СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОНАКОПИТЕЛЯ Российский патент 2007 года по МПК B09C1/00 C02F11/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способам восстановления загрязненной нефтью почвы, а именно к способам утилизации нефтешламонакопителей.

Уровень техники

На территории только Пермской области в результате нефтедобычи, а также аварий на установках по подготовке нефти и на нефтепроводах образовалось более 500000 т загрязненных нефтепродуктов, которые закачивались в специальные земляные резервуары - нефтешламонакопители, находящиеся под открытым небом. С поверхности таких шламонакопителей постоянно происходит (особенно в летний период) испарение легких нефтяных фракций, содержащих меркаптаны с резким запахом. Происходит также просачивание нефтезагрязненной жидкости, содержащей 3,4-бензапирен (наиболее характерный представитель канцерогенных веществ), в почву и грунтовые воды, в результате чего региону наносится значительный экологический ущерб.

Проблема очистки почв от нефти и нефтепродуктов является одной из основных, особенно для тех регионов страны, которые связаны с добычей, транспортировкой и переработкой нефти.

Существует значительный арсенал способов ликвидации нефтяных загрязнений почвы: механические, физико-химические, биологические, агротехнические, фитомелиорация.

К механическим способам относятся обваловка загрязнений и откачка нефти в емкости, замена почвы. Производится также локализация пролитой нефти путем создания с помощью бульдозера земляного вала или котлована-отстойника, из которого либо отправляют нефть на товарный склад, либо направляют на дальнейшую переработку.

К физико-химическим способам относятся диспергирование, гелеобразование, промывка почвы, дренирование почвы, сорбция, термическая десорбция. При этом в сорбционных способах в качестве сорбентов используют природные и синтетические адсорбционные материалы органической и неорганической природы. В некоторых случаях для очистки нефтезагрязненной почвы используют поверхностно-активные вещества (ПАВ), которые изменяют поверхностное натяжение нефтяной пленки, что способствует ее диспергированию и лучшему отделению нефтепродуктов от почвы, грунта. В настоящее время используют для этих целей детергенты естественного и искусственного происхождения.

К биологическим способам относятся биоремедиация и фитомелиорация - внесение специально выделенных из естественной микрофлоры активных нефтеокисляющих микроорганизмов в нефтезагрязненную почву (грунт). В этом случае являются существенными температурный фактор, который определяет интенсивность микробиологического разложения нефти и нефтепродуктов (20-37°С), диапазон значений рН, при котором функционируют микроорганизмы (от 3,5 до 11), скорость деструкции нефтепродуктов (до 257 мг/кг почвы в день, при этом за 3 месяца наблюдалась 83% очистка почвы). Для осуществления биоремедиации применяют такие отечественные препараты, как путидойл, бациспецин, деворойл, олеворин.

Агротехнические методы включает вспашку и рыхление нефтезагрязненной почвы, внесение минеральных удобрений (суперфосфат), посев сидеральных культур, возможна замена верхнего слоя грунта плодородным субстратом.

Фитомелиорация предполагает использование многолетних травянистых растений.

Перечисленные способы являются сложными в осуществлении и требуют больших денежных средств, необходимых для приобретения дорогостоящего специального оборудования, реагентов и биопрепаратов. Они также не дают возможности использования компонентов нефтешламов в качестве дополнительного сырья. Однако очевидно, что нефтешламы из шламонакопителей являются ценным источником дополнительного сырья для нефтеперерабатывающих предприятий при производстве дорожного и строительного битума, а также в качестве топлива при условии, что откаченный из шламонакопителей нефтешлам будет соответствовать ТУ, т.е. очищен от механических примесей и воды (содержание механических примесей и воды согласовывается с потребителем). Стоимость полученных таким образом нефтепродуктов колеблется от 4 до 8 тыс.руб./т. Учитывая существующие объемы шламонакопителей (более 500 тыс.тонн), возврат очищенного нефтешлама из шламонакопителей в качестве сырья для указанных нефтепродуктов позволит сэкономить десятки миллионов рублей.

В настоящее время решением проблемы по утилизации шламонакопителей занимается ряд фирм, которые работают по собственным технологиям. Так, фирма «Грин-Сервис» откачивает жидкий нефтепродукт из шламонакопителя, а шламонакопитель засыпает грунтом, который перемешивается с нефтезагрязненным донным осадком и вывозится на специальные земляные участки, после чего нефтезагрязненный грунт обрабатывается биопрепаратом. Фирма «Инстэб» перемешивает нефтепродукт из донного осадка шламонакопителя с негашенной известью. В результате нефтепродукт капсулируется и становится нетекучим; при этом в атмосферу выбрасываются ацетилен, водород, угарный газ и т.п. Фирма «Эколайт» занимается утилизацией шламонакопителей под г.Краснокамск (Пермская область) на протяжении нескольких лет, применяя технологию отстаивания, выпаривания воды из нефтепродукта, что экономически невыгодно и приводит к дополнительному загрязнению атмосферы. В настоящее время для решения проблемы по шламонакопителям «Эколайтом» привлечены несколько фирм.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ предварительной подготовки нефтесодержащих шламов на объектах формирования при накоплении промышленных объемов для последующей переработки, заключающийся в том, что нефтесодержащий шлам в местах формирования перед сбором с поверхности земли (воды) и транспортированием подвергают обработке композиционным деэмульгатором, обладающим наряду с высокой поверхностной активностью смачивающими свойствами. При этом расход композиционного деэмульгатора в зависимости от свойств нефтешлама составляет 0,02-0,5 кг/т. Затем осуществляют сбор нефтесодержащих шламов в местах формирования, дальнейшую погрузку и перевозку их на объекты формирования промышленных объемов (Патент RU №2195376 С1, кл. В 09 С 1/00, дата публикации: 27.12.2002).

Признаки известного способа, совпадающие с признаками заявленного изобретения, заключаются в обработке нефтешлама раствором поверхностно-активного вещества.

Причина, препятствующая получению в известном способе технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в том, что обработка нефтешлама поверхностно-активным веществом осуществляется до сбора нефтешлама с поверхности земли или воды, что делает невозможным применение способа для утилизации существующих нефтешламонакопителей.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в упрощении технологии утилизации нефтешламонакопителей при повышении степени разделения нефтешлама на очищенный нефтешлам, воду, мусор и механические примеси.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в последовательной трехстадийной утилизации нефтешламонакопителя в соответствии с естественным разделением нефтешлама в шламонакопителе по вертикали на три зоны: верхний слой нефтешлама, подслойную воду и донный осадок.

Достигается технический результат тем, что в способе утилизации нефтешламонакопителя путем разделения нефтешлама на очищенный нефтешлам, воду, мусор и механические примеси, указанное разделение осуществляют в три последовательные стадии: на первой стадии собирают верхний слой нефтешлама, из которого сначала выделяют мусор путем сепарации нефтешлама на вибросите, после чего осуществляют центрифугирование нефтешлама для выделения из него воды, а также остатков мусора и механических примесей, которые затем промывают в растворе поверхностно-активного вещества, на второй стадии собирают средний слой нефтешлама, содержащий преимущественно подслойную воду, из которой сначала выделяют мусор путем ее пропускания через вибросито, после чего осуществляют центрифугирование воды для выделения из нее нефтешлама, а также остатков мусора и механических примесей, которые затем промывают в растворе поверхностно-активного вещества, на третьей стадии осуществляют сбор донного осадка, от которого отделяют нефтешлам путем промывания донного осадка в растворе поверхностно-активного вещества, затем из полученного таким образом нефтешлама выделяют мусор путем сепарации нефтешлама на вибросите, после чего нефтешлам центрифугируют для выделения из него остатков воды, мусора и механических примесей.

Новые признаки заявленного способа заключаются в применении упомянутых трех последовательных стадий.

Краткое описание чертежей

На фиг.1, 2 и 3 показаны функциональные схемы установок для осуществления соответственно первой, второй и третьей стадий способа утилизации нефтешламонакопителя.

Осуществление изобретения

На первой стадии скиммером 1 (фиг.1) собирают нефтешлам с поверхности нефтешламонакопителя, содержащий преимущественно нефть и нефтепродукты, который по трубопроводу подают на береговую зону в подогреватель 2. В последнем вязкий нефтешлам дополнительно подогревается с помощью встроенного змеевика паром (температура пара 100-135°C) или горячей водой (с температурой 85-95°C) до температуры 50-70°C для снижения вязкости. Предусмотрен также предварительный подогрев нефтешлама в точке отбора на определенную толщину слоя пленки. Далее подогретый нефтешлам самотеком поступает на вибросито 3, где происходит грубая очистка нефтешлама от мусора: листвы, травы и плавающего мусора. Очищенный от мусора нефтешлам направляют на центрифугу 4, где происходит центрифугирование нефтешлама с целью выделения из него воды, а также остатков мусора и механических примесей. Очищенный таким образом нефтешлам перекачивают в накопительную емкость или на пункт отгрузки для транспортировки (не показано). Кроме того, нефтезагрязненный мусор с выхода вибросита 3, а также нефтезагрязненные остатки мусора и механических примесей с выхода центрифуги 4 отгружают в емкость-мешалку 5 с раствором поверхностно-активного вещества. При этом для приготовления раствора используется вода, полученная упомянутым центрифугированием нефтешлама. В емкости-мешалке 5 нефтезагрязненные мусор и механические примеси при помощи поверхностно-активного вещества отмывают от нефти и нефтепродуктов до остаточного содержания последних 2-5%, а затем направляют на специальную площадку для биологической обработки (не показано).

На второй стадии центробежным насосом 6 (фиг.2) собирают средний слой нефтешлама, содержащий преимущественно послойную воду. Последнюю подают на вибросито 7 для отделения мусора. Очищенная от мусора вода поступает на центрифугу 8, где происходит ее очистка от остатков нефти и нефтепродуктов. С выхода вибросита 7 мусор, а с выхода центрифуги 8 остатки мусора и механических примесей подают в емкость-мешалку 9, где мусор и механические примеси отмывают от нефти и нефтепродуктов в растворе поверхностно-активного вещества.

На третьей стадии либо оседиагональным насосом 10 (выпускается серийно, г.Оса), либо экскаватором 10 (фиг.3) откачивают (или собирают) донный осадок в виде пульпы, представляющий собой преимущественно мусор и другие твердые частицы, загрязненные нефтешламом. При этом донный осадок подают в емкость-мешалку 11 с раствором поверхностно-активного вещества, где происходит пленочное отделение нефтешлама от мусора и других твердых частиц. Очищенный таким образом от нефтешлама донный осадок загружают транспортерами в автотранспорт для вывоза на биорекультивационную площадку (не показано). Что касается нефтешлама, то его далее подогревают в подогревателе 12 и направляют последовательно на вибросито 13 для очистки от мусора и центрифугу 14 для тонкой очистки от остатков мусора и воды. При этом мусор с выхода вибросита 13, загрязненный нефтешламом, возвращают в емкость-мешалку 11.

Изобретение относится к способам восстановления загрязненной нефтью почвы. На первой стадии собирают верхний слой нефтешлама, из которого сначала выделяют мусор путем сепарации на вибросите, после чего осуществляют центрифугирование нефтешлама для выделения из него воды, остатков мусора и механических примесей. На второй стадии собирают средний слой нефтешлама, содержащий преимущественно подслойную воду, из которой сначала выделяют мусор путем ее пропускания через вибросито, после чего осуществляют центрифугирование воды для выделения из нее нефтешлама, а также остатков мусора и механических примесей, которые затем промывают в растворе поверхностно-активного вещества. На третьей стадии осуществляют сбор донного осадка, от которого отделяют нефтешлам путем промывания донного осадка в растворе поверхностно-активного вещества, затем из полученного таким образом нефтешлама выделяют мусор путем сепарации нефтешлама на вибросите, после чего нефтешлам центрифугируют для выделения из него остатков воды, мусора и механических примесей. Технический эффект - упрощение технологии утилизации нефтешламонакопителей при повышении степени разделения нефтешлама на очищенный нефтешлам, воду, мусор и механические примеси. 3 ил.

Способ утилизации нефтешламонакопителя путем разделения нефтешлама на очищенный нефтешлам, воду, мусор и механические примеси, в котором указанное разделение осуществляют в три последовательные стадии: на первой стадии собирают верхний слой нефтешлама, из которого сначала выделяют мусор путем сепарации нефтешлама на вибросите, после чего осуществляют центрифугирование нефтешлама для выделения из него воды, а также остатков мусора и механических примесей, которые затем промывают в растворе поверхностно-активного вещества, на второй стадии собирают средний слой нефтешлама, содержащий преимущественно подслойную воду, из которой сначала выделяют мусор путем ее пропускания через вибросито, после чего осуществляют центрифугирование воды для выделения из нее нефтешлама, а также остатков мусора и механических примесей, которые затем промывают в растворе поверхностно-активного вещества, на третьей стадии осуществляют сбор донного осадка, от которого отделяют нефтешлам путем промывания донного осадка в растворе поверхностно-активного вещества, затем из полученного таким образом нефтешлама выделяют мусор путем сепарации нефтешлама на вибросите, после чего нефтешлам центрифугируют для выделения из него остатков воды, мусора и механических примесей.