СПОСОБ ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ВОД Российский патент 2012 года по МПК C02F1/28 C02F1/40 B01D15/02 C02F101/32 B01D41/02 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к очистке сточных вод, содержащих нефть и твердые взвешенные частицы, и может быть использовано в узлах сепарации и сборных пунктах.

Проблема удаления шлама (нефтешлама, мехпримесей, осадков, донных отложений) из резервуаров, отстойников, фильтрующих аппаратов является одной из самых острых и актуальных.

Известен способ удаления шлама из фильтрующего элемента путем периодической обработки парогазовой смесью для удаления поглощенного компонента из поглотителя - неподвижного адсорбера. После тепловой обработки смесь паров десорбированного компонента и воды удаляется из аппарата, а поглотитель подвергается сушке горячим воздухом с последующим охлаждением холодным воздухом [Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Изд-во «Химия». 1971. С.605-606].

Недостатком известного способа является недостаточная эффективность, обусловленная периодичностью очистки фильтрующего элемента, а также невозможностью очистки исходного продукта от твердых частиц.

Известен способ удаления донных отложений, заключающийся в том, что донные отложения (осадок) в резервуарах и отстойниках предварительно подвергают гидроразмыву и гидровыгрузке из этих аппаратов, затем размытый осадок разделяют в центрифуге, из которой фугат (осветленную воду) возвращают в процесс, а отсепарированные механические примеси (сгущенный шлам) отводят в шламонакопитель (контейнер) [«Нефтяное хозяйство» №7, 2002, с.29].

Недостатком этого способа является невысокая эффективность разделения вследствие того, что не обеспечивается отбор крупных фракций шлама, а также использование сложных по конструктивному исполнению и дорогостоящих центрифуг, разработанных компанией «Alfa-Laval» (Франция).

Наиболее близким к заявляемому является способ удаления шлама из пластовых и сточных вод предварительным гидроразмывом - взмучиванием осадка и последующим разделением размытого осадка под действием центробежных сил на осветленную воду и сгущенный шлам, который отводят в контейнер, а воду возвращают в процесс, гидроразмыв осуществляют путем циркуляции воды противотоком вдоль продольной пластины, а размытый осадок разделяют последовательно или поочередно в двух гидроциклонах [патент РФ №2234469, кл. C02F 9/02, 2004 г.].

Недостатком способа, принятого в качестве прототипа, является его сложность и цикличность работы, обусловленная тем, что для удаления шлама необходимо отключать дренажную емкость от процесса фильтрации воды, что снижает производительность очистки.

Технический результат - повышение эффективности очистки сточных вод путем непрерывной очистки фильтрующего элемента.

Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе очистки нефтепромысловых вод путем введения их в емкость, заполненную сыпучим фильтрующим элементом, например адсорбером, вывода очищенной воды, отделения шлама от фильтрующего элемента с использованием циркуляции воды противотоком и последующим разделением осадка и воды центрифугированием, особенность заключается в том, что отделение шлама от фильтрующего элемента производят непрерывно с выведением части сыпучего фильтрующего элемента из емкости, воздействием на порцию фильтрующего элемента циркулирующей противотоком воды с последующим введением очищенного фильтрующего элемента в емкость, вывод части сыпучего фильтрующего элемента из емкости производят из нижнего слоя фильтрующего элемента, а введение очищенной части фильтрующего элемента осуществляют в его верхний уровень, причем количества выводимого и вводимого обратно частей фильтрующего элемента равны между собой, а циркулирующая противотоком вода подается нагретой до 80-90°С совместно с газом.

Сравнение существенных признаков заявляемого технического решения и прототипа показывает соответствие предлагаемого изобретения критерию «новизна». Заявленный способ обладает также «изобретательским уровнем», так как авторами впервые предложен способ удаления шлама из фильтрующего элемента методом непрерывной промывки частей выведенного из емкости фильтрующего сыпучего состава с последующим возвратом его после промывки в емкость.

Способ поясняется чертежами (фиг.1,2).

Способ осуществляется следующим образом.

Пластовую или сточную воду, содержащую шлам, направляют в емкость 1, фильтрующий отсек 2 которой заполнен сыпучим фильтрующим элементом 3. После заполнения отсека 2 водой до определенного уровня начинается процесс вывода части фильтрующего элемента 3 из отсека 2. Это производится с помощью шнека 4, помещенного в нижнюю часть отсека 2, приводимого во вращение электроприводом 5. При выводе части фильтрующего элемента 3 из отсека 2 его место занимает оставшийся сыпучий фильтрующий элемент, опускающийся по наклонному перфорированному поддону 5 к шнеку 4. Выведенная из отсека 2 часть фильтрующего элемента попадает в нижний бункер 6 и ссыпается на его перфорированный пол 7. При накоплении определенной порции фильтрующего элемента по трубопроводу 8 подается смесь газа и подогретой воды, при этом гранулы фильтрующего элемента поднимаются восходящим потоком и увлекаются вверх по трубе 9. В процессе подъема производится флотация взвешенных частиц шлама, а также разогрев и отделение от гранул фильтрующего элемента коллоидных частиц нефти. Водогазовым потоком смесь фильтрующих гранул и шлама перемещается в верхний бункер 10 с перфорированным полом. Гранулы фильтра остаются в бункере 10, а шлам с водой через перфорации пола выводятся в центрифугирующее устройство 11, откуда очищенная вода подается в емкость 12 для очищенной воды, а шлам - в контейнер для сгущенного шлама 13. В емкость 12 сливается и очищенная вода из отсека 2 емкости 1. Из верхнего бункера 10 шнеком 14 очищенные гранулы фильтрующего элемента транспортируются в отсек 2 и ссыпаются на верхний слой фильтра 3. Нижний шнек 4 и верхний шнек 14 работают синхронно, перемещая фильтрующие гранулы в противоположных направлениях, их валы соединены цепной передачей 15. Подогрев очищающей воды производится подогревателем 16.

Пример осуществления способа.

В качестве емкости 1 применяется горизонтальный отстойник ОГ-200 емкостью 200 м³. Внутри емкости установлены перегородки, образующие фильтрующий отсек 2, заполненный фильтрующим адсорбером в виде гранул, например, марки ОДМ-2Ф. На нижнем и верхнем уровнях отсека 2 установлены шнеки 4 и 14 диаметром 200 мм, вращающиеся со скоростью 2÷5 об/мин. Объем фильтрующего элемента, засыпанный в отсек 2, составляет 50÷60 м³. Производительность шнеков 4 и 14 составляет 2÷3 м³/час. Время полной очистки всего объема фильтрующего адсорбера около 20 часов. Время обработки одной порции выведенного из отсека 2 фильтрующего элемента водогазовой смесью 3÷5 минут. Производительность очистки нефтепромысловых вод составляет 10 тыс. м³/сут.

Таким образом, за счет постепенной очистки частей фильтрующего элемента, выведенных из фильтрующего отсека, и последующего возврата их в работу после очистки достигается непрерывность очистки нефтепромысловых вод и уменьшение необходимого количества фильтрующего элемента.

Способ не сложен в исполнении и осуществим на практике.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в узлах сепарации и сборных пунктах. Фильтрующий отсек 2 емкости 1 заполняют сыпучим фильтрующим элементом 3. Сточную воду подают в емкость 1. Часть фильтрующего элемента 3 выводят из емкости 1 в нижний бункер 6. В бункер 6 по трубопроводу 8 подают смесь газа и подогретой воды. Смесь фильтрующего элемента 3 и шлама восходящим потоком по трубе 9 перемещается в верхний бункер 10. Из верхнего бункера 10 шнеком 14 очищенные гранулы фильтрующего элемента 3 подают в отсек 2. Шлам с водой через перфорации пола в бункере 10 выводят в центрифугирующее устройство 11. Очищенная вода из устройства 11 поступает в емкость 12 для очищенной воды, а шлам - в контейнер для сгущенного шлама 13. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки нефтепромысловых вод путем непрерывной очистки фильтрующего элемента. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.

1. Способ очистки нефтепромысловых вод путем введения их в емкость, заполненную сыпучим фильтрующим элементом, например, адсорбентом, вывода очищенной воды, отделения шлама от фильтрующего элемента с использованием циркуляции воды противотоком и последующим разделением осадка и воды центрифугированием, отличающийся тем, что отделение шлама от фильтрующего элемента производят непрерывно с выведением части сыпучего фильтрующего элемента из емкости, воздействием на порцию выведенного фильтрующего элемента циркулирующей противотоком воды с последующим введением очищенного фильтрующего элемента в емкость.

2. Способ очистки нефтепромысловых вод по п.1, отличающийся тем, что вывод части сыпучего фильтрующего элемента из емкости производят из нижнего слоя фильтрующего элемента, а введение очищенной части фильтрующего элемента осуществляют в его верхний уровень, причем количества выводимого и вводимого обратно частей фильтрующего элемента равны между собой.

3. Способ очистки нефтепромысловых вод по п.1, отличающийся тем, что циркулирующая противотоком вода подается нагретой до 80-90°С совместно с газом.