Способ переработки нефтешлама Советский патент 1982 года по МПК C02F11/18 C02F11/18 C02F101/32 C02F103/34 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМА.

1

Изобретение относится к нефтепереработке.

При очистке сточных вод нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводов образуются значительные количества нефтешламов, отходов нефтепереработки. На заводе мощностью по перерабатываемой нефти 6 млн. т в год образуется порядка 2 т/ч нефгешлама. Нефтешлам представляет собой стойкую вязкую эмульсию нефти с водой, содержащую мехпримеся. Нефтещлам, накопленный в прудах-накопителях, со временем теряет испаряющиеся из него легкие фракции нефтепродуктов и расслаивается. В верхних слоях содержится 40 - 65% нефтепродуктов и-1 - 5% механических примесей, в нижних слоях содержание нефтепродуктов снижается до 18 - 25%, а количество механических примесей, напротив, возрастает до 15 - 40%.

Несмотря на то, что нефтешламы состоят из ценных составляющих (нефтепродуктов и воды) выделение их в чисТОМ виде и использование до сих пор |Не представлялось возможным.

Кроме того, следует отметить, что механические примеси, состоящие в ооiHOBHOM из песка и глинистых частиц, могут быть включены в производство таких строительных материалов как к&рамаит, глиняный кирпич. В данном случае наличие в них нефтепродуктов желательно, так как нефтепродукты будут играть

10 роль выгорающего агента.

На нефтеперерабатьгеающих предприятиях к насто1Шему времени в прудахнакопителях скопились колоссальные количества нефтещлама, которые приводят

5 к увеличению загазованности территории, загрязнению почвы и грунтовых вод. В пруды-накопители нефтеперерабатывающих предприятий страны ежегодно поступает до тыс. т нефтяных щламов.

20

Известен способ обработки нефтещлама сжиганием в различных топочных установках (во вращающихся барабанных печах, в печах с кипящим слоем, в топкак с рас1 ыпвтвпьнь1ми форсунками и т.д.) 1,.

Известен способ сжигаття нефтешлама в печи с барботажной горелкой. Че рез пефтещлам, подаваемый в топочное устройство, продувается воздух, что позволяет создать пенный сзтой, в котором сло гается нефтешлам. Зола, образующаяся при сжига1ШИ нефтешлама, не пред,ставляет собой экологической опаснобти и может сбрасываться в отвалы . ,

Основным недостатком способов сжигания нефгешлама является то, что они не позволяют утилизировать ни нефтепродукт, 1Ш воду. Теплоту образовавшейся паро-г юовой смесл использовать на практш;:о не представлялось возможзгым. Кроме того, гфи. снйшании нефтешлама приходятся расходовать товарное топливо.

Известен также способ разделения

нефтешлама на водную, нефтяную и твердую фазы экстракцией нефтепродуктов из шлама легкими углеводородными растворителями (бутан, пентан, гексан, их смеси и изомеры). Процесс включает civiemeние нефтешламов с экстрагентом, выделение из них при оастаиванАи нефтеуглеводоро;..щой ф,азы, воды и мехпрнмесей. Для возвращения экстрагента в гшкл нефтеуглеводороднута фазу разделяют на специаль ной ректнфика1шонной колонне СЗ 3

Недоатстком дшшого способа переработ1Ш нефтя1Ш1Х шламов является образованне значителыпз х количеств сточных вод, которые в свою очередь следует подвергать очистке. К тому же метод экст- ракщш характеризуется Значительными затратами на регенерацию растворителя и осуществление его сопровождается потерями дорогостоящего экстрагента.

Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому является способ, j осуществляемый заморажива1Шем нефте,1Ш1ама в теплообме1шике охлаждающим агентом с последующим оттаившшем щлама после его расслоения отделением нефтепродуктовой части от воды 4j .

Недостатком известного способа переработки является образование значительных количеств сточных вод, которые в свою очередь подвергают очистке. Выделешлый нефтепродукт обводнен и его следует дополнительно обезвоживать. К тому же твердая фаза содержится как в орга1шческой, так и в водной фазах. Способ вымораживания не технологичен, так как уже при Ю - 15 С вязкость нефтещлама резко возрастает, иэ-за чего возникают трудности с его перекачиванием.

Низкие теушературы ухудшают. условия расслалвания оттаявшей эмульсии. Кроме того, для охлаждения нефтеишама требукся дополнительные затраты энергии и создание холодильной установки. Способ не позволяет утилизЗЕфовать нефтещлам в промьшшенном масщтабе и использовать его в народном хозяйстве.

Цель изобретеьшя - предотвращение образова1шя сточных вод и новыщение степени обезвоживания выделяемого нефтепродукта.

Поставленная цель достигается тем, (1)те11шам нагревают до 100 190 С при непосредственном контакте с кидким орга1шческкм теплоносителем, выпаривают из него воду и часть легколетучей оргатши и отделяют меха1Шческие примеси.

В качестве жзвдкого органического теплоносителя используют выделяемый из нефтемлама нефтепродукт.

Способ осуществляют в установке, в состав которой входят контактный испаретель, насос, нагревательная печь.

В верхней части контактного испарителя расположена зона сепарации пара, в средней части - контактное устройство, в ко1юром в основном происходит нагрев и yriapKBajffle нефтещлама при непосредственном контакте с жишшм органичес1сим теплоносителем, в нижней части зона сугстаивания, в которой происходит отделение фракцю нефти, используемой в качестве теплоносителя, топлива и отводщуюй частично потребителю, от остатка (меха1шческих примесей и упаренного раствора).

Насос служит для перекачки выделентвых фрашвай нефти по потокам: теплоноситель через трубчатый змеевик печи в контактный испаритель для смещения с нефтеишамом; топливо на форсунки; балансовый избыток нефтепродукта потребителю.

Нагревательная печь, в которой сжигается часть выделенного из нефтещлама нефтепродукта, служит для нагрева органического теплоносителя в трубчатом змеевике.

Нефтещлам подают в поток нагретого дшдкого органического теплоносителя, после чего полученную смесь направляют в контактный испаритель. В испарителе при непосредственном контакте с теплоносителем нефтешлам нагревают и упаривают. Образующиеся пары воды и нефтепродуктов- отводят с верхней части аппарата и направляют потребителю. Оставшаяся смесь нефтепродуктов, механических 1фимесей и упаренного раствора поступает в отстойную зону испаритепя. В отстойной зоне происходит отделение Нефтепродуктов от механических примесей и . упаренного раствора. Механические примеси и упаренный раствор выводят из нижней части аппарата и подают на дальнейшую переработку. С верхней части отстойной нефтепродукт забираю насосом и выводят тремя потоками: часть в качестве жидкого органического теплоносителя через трубчатый змеевик нагревательной печи на смешение с нефтопламом н подачу в контактный испаритель; часть в качестве топлива на форсунки нагревательной печи, часть в виде готового жидкого нефтепродукта потребителю, Пример. В поток нагретого жидкого теплоносителя подаюа нефтешлам после чего полученную смесь направляют в контактный испаритель. При непосредст венном контакте с теплоносителем нефтешлам нагревают и упаривают. Давление в контактном испарителе поддерживается с помощью вентиля расходом паровой фазы. Образующийся пар отводят ,из контактного испарителя и конденсируют в холодильнике-конденсаторе. Оставшийся в контактном испарителе нефтепродукт выделяют отстаиванием при температуре процесса. Нефтешлам имеет следуюшие характеристики. Состав нефтешпама мас. %: вода 59, нефтепродукт 37; механические примеси 4. Фракционный состав нефтепродуктовой части нефтешлама, мае. %: И.К. 71° С; 150°С 10Г200°С 36j 79. Содержание в водной фазе растворенны хлоридов (по хлор-иону) 1053 мг/л. Теплоноситель приготавливают из нефтепродуктовой фракции нефтешлама. Фракцион11ый состав теплоносителя; Н.К. 19бС; ЗОО°С 39% мае. Давление в ис1;арителе Атмосферн Температура, С: исходного нефтешлама теплоносителя отводимого пара Расход нефгешлама, кг Расход теплоносителя, кг Получают, кг: конденсат воды 0,588; конденсат нефтепродукта 0,O88j нефте1дюдукт с теплоносителем (органика остатка) 5,47; меха1шческие пршлеси 0,04 Содержание эфирорастворимой органики в конденсате воды 295 мг/л (.ОЗ мае. %); влагосодержание конденсата нефтепродукта 8 мг/л (f 0,001 мае. .%); влагосодержание нефтепродукта с теплоносителем (органика остатка) 5 мг/л (,0005 мае. %); содержание хлор-иона в конденсате воды 18 мг/л. Упаренный раствор - пересышен. Данные примера подтверждают возможность практически полного извлечения пресной воды предлагаемым способом (99,8 мае. %). Необходимо отметить, что упаривать следует до концентраций упаренного раствора, не превышающих содержание хлор-иона порядка 155 165 г/л, чтобы избежать выпадения кристаллов хлоридов в теплоносителе. П р и м е р 2. Методика проведения опыта такая же, как и в примере 1. Характеристика нефтешлама и теплсжосителя идентична.j. Давление в испфителе, кг/см 3,7 Температура, С: исходного нефтешлама41 теплоносителя.286 отводимого пара138 Расход нефтешлама, кг5,8 Получают, кг: конденсат воды 0,586; конденсат нефтепродукта 0,11| упаренный раствор 0,OO41j нефтепродукт с теплоносителем (органика остатка) 6,056j мехпримеси 0,04. Содержание эфирорастворимой органики в конденсате воды 250 мг/л (/ 0,025 мае. %); влагосодержание конденсата нефтепродукта 5 мг/л (лхО,ОО06 мае. %); влагосодержание нефтепродукта с теплоносителем (органика осаатка) - следы; содержание хлор- иона в конденсате воды 15 мг/л; еодернжание хлор-иона в упаренном раетворе 150 г/л. Выделяют 99,46 мае. % находящейся в нефтешламе воды. П р и м е р 3. Методика проведения опыта такая же, как и в примере 1. Характеристика нефтешлама и теплоносителя идентична. Давление в испарителе, кг/ем 11,5 Температура, С: исходного нефтешлама43 теплоносителя301 отводимого пара186 Расход, кг: нефтешлама1 теплоносителя7,5 Получено, кг: конденсат нефтепродукта 0,105; конденсат воды 0,583; упарешшй раствор 0,0071j нефтепродукт с тшшонсхаргвпем (органика остатка) 7,751; метмцшческие примеся 0,04.

Содерсжанне эфирораство зимой оргаяиЮ1 Б конденсате воды 2 IS мг/л (0,О215 мае. %)f влагосодержание нефтепродукта с тегшоносятепем (органика остатка) - не обнаружено; влагосодержаше конденсата нефтепродукта - сяеХаракт ерист иса

Содержание зфлрорастворимой оргашпа в ввщеленной воде (конденсате), мг/л

Содеркание хлор-иона в выдепегшой воде (конденсате), .мг/л

Впагосодержание выдепеннохю нефтепродукта, мае, %

ковденсат органика остатка

Как видно из примеров и табштоы, в которых представлены результаты иеследовагшй, предлагаемый способ позволяет извлечь из нефтешлама 98 мае. % и более пресной воды с еодерканием хлоридов (хлор-иона) менее 18 мг/л. Выделенный упаренный раетвор, на который приходится 1-2 мае, % воды, имеющейся в нефтетшаме, может быть легйо, переработ aii в существующих аппаратах., например в роторз ом испарителе, где в качестве греющего агента может испсльзовапь- ся отбор пара из контактнох-о испарителя Это позволит гфактически полностью извлечь пресную воду из нефтшшама и выделить сухие соли. Наличие органики в полу шемом паре, а при его конденсации дистиллята , не препятствует для их использования для нужд предприятия (например, на установках ЭЛОУ для отмьткй сырой нефти от еояей, для подпитки водооборотной сиетемы и других нужд).

Предла аемый споеоб позволяет осуществлять переработку нефтешлама без образования сточных вод, известный же не позволяет выделить воду, пригодную дл-я нужд тфоизводетва, не говоря уже о воэмсшности получения пара, который

ды; содержание хлор-иона в конденсате | воды 16 мг/л; содержание хлор-иона в упаренном растворе 87,2 г/л.

Выдепяют 99 мае. % находящейся в нефтешламе воды.

Для сраззнения эффекгавноетя известного и предлагаемого способов в таблице пршедены характёриетиш выделенных из нефтешлама продуктов.

Способ

Предлагаемый

Известный по примерам

295 250 215 18 15 16

0,О01 0,0006 Следы 0,ОО05 Следы

МОЖНО бьшо бы иепсэтьзовать в технологичееких процессах.

При переработке нефтешлама по изве гному способу солесодержание выделелшой воды такое же, как и в воде иеходного нефтешлама (по хлор-иону порядка 80О-3000 мг/л). Такая вода не может быть использована ни для подпитки водооборотной системы, ни для отмывки сырой нефти на установкйк ЭЛОУ, ни для кащсс-либо других нужд предприятия, т.е.. вода, выделенная из нефтешлама, представляет собой стоки. Причем сброс таких стоков в пресноводные бассейны увеличивает солевой состав этих водоемов и окаЕывает негативное влИ1шие на окружающую среду..

Формула изобретения

е&470 l10

яепосредствсаане контакте с жидким орта-1. Иоакимис Э. И., Вормс Г. А. и др.

яхгческим тошоносзнтвпем, упаривают водуХимия и технология топпив и масел,

при этой температуре и отделяют мех -1974, № 9, с. 26-28. 1шчесзаве примеси.2. Гудзюк В. Л., Бахирев В. И.,

{щделяемый яа нефггеишама нефтепродукт.кп. 86.7, 1974.

Источншш ,4. Патент США № 382О349,

принятые во внимание при экспертизе 10кл. 62-68, 1974.