СПОСОБ СКЛАДИРОВАНИЯ ДОННЫХ НЕФТЕШЛАМОВ Российский патент 2001 года по МПК B09B1/00 

Изобретение относится к способам временного или постоянного захоронения осадка сточных вод, с целью последующего использования в различных отраслях народного хозяйства, в частности для консервации донных и других нефтешламов из отстойных прудов нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств.

Известен способ захоронения нефтешламов в оврагах, котлованах [Нефтепереработка и нефтехимия. М.: 1990, N 8, с. 30]. Однако этот способ может привести к загрязнению фильтрационных вод.

Известен также способ захоронения токсичных промышленных отходов, включающий укладку водонепроницаемого экрана из глины, заполнение отходов и затем покрытие водонепроницаемым экраном. Этот способ используется для постоянного захоронения токсичных отходов [патент РФ N 2070102, МКИ B 09 B 1/00, Бюл. N 34 от 10.12.96 г.].

Используемые суглинки в качестве водонепроницаемого экрана недостаточно эффективны против фильтрации атмосферных осадков. Кроме того, последующее вскрытие могильника может привести к загрязнению окружающей среды.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ складирования отходов нефтехимических производств, включающий смешение крошки и пыли алюмосиликатного катализатора с нефтешламом, и последующее смешение полученной смеси с золой каменных углей при следующем соотношении компонентов, мас.% [патент РФ N 2105617, B 09 B 1/00, Бюл. N 6 от 27.02.98 г.]:
Нефтешлам - 30 - 60
Крошка и пыль алюмосиликатного катализатора - 2 - 20
Зола каменных углей - 38 - 50
Недостатком известного способа является то, что крошка и пыль алюмосиликатного катализатора и зола каменных углей имеют крупные поры и адсорбируют на своей поверхности нефтяную часть нефтешлама, выкипающие при 300^oC и выше. У фракций, выкипающих при 300^oC и ниже, адсорбируются только высокомолекулярные, а низкомолекулярные вымываются атмосферными осадками, загрязняя окружающую среду.

В современных условиях на нефтеперерабатывающих заводах крошка и пыль алюмосиликатного катализатора дефицитны и они полностью используются в качестве катализатора на установках кат-крекинга с псевдосжиженным слоем 43/107.

Завоз золы каменного угля на большие расстояния приведет к резкому повышению себестоимости складирования отходов. Кроме того, складированные отходы впоследствии невозможно использовать в некоторых отраслях народного хозяйства, например, в цементном, керамзитовом производстве.

Изобретение решает техническую задачу повышения эффективности способа захоронения и снижения его себестоимости.

Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, заключается в защите окружающей среды и в обеспечении возможности дальнейшего использования захороненного нефтешлама в качестве сырья в других отраслях народного хозяйства.

Технический результат достигается тем, что в способе складирования нефтешламов, включающем их смешивание с адсорбентом с последующим складированием, согласно изобретения в качестве адсорбента используют легкоплавкие глины при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нефтешлам - 50 - 95
Легкоплавкая глина - 5-50
Причем используют высоко-средне- и легкоплавкие глины с содержанием SiO₂ - 48. . .70%, Al₂O₃ - 10...26%, FeO + Fe₂O₃ - 3.5...6.0%, CaO до 5%, MgO до 4%.

Донные нефтешламы представляют собой очень вязкие текучие мазеобразные дисперсные системы. На НПЗ Башкортостана накоплено 2.5 млн куб.м. донных нефтешламов.

Для испытаний использованы донные нефтешламы с различных НПЗ с малым (1 гр. ) и большим (II гр. ) содержанием нефтепродуктов (таблица 1). Характеристика нефтяных фракций донных нефтешламов приведена в таблице 2. Глины различной плавкости в таблице 3.

В алюмосиликатном катализаторе и золе основные компоненты представлены в виде оксидов металлов с определенными размерами пор, играющих роль адсорбентов в основном для высокомолекулярных молекул нефтяных фракций донного нефтешлама, при этом низкомолекулярные плохо адсорбируются и вымываются атмосферными осадками.

Основой глин является коллоидный комплекс из различных составляющих в виде аморфного состояния.

Высокоплавкие и среднеплавкие глины содержат большое количество структурных элементов группы монтмориллонита [(ОН)₄Si₈Al₄O₂₀]H₂O слоистой структуры. При смешении глины с нефтешламом, группа H₂O легко заменяется на нефтяные фракции с наименьшей поверхностью натяжения (σ) и с молекулярной массой широкого предела. Слабоплавкие глины (суглинки) в основном содержат минералы группы гидрослюд (иллит), гидромосквита K_1-x(H₃O)_x [AlSi₃O₁₀](ОН)₂ • nН₂О с анионами Na, Mg, Fe³⁺, Fe²⁺ и другие минералы гидробиотит, глауконит и т. д. , обладающие меньшей адсорбционной способностью по отношению к нефтяной фракции нефтешлама. Для достижения одинакового эффекта по адсорбции нефтяной части донного нефтешлама расход слабоплавкой глины на 10-15% выше по сравнению с среднеплавкой.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят площадку-полигон (см. чертеж) на пластах 10 м среднеплавкой глины. Донный нефтешлам с ОАО "Уфимский нефтеперерабатываюший завод" вывозят на полигон и располагают рядами. Завозят глину среднеплавкую Касимовского месторождения. Нефтешлам и глину смешивают бульдозером в различных пропорциях и складируют в бурты, оставляют на 2-3 месяца для адсорбции нефтешлама в порах глины и для воздействия атмосферных осадков.

В результате высокомолекулярные углеводороды со значительным количеством смол и асфальтенов адсорбируются в порах глин, остальная часть стекает с бурта в канаву, которые затем исследуют.

Примеры осуществления способа приведены в таблицах 4, 5.

Донные нефтешламы в естественном составе не складируются в бурты. Смеси донных нефтешламов с глиной в количестве 5 - 50 мас.% на смесь укладываются в бурты различной высоты для временного складирования с целью последующего использования в производстве стройматериалов (керамзита, керамдора, аглопорита, цемента и др.), а также в дорожном строительстве. В результате атмосферных осадков нефтяная часть нефтешламов не десорбируется, следовательно предохраняет от загрязнения окружающую среду. Кроме того, глина имеется в большинстве районов и является одной из самых дешевых адсорбентов.

Для промышленного освоения подготовлен проект полигона, исследована и подготовлена документация санэпиднадзором на использование донного шлама в керамзитовом производстве.

Изобретение относится к способам временного или постоянного захоронения осадка сточных вод с целью последующего использования в различных отраслях народного хозяйства, в частности для консервации донных и других нефтешламов из отстойных прудов нефтеперерабатывающих, нефтехимических производств. Нефтешлам смешивают с легкоплавкой глиной с последующим складированием при следующем соотношении компонентов, мас. %: нефтешлам 50-95, легкоплавкая глина 5-50. Технический результат - защита окружающей среды и возможность дальнейшего использования захороненного нефтешлама в качестве сырья в других отраслях народного хозяйства. 1 ил., 5 табл.

Способ складирования донных нефтешламов, включающий смешивание нефтешламов с адсорбентом с последующим складированием, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют легкоплавкие глины при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Нефтешлам - 50 - 95
Легкоплавкая глина - 5 - 50