Способ переработки донных отложений нефтешламовых амбаров

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам переработки и утилизации донных отложений нефтешламовых амбаров. Способ переработки донных отложений нефтешламовых амбаров включает плазмохимическую обработку донных отложений в присутствии водорода, предварительно нагретого до температуры 3000-4000^oС, с получением непредельных углеводородов С₂-С₄, причем перед плазмохимической обработкой донные отложения нефтешламовых амбаров разбавляют сырой нефтью в массовом соотношении 1:0,25 и подогревают до температуры 90-95^oС. Технический результат: создание малогабаритной, высокопроизводительной, безынерционной, экологически чистой технологии переработки отходов донных отложений нефтешламовых амбаров с получением целевых продуктов. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к способам переработки и утилизации донных отложений нефтешламовых амбаров.

Известен способ утилизации отходов производства, включающий подготовку и сжигание смеси минеральных веществ с нефтепродуктами (1. Авт.св. СССР 1006523, кл. С 22 В 1/24, 1980), причем с целью эффективного использования теплотворной способности топливных элементов нефтепродуктов и защиты окружающей среды подготовку смеси осуществляют брикетированием отходов производства, в качестве которых используют фильтроперлитовый шлам в количестве 20-50% и древесные опилки с влажностью 10-22% в количестве 50-80% под давлением 800-1200 кг/см².

Процесс является громоздким и неэффективным, требующим высоких капитальных и эксплуатационных затрат, экологически грязным, не имеющим в конечной стадии выхода целевых продуктов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ и установка для сжигания и обезвреживания полужидких отходов (2. US, патент 4989522, кл. F 23 G 5/00, 1991).

Сущность способа заключается в том, что полужидкие отходы, содержащие нефть, грунт, органические и металлические примеси, в разделителе предварительно разделяют на жидкую и твердую фазы. Затем отходы раздельно загружают в топочную камеру, оборудованную плазменно-дуговой горелкой и сжигают. При сжигании отходов образуются отходящие газы и остеклованный остаток. Твердый остаток подвергают переработке с целью снижения в нем концентрации металлических соединений до безопасного уровня. Твердые частицы и вредные газообразные компоненты подвергают дальнейшей обработке для удаления следов металлических компонентов.

Недостатком известного способа являются большие капитальные и эксплуатационные затраты, низкая производительность и эффективность, отсутствие экологической чистоты и выхода целевых продуктов.

Изобретение решает задачу создания малогабаритной, высокопроизводительной, безынерционной, экологически чистой технологии переработки отходов донных отложений нефтешламовых амбаров с получением целевых продуктов.

Указанная задача решается тем, что в способе переработки донных отложений, включающем плазмохимическую обработку, согласно изобретению перед плазмохимической обработкой донные отложения нефтешламовых амбаров разбавляют сырой нефтью в массовом соотношении 1:0,25 и подогревают до температуры 90-95^oС с последующей плазмохимической обработкой в присутствии водорода, предварительно нагретого до температуры 3000-4000^oС, с получением непредельных углеводородов С₂-C₄.

На чертеже представлена технологическая схема осуществления способа.

Технологическая схема содержит блок подготовки сырья 1, дозировочный насос 2, выпрямитель 3, плазмотрон 4, реактор 5, закалочное устройство 6, водоохлаждающие ловушки 7, фильтр 8, блок подготовки пирогаза 9, блок получения энергии 10, блок подготовки плазмообразующего газа 11.

Способ осуществляют следующим образом. Донные отложения нефтешламовых амбаров, предварительно разбавленные сырой нефтью в массовом соотношении 1: 0,25 и подогретые до температуры 90-95^oС в блоке подготовки сырья 1, дозировочным насосом 2 подают в реактор 5, где происходит их смешение с плазмообразующим газом Н₂, поступающим из блока подготовки 11, предварительно нагретого в плазмотроне 4 до температуры 3000-4000^oС. Для регулировки силы тока используется выпрямитель 3. В реакторе 5 в процессе плазмохимической обработки получают целевые компоненты в виде непредельных углеводородов. Газообразные продукты плазмохимической обработки (пиролиза) подвергают закалке в специальном закалочном устройстве 6. Далее для улавливания непрореагировавшего сырья, образующегося в процессе, пирогаз после выхода с закалочного устройства 6 проходит систему водоохлаждающих ловушек 7 и фильтра 8, после чего идет или в блок подготовки пирогаза 9 для потребителя, или в блок получения электроэнергии 10, необходимой для проведения плазмохимического процесса (блоки 9 и 10 не показаны). Часть водорода, выделяемого в процессе переработки, возвращают на первоначальную стадию в блок подготовки плазмообразующего газа 11.

Исследования были проведены при следующих условиях: мощность плазмотрона 7,2-9,0 кВт, расход водорода в плазмотроне 3 м³/ч, подача сырья 5,8 кг/ч. Примеры приведены в таблице 1.

В продуктах сгорания отсутствуют окись углерода, сажа и другие побочные вещества, загрязняющие окружающую среду.

Отличительной особенностью предлагаемого способа переработки донных отложений нефтешламовых амбаров является то, что вводимый в реактор плазмообразующий газ - водород - в данном процессе является не только энергоносителем, позволяющим компенсировать тепловой эффект эндотермической реакции и поддерживать нужный уровень температуры, но и сам участвует в реакции, повышая степень превращения сырья в целевые продукты.

Высокие температуры существенно ускоряют физическую и химическую кинетику процесса: продолжительность процесса сокращается в тысячи раз по сравнению с существующими низкотемпературными способами и составляет обычно 0,01 с. При этом производительность процесса увеличивается при значительно меньшем объеме плазмохимического реактора, чем известные установки сжигания, что обуславливает снижение капитальных затрат. Донное отложение представляет собой вязкую массу, характеристика которой представлена в таблице 2.

Таким образом, предложена малогабаритная, высокопроизводительная, безынерционная, экологически чистая технология переработки отходов донных отложений нефтешламовых амбаров, которая может быть использована в нефтяной промышленности.

Использование предлагаемой технологии переработки донных отложений нефтешламовых амбаров позволит решить задачу утилизации донных отложений нефтешламовых амбаров, получить ряд углеродных компонентов товарного топлива, а также сократить загрязнение окружающей среды.

Формула изобретения

Способ переработки донных отложений нефтешламовых амбаров, включающий плазмохимическую обработку, отличающийся тем, что перед плазмохимической обработкой донные отложения нефтешламовых амбаров разбавляют сырой нефтью в массовом соотношении 1: 0,25 и подогревают до температуры 90-95^oС с последующей плазмохимической обработкой в присутствии водорода, предварительно нагретого до температуры 3000-4000^oС, с получением непредельных углеводородов С₂-С₄.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2