Деструктивные методы

1. Термические методы.

Они, в свою очередь, подразделяются на:

сжигание нефтешламов;

испарение нефтешламов с их частичным разложением;

полное разложение (пиролиз) нефтешламов.

1.1. Сжигание нефтешламов.

Различают сжигание нефтешламов в исходном состоянии и после смешения с жидкими бытовыми, отхД^ дами. Bo-втором случае (например, фирма Astora-Канада или фирма Enson-США) требуется предварительное обезвоживание, которое осуществляется, как правило, методом отстоя. Подобный подход широкого раснреегране-иия не получил. В первом случае, сжигание осуществляют либо во вращающихся барабанных печах, либо в печах с кипящим слоем теплоносителя, либо в объеме топки с использованием распылительных-фереунек; либо, нако­нец, в топке с барботажными горелками так называемых многоходовых печах.

Наибольшее распространение получили печи с псевдоолшжонным-слоем и врощающиее» печи.

Первые позволяют перерабатывать шлам с содержанием механических примесей до 20 % мае. В качестве теплоносителя служит кварцевый песок, приводимый в кипящее состояние горячим воздухом. Температура в печи находится в диапазоне 800 —1000°С. Печь оборудуется камерой дожита и кот -лом утилизатором. Зола от дыма отделяется в гидроциклонах.

Вращающиеся печи позволяют перерабатывать шлам с содержанием механических примесей до 70 % мае. и требуют дополнительного топлива. Пени так же снабжены камерами дожита и котлами - утилизаторами. Зола отделяется в гидроцнклонах, дым отмывается в скруббере.

Если печей первого типа сотни, то второго построено только 10, из которых 2 находятся в России на Уфимском НТО им.22 съезда КПСС и в ПО Ангарскнефтеоргсинтез. Причем, на них утилизируется порядка 13,5 тыс.т/год шлама, что составляет ~ 13 % от ежегодно образующегося или .5 % от ликвидируемого за год.

Перейдём к рассмотрению конкретных технологий сжигания нефтешламов.

а) Установка КТЛ (БашНИИНП) - рис.141.

XX-*-

Рис. 141. Технологическая схема установки КТЛ

Плавающий юлам (поток I) забирается насосом I и прогоняется через фильтр 2, где от него отделяются наиболее крупные механические примеси, выводимые потоком IV. После фильтра шлам подогревается в паровом теплообменнике 3 и закачивается в сборную емкость 4, откуда забирается но мере надобносгя и после подогрева в паровом подогревателе 5 до температуры порядка 50°С поступает в ёмкость с мешалкой 6, где и обрабатывается реагентом -флокулятором (поток Ш). В качестве флокулятора используется 2 % серная кислота. Обработанный шлам поступает в отстойник 7, где от него отделяются средние механические примеси (поток V). Оставшаяся жид­кость сбрасывается в линию дойного шлама. Крупные и средние механические примеси забираются насосом 8 и прогоняются через гидроциклон 9, где от них дополнительно отжимается жидкость (поток X). После чего, механи­ческие примеси окончательно высушивают в центрифуге 10 и потоком VIII направляют на захоронение. Отжатая в центрифуге жидкость (поток IX) вместе с жидкостью с гидроциклона направляется в отстойник 11 где и разделяет­ся на воду и нефть. После удаления механических примесей разделение протекает относительно легко. Отстояв­шаяся вода (поток XI) сбрасывается в товарную нефть, а вода (поток ХП) откачивается на УКПСВ.

Данный шлам (поток ХШ) с помощью насоса 12 откачивается в топливную ёмкость 13; туда же по­ступает жидкость из отстойника 7. Образовавшаяся смесь подается во вращающуюся печь 14, куда в качестве топ­лива поступает газ (поток XIV), а в качестве окислителя - воздух (поток XV). Температура в печи поддерживается на уровне 1000°С. Образовавшаяся при обжиге шлама зола потоком XVI выводится на захоронение, а дымовые газы (поток VII) проходят камеру дожита - 15, котёл утилизатор -16 в котором из воды (поток ХУШ) выраба­тывается пар (поток П) и направляются в циклон 17 для очистки от пыли золы. Окончательная очистка от пыли золы и сажи осуществляется в водяном скруббере 18, после чего дымовые газы потоком XXI направляются в ды­мовую трубу, а сточная вода потоком XX на УКПСВ.

Таким образом, на установке КТЛ осуществляется лишь частичное сжигание шлама с получением нефти. Установка громоздка, нерентабельна, экологически опасна т.квращающуюся печь трудно сделать герметичной, дымовые газы агрессивны и кислые, зола содержит тяжелые металлы, трубки в котле утилизаторе быстро нрого

ракгг, образуется большое количество кислой сточной воды.

б) Опытно - промышленная установкаУфимского НИЗ

Нефтепитам сжигается в специальной печи, оборудованной ротационными форсунками, что исключает засорение последних. Она оборудована дежурной зажигательной форсункой, работающей на дополнительном топ­ливе, расход которого составляет 1 -3 %. Вместо дутьевой коробки и распылительной решетки кипящего слоя смонтировано двухслойное охлаждаемое паром или воздухом коническое днище, предназначенное для выгрузки золы и шлама, осевших на дно печи. На установке успешно сжигается шлам, содержащий 25 - 27 % нефтепродук­тов и 5 - 7 % механических примесей.

в) Установка фирмы West Group Int.

Нефтешлам обжигается в специальной двухкамерной печи до полного выжигания углеводородов. Применяется как на суше, так и на морских платфо рмах.

1.2. Испарение нефтешламов с их частичным разложением а) Установка фирмы Dormer - Германия (рис. 142).

Рис.142. Технологическая схема установки фирмы Dormer

В основе технологии лежит процесс термической обработки шлама на ленточном фильтре циркулирую­щем горячем воздухом. Испарившаяся вода и нефтепродукты (частично разложившиеся) конденсируются и уда­ляются с установки на разделение, а образовавшийся газ вместе с воздухом частично выводится и после промывки водой в скруббере сжигается в печи.

б) Установка фирмы R @ Industrial supply Company - США. (рис. 143)

В основе технологии лежат термическая сепарация нефтешламов, которая заключается в коалесцегацш частиц эмулъгированной нефти и воды при контакте с жаровыми трубами, после чего вода с механическими при­месями отстаивается и выводится из аппарата. Частично разложившаяся нефть собирается и выводится по отдель­ной линии, а образовавшийся газ сбрасывается на факел.

в) Установка С-Петербургского технологического института.

Предложена термическая обработка нефтешламов горячим воздухом с температурой 900 - 1000°С. Неф­тепродукты при этом превращаются в простейшие газы с минимумом токсических веществ^ а минеральная состав­ляющая преобразуется в смесь оксидов и обезвоженных солей с гранулометрическим составом от ОД до 0,08 мм, что делает возможным его использование в производстве бетона. Количество остатка по сравнению с исходным сокращается в 4 раза.

г) Установка фермы Faster Wheeler Energy Corporated

Технология предусматривает обработку нефтешлама в специальном испарителе до полного удаления влага. При испарении воды взвешенные твёр дые частицы остаются в нефти. Затем производится термосепарация до полного отделения твердого сухого и свободного от нефти продукта.

д) Установка фирмы ВР Exploration

Технология аналогична рассмотренной в пункте «г», но в качестве термического блока использован ре­актор конструкции Torbed (рис. 144).

е) Установка института проблем нефтехимперерабопси АН РБ (рис. 145.).

Рис. 145. Технологическая схема установки института ПНХП АНРБ

Исходный нефтяной юлам (поток I) насосом 1 прокачивается через теплообменник тина труба втгрубе 2 где нагревается балансовым количеством теплоносителя (нефгяной оспгшк с н.к. > 320°С)-до-108 - г!0°С. Затем нефтешлам смешивается в трубчатом диафратновом см&жголс 3 ч; бгикиплнили киличссгвим шялинис/ш^лл (jiotok П). При этом, его температура увеличивается дагг9О - 2ТО°С: В"этих-уешвнях иг шлама исшрле'ил вода и давление в смесителе возрастает до 11 -12 атм. Из смесителя нари-жидкисгная смесь направляет! в грубчачгую печь 4, где дополнительно нагревается до 320 -380°С. Невыходе иг печи смесь приходи! через редуктор; снижаняций~ее дав­ление до 1,2 атм, и подается в колонный-испартель 5т Летне фракции углеводородов и виданме 1шры пиШком Ш проходят через АВО 8 и с температурой "140~- 15ОС пиирупиюг в ra:wceiiaj/iuup 9, i-дв уиювидероды лиа-~~"

_ _ 1Л __ji __ _-!___-,_ __.гц|щ_д11-ш ««tfi-.____п_М __п_ .л_ __.__ ____ 1 'I jr* j^j^ ^^^^^^^^^^^^^ц /^V^f* jisummnfi.— ,_o_mj»v^

Дбы.СИруЮх'Ся IF НЭСОСОМ 1U TTpO^Cfl^MB^It^yiv^ 4^p^j "ВОДмнои жц^ццидьмиУдТ И С Т6дИ1С1ЛГ iy pw* ou \^ паирк(вДлК|ТСЯ В

резервуар 12. Газовая фаза из сепаратора ОчеретАВО13 снгмнергпурой 40 - ^)°С нонадаег в*la^otcnapaiup 13-a,

где конденсируется практически вс* вода и оставшиеся^ легкие углеводороды. Такая смесь легко расслаивается. По мере накопления углеводородный слой потоком V11I сбрасывавши на прием насоса Ш, агвода насисим 14 потоком

IX выводится с установки в систему ППД. Небольшое количество образовавшихся газов шшншм Vft направляется на сжигание на факеле или в печи 4. Тяжелый осшлж bmccic с механическими иршш^хми из шчш^хча 5 насосом 6 через теплообменник 2 (за вычетом потока на сиесителЕ) направляется в резервуар 7 и в дальнейшем используется при производстве битума. Таким образом, установка практически gcjui лодна. .....-.—.

ж) Установка фирмы Oil Technology Overseas - Патент RU № 2156750 от 25:02.98.

Шлам предварительно измельчают с помощью механического измелъчтслм инидгшл ии вращающийся трубчатый смеситель, где уже находится разогретый до 300 - 400°С во вращающейся барабанной исчи~ щебень, взятый в соотношении к шламу как 2:1. Трубчатый смеситель обогревается дымовыми газами барабанной печи. Все пары из смесителя собираются и конденсируются с последующим разделением. Вода сбрасываете* г канали­зацию или идёт на технические нужды, а жидкие углеводороды либо направляются в товарную иефт*, либо не­посредственно используются в качестве топочного продукта, шрячий черный щебень идет на изготовление ас­фальта