СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ШЛАМОВ Российский патент 2014 года по МПК C10G1/00 B09B3/00 

Описание патента на изобретение RU2506303C1

Изобретение относится к переработке нефтяных шламов и может быть применено в нефтеперерабатывающей промышленности для получения разнообразных композиционных материалов.

Известен способ переработки и утилизации нефтяных шламов, в котором путем сбора с поверхности накопителя верхнего (нефтяного), среднего (водного) слоев и донных отложений получают объединенную жидкую фазу, которую подают в реактор-разделитель кавитационного типа совместно с реагентом, способствующим разделению в данной фазе эмульсии. При этом получают нефтепродукт, соответствующий легкому котельному топливу и твердый осадок подлежащий обезвреживанию на полигоне путем биоразложения (см. патент RU №2182921, МПК С10С 3/00, C10G 31/00, 2002).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе не проводят выделение нефтяных фракций, таким образом, отсутствует глубокая переработка углеводородсодержащей части нефтяного шлама и в известном способе применяются реагенты (деэмульгаторы, флотоагенты) на стадии подготовки, что существенно увеличивает стоимость переработки нефтяного шлама.

Известен способ переработки нефтесодержащих шламов, в котором путем очистки нефтешлама в гидроциклоне и гидродинамической обработки в пульсационном насосе с деэмульгатором получают углеводородную эмульсию (см. патент RU №2411260, МПК C08J 11/00, B01D 21/00, 2011).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе получаемый нефтесодержащий товарный продукт применяют только в качестве топлива, что экономически неэффективно и экологически малоприемлемо, т.к. материальные затраты на переработку превосходят ожидаемый экономический эффект от реализации низкосортного топлива, а сжигание нефтешлама ведет к загрязнению атмосферного воздуха.

Известен способ утилизации нефтяного шлама, в котором путем смешения нефтешлама с низкомолекулярным углеводородным растворителем парафинового ряда, фильтрации и последующего отстаивания обеспечивают флокуляцию и оседание из нефтяного раствора асфальтенов совместно с механическими примесями, а полученный нефтяной раствор утилизируют как нефть товарную I группы качества (см. патент RU №2172764, МПК C10G 31/09, 2001).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе применяют значительное количество реагентов и дополнительных растворителей, что экономически нецелесообразно, т.к. стоимость низкомолекулярных углеводородных растворителей значительно превосходит стоимость получаемых при переработке товарных продуктов.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ переработки твердых нефтяных шламов, в котором путем перевода его в вязкотекучее состояние, нагрева и модифицирования, выделяют соответствующие нефтяные фракции, (см. патент РФ №2193578, МПК C08J 11/04, C10G 7/00, C10G 31/06, 2002) принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относится то, что в известном способе нагрев нефтешлама ведут поэтапно от температуры окружающей среды до 700°С со скоростью 1,25-20,0 град/мин, причем, нагрев в интервале 120-240°С проводят со скоростью не более 2,5 град/мин, а в интервале 240-450°С со скоростью не более 20 град/мин, что существенно увеличивает время процесса обработки шлама и энергозатраты на поддержание необходимого температурного режима. Кроме того, в известном способе создают атмосферу инертного газа, азота или ограничивают доступ воздуха в процессе термообработки и модифицирования нефтешлама, что ведет к повышению эксплуатационных требований и эксплуатационных расходов; модифицируют нефтешлам путем изготовления топливных брикетов, сжигание которых приводит к выбросам в атмосферу значительного количества вредных продуктов; не перерабатывают замазученные грунты в изоляционный материал для полигонов размещения отходов, что свидетельствует о неполной переработке исходного шлама.

Сущность изобретения заключается в следующем. Проблема при переработке нефтесодержащих шламов состоит в том, что возникла необходимость снижения затрат на переработку нефтесодержащих шламов, сокращения времени полного испарения воды и светлых нефтепродуктов из нефтешлама, увеличения выхода светлых нефтепродуктов и выделения замазученного грунта для получения изоляционного материала применяемого на полигонах размещения бытовых и промышленных отходов.

Технический результат - сокращение времени испарения воды и светлых нефтепродуктов из нефтешлама, увеличение выхода светлых нефтепродуктов вследствие повышения скорости нагрева нефтешлама при распылении его в среду дымовых газов и предотвращения окисления и осмоления компонентов шлама.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способ переработки твердых нефтяных шламов, осуществляют путем раздельного отбора из накопительного амбара верхнего слоя нефтешлама и донного слоя нефтешлама, от донного слоя нефтешлама отделяют замазученный грунт, который отправляют на полигон для биоразложения или используют в качестве изоляционного материала на полигонах размещения бытовых и промышленных отходов, донный слой нефтешлама объединяют с верхним слоем нефтешлама или модифицируют путем разбавления фракцией светлых нефтепродуктов, подготовленный таким образом нефтешлам, направляют в теплообменник, перегреватель и под давлением в душ, при выходе из которого он распыляется, противотоком к нефтешламу снизу вверх движутся дымовые газы, при этом нагрев шлама осуществляют от температуры 120-140°С и со скоростью нагрева от 143±15 град/сек, далее нагрев осуществляют в соответствии с фиг.2, и на конечном этапе нагрева 340-350°С со скоростью нагрева 10±2 град/сек, при этом выделение нефтяных фракций осуществляют на конечном этапе нагрева, в результате выделения нефтяных фракций получают гудрон для дорожного битума, фракцию светлых нефтепродуктов, которую используют в качестве печного топлива или как добавку к сырью гидроочистки на нефтеперерабатывающих заводах.

Описание изобретения содержит чертежи фиг.1, фиг.2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, получены в ходе апробации способа переработки нефтесодержащих отходов на образцах нефтешламов из накопительных амбаров, состав которых совместно с результатами экспериментов приведены в табл.1.

Способ переработки твердых нефтяных шламов, включающий перевод его в вязкотекучее состояние осуществляют (см. фиг.1) путем раздельного отбора из накопительного амбара 1 верхнего слоя нефтешлама 2 и донного слоя нефтешлама 3, затем от донного слоя нефтешлама отделяют замазученный грунт 4, который отправляют на полигон для биоразложения или используют в качестве изоляционного материала на полигонах размещения бытовых и промышленных отходов. Донный слой нефтешлама 3 перекачивают в гомогенизатор 5, где его объединяют с верхним слоем нефтешлама 2 или модифицируют путем разбавления фракцией светлых нефтепродуктов. Подготовленный в гомогенизаторе 5 нефтешлам, направляют в промежуточную емкость 6, откуда поэтапно перекачивают его насосом 7 в теплообменник 8, где его нагревают гудроном 9, поступающим из реактора 10 в сборник гудрона 11, и в перегреватель 12, где его нагревают до 120-140°С дымовыми газами 13, которые выводят в атмосферу через вывод дымовых газов 14. Затем перегретый в перегревателе 12 нефтешлам, с содержанием воды не менее 5% по массе, поступает под давлением в 1,5-2 атмосферы в душ 15, при выходе из которого распыляется за счет резкого перехода эмульгированной воды из жидкого состояния в газообразное. Противотоком к нефтешламу, снизу вверх по вертикальному реактору 10, движутся дымовые газы 13 с температурой 420-600°С. При этом нагрев шлама осуществляют со скоростью нагрева от 143±15 град/сек и температурным режимом от температуры 120-140°С на начальном этапе нагрева, далее нагрев осуществляют в соответствии с фиг.2, до скорости 10±2 град/сек и температуры 340-350°С на конечном этапе нагрева. Дымовые газы 13 получают в тепловом агрегате 16 (регулируемом генераторе дымовых газов) путем сжигания топлива 17 (мазута, черного соляра, печного топлива и т.п.) при нагнетании воздуха компрессором 18. Излишек дымовых газов отводят через выход 19. Дымовые газы 13 поступают в реактор 10 через узел подачи дымовых газов 20 и интенсифицируют испарение воды и светлых нефтепродуктов с поверхности капель нефтешлама. При этом выделение нефтяных фракций осуществляют на конечном этапе нагрева, по достижении скорости нагрева 10±2 град/сек и температуры нагрева 340-350°С. Паро-дымовую смесь 21 подают в холодильник 22, где охлаждают водой 23, выводимой через вывод 24, и конденсируют. Затем конденсат подают в сепаратор-отстойник 25, где разделяют на газовые сдувки 26, фракцию светлых нефтепродуктов 27 и воду 28.

Пример. Переработка нефтешламов проводилась в июле-августе 2010-2011 годов. Состав исследованных нефтешламов из шламонакопительных амбаров и выход светлых нефтепродуктов в зависимости от способа обработки приведены в таблице 1. Подготовку образцов для эксперимента осуществляли путем смешения верхнего и донного слоев нефтешлама в соотношении 1:1 по массе [см. М.С.Кузнецова, Н.А. Уварова, А.А. Пименов, В.В. Ермаков, В.А. Бурлака. Дифференциация нефтешламонакопителей на основании их ресурсного потенциала // Экология и промышленность России. 2011. Декабрь. №12. С.30; Е.А. Кисельников, А.А. Пименов, Н.Г. Гладышев, П.А. Никульшин, В.В. Коновалов, А.А. Пимерзин, Д.Е. Быков. Малоотходная утилизация жидких нефтесодержащих отходов // Экология и промышленность России. 2011. Март. №3. С.32.] Таким образом, показано, что предлагаемый способ переработки нефтесодержащих шламов позволяет существенно повысить выход светлых нефтепродуктов по сравнению с известным способом переработки.

График, иллюстрирующий эффективность предлагаемого способа переработки нефтешлама, представлен на фиг.2, приведена зависимость скорости нагрева образца нефтешлама в условиях эксперимента по распылению нефтешлама в среду дымовых газов (кривая 1) и расчетная зависимость скорости нагревания в адиабатно-изотермическом режиме, предложенном в известном способе (кривая 2). При распылении нефтешлама в среду дымовых газов получают капли шлама, которые за время процесса нагрева приобретают достаточно высокую температуру для полного испарения растворенной воды и большей части светлых нефтепродуктов. По причине отсутствия кислорода и высокой скорости нагрева не протекают процессы окисления и осмоления компонентов шлама, что увеличивает выход светлых нефтепродуктов. Экспериментальные данные по зависимости скорости нагрева жидкого образца нефтешлама в условиях эксперимента по его распылению в среду дымовых газов приведены в таблице 2.

Результаты анализа гудронов полученных предлагаемым способом (см. табл.3) доказывают соответствие их требованиям, предъявляемым к сырью битумному СБ 20/40 [см. А.Н. Сухоносова, М.С.Кузнецова, Н.Г. Гладышев, В.В. Ермаков, А.А. Пименов. Основные направления квалифицированного использования кубовых остатков выделения дизельных фракций из нефтесодержащих отходов // Экология и промышленность России. 2011. Декабрь. №12. С.10; ГОСТ 11503-74. Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости].

Таблица 2 Экспериментальная зависимость температуры нагрева жидкого образца нефтешлама в условиях эксперимента по его распылению в среду дымовых газов Температура образца нефтешлама, °С Время, с 1 120 0,00 2 163 0,30 3 213 0,35 4 268 0,70 5 335 2,35 6 351 3,90

Таблица 3 Результаты анализа полученных гудронов на соответствие требованиям, предъявляемым к сырью битумному СБ 20/40 Показатель Образцы нефтешлама Нормативные требования №1 №2 №3 №4 №5 Вязкость условия при 80°С на вискозиметре с диаметром истечения 5 мм, с 49 73 36 43 66 20-40 Температура вспышки в открытом тигле,°С 267 277 233 245 245 Не менее 190 Плотность при 20°С (после отделения мехпримесей), г/см3 0,992 1,014 0,974 0,986 1,018 0,97-0,99 Температура размягчения по Кольцу и Шару,°С 51 64 35 43 59 Не менее 20 Массовая доля воды, % Менее 0,4 Следы

Похожие патенты RU2506303C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРОСОДЕРЖАЩЕГО НЕФТЕШЛАМА 2015
  • Винокуров Владимир Арнольдович
  • Фролов Валентин Ивлиевич
  • Иванов Евгений Владимирович
  • Гущин Павел Александрович
  • Лесин Сергей Викторович
  • Караханов Эдуард Аветисович
  • Рахманов Эдуард Васильевич
  • Акапян Аргам Виликович
RU2608036C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СЕРОСОДЕРЖАЩЕГО НЕФТЕШЛАМА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ВОДЫ 2016
  • Винокуров Владимир Арнольдович
  • Фролов Валентин Ивлиевич
  • Лесин Сергей Викторович
  • Караханов Эдуард Аветисович
  • Глотов Александр Павлович
  • Вутолкина Анна Викторовна
  • Рахманов Эдуард Васильевич
  • Кардашева Юлия Сергеевна
RU2626240C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩЕГО ШЛАМА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2004
  • Смолянов В.М.
  • Журавлёв А.В.
  • Новосельцев Д.В.
  • Назаров Е.А.
RU2266258C1
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ ШЛАМОВЫХ АМБАРОВ И УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ 2010
  • Позднышев Геннадий Николаевич
  • Позднышев Леонид Геннадьевич
RU2470721C2
ГРУНТ ТЕХНОГЕННЫЙ ПОЛУЧЕННЫЙ ПУТЕМ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ 2013
  • Гурьевский Юрий Евтефеевич
  • Бухтоярова Яна Юрьевна
RU2520146C1
СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ 2013
  • Григорьева Мария Михайловна
  • Пивсаев Вадим Юрьевич
  • Кузнецова Мария Сергеевна
  • Красников Павел Евгеньевич
  • Пименов Андрей Александрович
  • Быков Дмитрий Евгеньевич
RU2541546C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМА 2008
  • Зоркин Евгений Максимович
RU2396219C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМОВ И ОЧИСТКИ ЗАМАЗУЧЕННЫХ ГРУНТОВ 2014
  • Чертес Константин Львович
  • Быков Дмитрий Евгеньевич
  • Тупицына Ольга Владимировна
  • Пыстин Виталий Николаевич
  • Сафонова Наталия Александровна
  • Самарина Оксана Алексеевна
RU2584031C1
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОТРАБОТАННЫХ БУРОВЫХ ШЛАМОВ 2008
  • Бурлака Владимир Александрович
  • Бурлака Иван Владимирович
  • Бурлака Николай Владимирович
RU2379137C1
ГРУНТ ТЕХНОГЕННЫЙ ЗАТОРФОВАННЫЙ ДЛЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ И НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ 2013
  • Гурьевский Юрий Евтефеевич
  • Бухтоярова Яна Юрьевна
RU2520145C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 506 303 C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ШЛАМОВ

Изобретение относится к способу переработки отходов - нефтесодержащих шламов. Способ переработки твердых нефтяных шламов осуществляют путем раздельного отбора из накопительного амбара верхнего слоя нефтешлама и донного слоя нефтешлама, от донного слоя нефтешлама отделяют замазученный грунт, который отправляют на полигон для биоразложения или используют в качестве изоляционного материала на полигонах размещения бытовых и промышленных отходов, донный слой нефтешлама объединяют с верхним слоем нефтешлама или модифицируют путем разбавления фракцией светлых нефтепродуктов, подготовленный таким образом нефтешлам, направляют в теплообменник, перегреватель и под давлением в душ, при выходе из которого он распыляется, противотоком к нефтешламу снизу вверх движутся дымовые газы, при этом нагрев шлама осуществляют от температуры 120-140°С и со скоростью нагрева от 143±15 град/сек, далее нагрев осуществляют в соответствии с фиг.2, и на конечном этапе нагрева 340-350°С со скоростью нагрева 10±2 град/сек, при этом выделение нефтяных фракций осуществляют на конечном этапе нагрева, в результате выделения нефтяных фракций получают гудрон для дорожного битума, фракцию светлых нефтепродуктов, которую используют в качестве печного топлива или как добавку к сырью гидроочистки на нефтеперерабатывающих заводах. Технический результат - сокращение времени испарения воды, увеличение выхода светлых нефтепродуктов, полное полезное использование отхода. 3 табл., 2 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 506 303 C1

Способ переработки твердых нефтяных шламов путем раздельного отбора из накопительного амбара верхнего слоя нефтешлама и донного слоя нефтешлама, от донного слоя нефтешлама отделяют замазученный грунт, который отправляют на полигон для биоразложения или используют в качестве изоляционного материала на полигонах размещения бытовых и промышленных отходов, донный слой нефтешлама объединяют с верхним слоем нефтешлама или модифицируют путем разбавления фракцией светлых нефтепродуктов, подготовленный таким образом нефтешлам направляют в теплообменник, перегреватель и под давлением в душ, при выходе из которого он распыляется, противотоком к нефтешламу снизу вверх движутся дымовые газы, при этом нагрев шлама осуществляют от температуры 120-140°С и со скоростью нагрева от 143±15°С/с, далее нагрев осуществляют в соответствии с фиг.2, и на конечном этапе нагрева 340-350°С со скоростью нагрева 10±2°С/с, при этом выделение нефтяных фракций осуществляют на конечном этапе нагрева, в результате выделения нефтяных фракций получают гудрон для дорожного битума, фракцию светлых нефтепродуктов, которую используют в качестве печного топлива или как добавку к сырью гидроочистки на нефтеперерабатывающих заводах.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2506303C1

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ШЛАМОВ 2000
  • Решетов В.А.
  • Павлов В.Т.
  • Павлов А.Т.
  • Лихачев М.П.
  • Болотский А.Н.
  • Турунов Д.Л.
  • Морковин В.В.
RU2193578C2
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЯНОГО ШЛАМА 2000
  • Позднышев Г.Н.
  • Манырин В.Н.
  • Калугин И.В.
  • Манырин В.Н.
RU2172764C1
СПОСОБ ЗАХОРОНЕНИЯ СУПЕРТОКСИЧНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ 2006
  • Гильманов Хатмулла Габдулович
  • Халилов Вячеслав Шамильевич
  • Халилов Игорь Вячеславович
  • Шайбекова Эльвира Баймухаметовна
  • Габбасов Булат Мазитович
  • Курбатов Антон Игоревич
  • Абдрахимов Юнир Рахимович
  • Круглов Эдуард Александрович
  • Ковалева Лиана Ароновна
RU2317160C1
US 20060186021 A1, 24.08.2006
US 20090062581 A1, 05.03.2009.

RU 2 506 303 C1

Авторы

Пивсаев Вадим Юрьевич

Красников Павел Евгеньевич

Ермаков Василий Васильевич

Пименов Андрей Александрович

Радомский Владимир Маркович

Быков Дмитрий Евгеньевич

Даты

2014-02-10Публикация

2012-06-20Подача