массовом соотношении 1:2 или 1:3, предварительно нагретым во вращающейся барабанной печи, а для поддержания температуры термообработки в вращающемся смесителе в заданных пределах в него на выход подают дымовые газы с печей нагрева щебня (гравия). Технический результат - упрощение и повышение технологичности процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.

1. Способ переработки нефтесодержащих отходов (шламов), включающий их предварительное обезвоживание и последующую термическую обработку во вращающемся устройстве при температуре 300 - 400^oC с добавлением гравия или щебня в массовом соотношении 1 : 2 или 1 : 3, отличающийся тем, что предварительное обезвоживание исходного сырья ведут в механическом измельчителе, а термическую обработку осуществляют путем контактирования обезвоженного сырья во вращающемся смесителе с нагретым в барабанных печах до температуры 300 - 400^oC щебнем или гравием. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на выход вращающегося смесителя подают дымовые газы с барабанных печей нагрева щебня или гравия.