Способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов


 


Владельцы патента RU 2490305:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к переработке устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающего нагревание водяным паром, отстаивание до содержания воды в нефтешламе не более 50 мас.%, удаление нефтепродуктов для получения мазута. Нефтешлам предварительно нагревают до температуры 55-60°С и отстаивают, после чего воду сливают, затем нагревают нефтешлам до температуры 100-102°С в течение 48-72 ч, испаряют воду до остаточной обводненности 1 мас.%, после чего нефтепродукт сливают, отделившуюся отстаиванием воду и сконденсированный пар смешивают, разделяют центробежными силами на воду, механические примеси и нефтепродукты, после чего воду подвергают очистке электрофлотацией, последовательным фильтрованием в углеводородных волокнистых материалах и активных углях, затем доочищают фильтрованием в минеральных зернистых материалах, при этом фильтрование в активных углях ведут в электрическом поле, созданном электрохимическими источниками тока, причем извлеченные центробежными силами и электрофлотацией обводненные нефтепродукты обезвоживают седиментацией и смешивают с основным потоком обезвоженных нефтепродуктов, а обводненные механические примеси обезвоживают на шламовых площадках. Технический результат - углеводородный продукт с низкой обводненностью, утилизация механических примесей и сточных нефтесодержащих вод. 3 табл., 3 пр., 1 ил.

 

Изобретение относится к переработке устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Известен способ утилизации нефтешламов, который заключается в том, что гомогенизированное и диспергированное сырье в диапазоне температур 55-60°C перерабатывается в четырех акустических кавитационных смесителях. После каждого смесителя обрабатываемую среду подают в соответствующие устройства ввода и разделения продукта для расслоения полученной эмульсии путем преобразования турбулентного потока в ламинарный поток для последующего раздельного использования фракций. Обработку эмульсии выполняют в три стадии - предварительную и основную с промывкой эмульсии горячей водой с температурой 55-60°C, и дополнительную - очистки избыточной воды в акустических смесителях и в гидроциклоне с получением флотослоя - водной эмульсии товарного продукта при перемешивании эмульсии с получением суспензии избыточной воды, механических примесей и диспергированного в воде воздуха. Затем отдельную пульпу вывозят на утилизацию, а избыточную воду направляют в резервуар или на утилизацию. (Патент РФ №2428454).

Недостатком изобретения является загрязнение окружающей среды извлеченными обводненными механическими примесями и сточными нефтесодержащими водами.

Наиболее близкими техническим решением задачи является способ переработки нефтешламов, при котором нефтешлам прокачивают через пароподогреватель, где нагревают водным паром до температуры 40-140°C, подогретый нефтешлам отстаивают до содержания в нем воды не более 50 мас.%, проводят дезинтегрирование нефтешлама, смешивают со стабилизатором, мазутом марки М-100, получают полидисперсный продукт вода-нефть, который откачивают как топочный мазут. (Патент РФ №2435831).

Недостатком способа является получение углеводородного продукта низкого качества из-за высокой обводненности, дополнительный расход товарного продукта-мазута М-100, загрязнение окружающей среды сточными нефтесодержащими водами.

Задачей изобретения является получение углеводородного продукта с низкой обводненностью, утилизация механических примесей и сточных нефтесодержащих вод.

Сущность способа переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающего нагревание водяным паром, отстаивание до содержания воды в нефтешламе не более 50 мас.%, удаление нефтепродуктов для получения мазута, заключается в том, что согласно изобретению нефтешлам предварительно нагревают до температуры 55-60°C и отстаивают, после чего воду сливают, затем нагревают нефтешлам до температуры 100-102°C в течение 48-72 ч, испаряют воду до остаточной обводненности 1 мас.%, после чего нефтепродукт сливают, отделившуюся отстаиванием воду и сконденсированный пар смешивают, разделяют центробежными силами на воду, механические примеси и нефтепродукты, после чего воду подвергают очистке электрофлотацией, последовательным фильтрованием в углеводородных волокнистых материалах и активных углях, затем доочищают фильтрованием в минеральных зернистых материалах, при этом фильтрование в активных углях ведут в электрическом поле, созданном электрохимическими источниками тока. Извлеченные центробежными силами и электрофлотацией обводненные нефтепродукты обезвоживают седиментацией и смешивают с основным потоком обезвоженных нефтепродуктов, в обводненные механические примеси обезвоживают на шламовых площадках.

На фигуре представлена технологическая схема переработки нефтешлама.

Технологическая схема включает горизонтальную цилиндрическую емкость 1, в которую подается нефтешлам и теплоноситель (пар). Верхний патрубок соединен с конденсатором 2, выход которого соединен с выходным патрубком 3 воды емкости 1 и входом смесителя 4 воды. Смеситель 4 последовательно соединен с гидроциклоном 5, электрофлотатором 6, сорбционным фильтром 7, электрохимическим сорбционным фильтром 8, фильтрующей траншеей 9. Патрубки удаления нефтепродуктов гидроциклона 5 и электрофлотатора 6 соединены со входом отстойника 10. Верхний патрубок отстойника 10 соединен с патрубком 11 емкости 1 и со входом смесителя 12 нефтепродуктов, нижний патрубок отстойника 10 соединен со входом смесителя 4 воды. Осадочная часть гидроциклона 5 соединена со шламовой площадкой 13.

Способ осуществляется следующим образом. Нефтешлам подается на вход горизонтальной цилиндрической емкости 1 до ее заполнения. С помощью теплоносителя с температурой 140-160°C (пар) нефтешлам подогревают до температуры 55-60°C и отстаивают в течение 2-3 часов. Происходит осаждение тяжелой фазы (воды с механическими примесями), которая через патрубок 3 отводится из емкости 1. Затем ведут разогрев нефтешлама до температуры 100-102°C. При этой температуре происходит испарение остаточной воды в течение 2-3 суток. Испарившаяся вода поступает в конденсатор 2, из которого конденсат, содержащий легкие углеводороды, подают в смеситель 4 воды для испарения ранее отделившейся воды. Далее из воды извлекают механические примеси и нефтепродукты с помощью центробежных сил в напорном гидроциклоне 5 и ведут тонкую очистку от нефтепродуктов флотацией пузырьками водорода и кислорода, полученными при электролизе воды в электрофлотаторе 6. После очистки воды электрофлотацией содержание нефтепродуктов составляет менее 10 мг/л, что превышает предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйственного назначения (ПДКрх=0,5 мг/л). Дальнейшая доочистка воды ведется за счет сорбции в фильтре 7, загруженном волокнистым гидрофобным углеродным материалом (соломой знаковых культур) и в электрохимическом сорбционном фильтре 8. Сорбционный фильтр 8 загружен активным углем АГ-2. В теле фильтра вертикально установлены стержневые электроды из электроположительного материала (медь) и электроотрицательного материала (алюминий), образующие чередующиеся ряды. Расстояние между электродами разной полярности составляет 200-250 мм. (Патент РФ №2422187). Электроды одинаковой полярности соединены общей шиной, между шинами разной полярности включено сопротивление нагрузки R, в качестве которого могут быть индикаторные светодиодные лампы или другие потребители энергии. Наличие электрического поля увеличивает эффективность извлечения растворенных органических веществ с достижением значений ПДКрх.

Очищенная вода подается через перфорированные трубы в фильтрующие траншеи 9, заполненные минеральным зернистым материалом, например, кварцевым песком, кальцитом, кварцитом, в которых происходит доочистка фильтрованием. Фильтрующие траншеи позволяют избежать дальнейшей транспортировки очищенной воды в водные объекты.

Извлеченные в процессе очистки воды нефтепродукты, содержащие воду, подаются в отстойник 10, в котором вода отделяется и возвращается в смеситель 4, а нефтепродукты подаются в смеситель 12 для смешения с основным потоком обезвоженных нефтепродуктов, поступающих из патрубка 11.

Механические примеси, извлеченные центробежными силами в гидроциклоне 5, подаются для обезвоживания на шламовую площадку 13.

Пример 1. Переработке подвергали застарелые нефтешламы из амбаров ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» и устойчивые эмульсии НГДУ «Ишимбайнефть». Объем емкости составляет 50 м3. Определяли обводненность нефтешлама и эмульсии при отстаивании. Результаты опытов приведены в таблице 1.

Таблица 1
Температура, °C Время, ч Обводненность, мас.%
нефтешлама эмульсии
55 0 38 57
55 2,0 32 50
55 2,5 30 49
55 3,0 29 48
55 3,5 29 47
55 4,0 29 47
60 0 39 58
60 2,0 26 46
60 2,5 24 44
60 3,0 22 42
60 3,5 20 40
60 4,0 20 39
65 0 37 56
65 2,0 22 43
65 2,5 19 40
65 3,0 18 38
65 3,5 17 36
65 4,0 17 36

Из приведенных результатов следует, что в интервале температур 55-60°C отстаивание нефтешлама и устойчивой эмульсии происходит в течение 3-4 ч, дальнейшее отстаивание не дает эффекта. При температуре 65°C эффективность отстаивания увеличивается незначительно, но при этом растут затраты на тепловую энергию.

Пример 2. Переработке подвергали застарелые нефтешламы из амбаров ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» и устойчивые эмульсии НГДУ «Ишимбайнефть». Объем емкости составляет 50 м3. Определяли обводненность нефтешламов и эмульсий при выпаривании. Результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2
Температура, °C Время, ч Обводненность, мас.%
нефтешлама эмульсии
100 0 20,0 39,0
100 24 4,5 3,7
100 36 2,9 2,6
100 48 2,1 1,7
100 60 1,5 1,2
100 72 1,2 0,8
102 0 20,0 39,0
102 24 3,8 3,4
102 36 2,0 2,2
102 48 0,9 1,3
102 60 0,5 0,7
102 72 0,4 0,4
104 0 20,0 39,0
104 24 3,4 3,1
104 36 1,4 1,8
104 48 0,5 0,9
104 60 0,2 0,5
104 72 0,2 0,2

Из приведенных результатов следует, что заданная обводненность нефтепродуктов, равная 1 мас.%, достигается при температуре 100°C за 72 ч, при температуре 102°C за 48 ч для нефтешламов и за 60 ч для эмульсий. Повышение температуры до 104°C существенного эффекта не дает, однако увеличиваются затраты на тепловую энергию.

Пример 3. Подвергали очистке нефтесодержащие воды, являющиеся смесью отстоявшейся в емкости воды и конденсата. Наиболее загрязненными оказались воды после обработки устойчивых эмульсий, так как они содержат синтетические ПАВ, применяемые в технологии нефтедобычи, стабилизирующие сточную воду. Содержание загрязняющих веществ по ступеням очистки приведено в таблице 3.

Таблица 3
Загрязняющее вещество Исходная концентрация, мг/л Концентрация на выходе устройства, мг/л
гидроциклон электро
флотатор
сорбционный фильтр Электрохимический сорбционный фильтр
механические примеси 970 54 9 2 0,2
нефтепродукты 1340 114 6 0,3 0,03

Из приведенных результатов следует, что качество очищенной нефтесодержащей воды соответствует требованиям ПДК водоемов рыбохозяйственного назначения, поэтому доочистка воды в фильтрующих траншеях потребуется лишь в случае нарушения нормального режима работы очистных сооружений.

Способ переработки устойчивых нефтяных эмульсий и застарелых нефтешламов, включающий нагревание водяным паром, отстаивание до содержания воды в нефтешламе не более 50 мас.%, удаление нефтепродуктов для получения мазута, отличающийся тем, что нефтешлам предварительно нагревают до температуры 55-60°С и отстаивают, после чего воду сливают, затем нагревают нефтешлам до температуры 100-102°С в течение 48-72 ч, испаряют воду до остаточной обводненности 1 мас.%, после чего нефтепродукт сливают, отделившуюся отстаиванием воду и сконденсированный пар смешивают, разделяют центробежными силами на воду, механические примеси и нефтепродукты, после чего воду подвергают очистке электрофлотацией, последовательным фильтрованием в углеводородных волокнистых материалах и активных углях, затем доочищают фильтрованием в минеральных зернистых материалах, при этом фильтрование в активных углях ведут в электрическом поле, созданном электрохимическими источниками тока, кроме того, извлеченные центробежными силами и электрофлотацией обводненные нефтепродукты обезвоживают седиментацией и смешивают с основным потоком обезвоженных нефтепродуктов, а обводненные механические примеси обезвоживают на шламовых площадках.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к добыче и транспорту нефти. .

Изобретение относится к процессу утилизации попутного нефтяного газа в газогидратной форме с одновременной сепарацией нефти и воды и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности и в энергетике.
Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к составам для разрушения водонефтяных эмульсий и для удаления и предотвращения асфальтеносмолопарафиновых отложений (АСПО), и может быть использовано на нефтяных промыслах для защиты оборудования.

Изобретение относится к области подготовки газоконденсата, в частности к обессоливанию водой, и может быть использовано для снижения солеотложения при стабилизации газоконденсата в колонне стабилизации при разработке газоконденсатного месторождения на поздней стадии разработки с заводнением.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к установкам подготовки тяжелых нефтей на нефтепромыслах. .

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к установкам подготовки тяжелых нефтей на нефтепромыслах. .

Изобретение относится к управлению процессами переработки жидких нефтепродуктов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к средствам для разрушения водонефтяной эмульсии при одновременной защите систем сбора, транспорта и подготовки нефти от коррозии и может быть использовано при обезвоживании нефти при трубной деэмульсации на объектах нефтесбора, установках подготовки нефти, на нефтеперерабатывающих заводах и процессах глубокого обезвоживания и обессоливания нефти.

Изобретение относится к области подготовки нефти к переработке. .

Изобретение относится к области подготовки нефти, в частности к нейтрализации нефти раствором щелочи, и может быть использовано для снижения коррозии оборудования установки ЭЛОУ-АВТ, перерабатывающей высокосернистую нефть.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения наночастиц металлов для использования в термокаталитических процессах переработки углеводородного сырья.
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности. .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья.

Изобретение относится к способу получения смазочной композиции. .

Изобретение относится к области переработки органического сырья, например древесины, торфа сланцев, угля промышленных и бытовых отходов, содержащих органические составляющие, железнодорожных деревянных шпал, отходов растениеводства, животноводства и т.п., и может найти применение в химической, лесо- и нефтеперерабатывающих отраслях, коммунальном, сельском хозяйстве и других отраслях промышленности методом пиролиза.
Изобретение относится к комплексному способу превращения углеводородных фракций, происходящих из нефти, в смеси углеводородов, обладающие высоким топливным качеством, включающему следующие стадии: 1) проведение крекинга с псевдоожиженным катализатором (КПК) углеводородной фракции с получением смеси, содержащей легкий рецикловый газойль (ЛРГ); 2) разделение смеси, полученной на предшествующей стадии КПК, с целью выделения по меньшей мере одной фракции ЛРГ и фракции тяжелого рециклового газойля (ТРГ); 3) повторную подачу по меньшей мере части фракции ТРГ на стадию КПК; 4) проведение гидроочистки фракции ЛРГ; 5) проведение реакции продукта, полученного на стадии (4), с водородом, в присутствии каталитической системы, включающей: а) один или более металлов, выбранных из Pt, Pd, Ir, Ru, Rh и Re; b) алюмосиликат кислой природы, выбранный из цеолита, принадлежащего к семейству MTW, и полностью аморфного микро-мезопористого алюмосиликата, имеющего мольное соотношение SiO2/Al2O3 в диапазоне от 30 до 500, площадь поверхности более чем 500 м2/г, объем пор в диапазоне от 0,3 до 1,3 мл/г, средний диаметр пор менее 40 А, при этом стадию крекинга с псевдоожиженным катализатором проводят при температуре в диапазоне от 490 до 530°С; и на стадии крекинга с псевдоожиженным катализатором температура предварительного нагрева питающего потока находится в диапазоне от 240 до 350°С.

Изобретение относится к способу гидроконверсии тяжелого масла, выбираемого из сырой нефти, тяжелой сырой нефти, битумов из битуминозных песков, остатков перегонки, тяжелых фракций перегонки, деасфальтированных остатков перегонки, растительных масел, масел, полученных из угля и горючих сланцев, масел, полученных термическим разложением отходов, полимеров, биомассы, включающий направление тяжелого масла в зону гидроконверсии, осуществляемой в одном или более реакторов с псевдоожиженным слоем, в которые вводят водород, в присутствии подходящего гетерогенного нанесенного катализатора гидрирования, выполненного из носителя и активной фазы, состоящей из смеси сульфидов, один из которых получен из металла, принадлежащего группе VIB, а по меньшей мере еще один получен из металла, принадлежащего группе VIII, а также подходящего катализатора гидрирования, представляющего собой катализатор на основе сульфида Мо или W, нанодиспергированный в указанном тяжелом масле, и направление потока, поступающего из зоны гидроконверсии, в зону разделения, в которой отделенную жидкую фракцию, содержащую нанодисперсный катализатор, направляют рециклом в реактор(ы) с псевдоожиженным слоем.

Изобретение относится к области многоступенчатой обработки воды, в частности к рециркуляционной, и может быть использовано для очистки питьевых вод в быту и пищевой промышленности, а также технических и сточных вод промышленных предприятий.
Наверх