Способ утилизации нефтесодержащих отходов



Способ утилизации нефтесодержащих отходов

 


Владельцы патента RU 2535699:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") (RU)

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов и фильтровочных и поглотительных отработанных масс стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и организациях по переработке отходов. Способ утилизации включает перемешивание нефтесодержащих отходов с обезвреживающими компонентами, одним из которых является негашеная известь (оксид кальция), с введением воды, реагирующей с негашеной известью, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах. В качестве второго обезвреживающего компонента используют фильтровочные и поглотительные отработанные массы, являющиеся отходами масложировой промышленности на стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла. Причем сначала перемешивают предварительно разогретые до температуры 60-70ºC нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,2-0,4), затем добавляют порционно при перемешивании негашеную известь в количестве 43-83 мас.% от полученной массы до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка. Результатом является снижение концентрации вредных веществ в водной вытяжке продукта утилизации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к технологическим процессам утилизации нефтесодержащих отходов и фильтровочных и поглотительных отработанных масс при фильтровании растительного масла (отходов масложировой промышленности) и может использоваться на предприятиях нефтегазового комплекса и организациях по переработке отходов.

Известен способ утилизации нефтешлама с применением «рабочего агента» (пат. РФ №2359982), который состоит из негашеной извести, адсорбента в виде термически обработанной рисовой лузги и триглицеридов высших жирных карбоновых кислот. Нефтешлам смешивают с предварительно приготовленным «рабочим агентом», добавляя необходимое количество воды. «Рабочий агент» состоит из оксида кальция, модификатора и адсорбента. Модификатором является триглицериды высших карбоновых кислот в составе животного технического жира, которые, гидролизуясь, активизируют поверхность частиц солями кальция высших карбоновых кислот для поглощения углеводородов и способствуют гидрофобизации оболочки капсулы. Адсорбент используется для поглощения легких углеводородных фракций и тяжелых металлов, содержащихся в НШ.

Недостатком изобретения является высокое содержание нефтепродуктов за счет недостаточного капсулирования нефтешламов. Используемый для приготовления «рабочего агента» животный технический жир получают из отходов мясоперерабатывающей промышленности, но при длительном хранении он теряет свои специфические свойства.

Известен способ переработки нефтесодержащего шлама с использованием «рабочего агента» (пат. РФ №2266258), состоящего из оксида кальция и модификатора - полных эфиров глицерина, растительных или минеральных масел и жира и получением гранулированного продукта. «Рабочий агент» смешивают с предварительно нагретым нефтешламом до 50-80ºC, с введением органического разжижителя в количестве не более 5% от массы нефтешлама. Для реакции гидратации добавляют необходимое количество жидкости, с учетом содержащейся в нефтешламе.

Недостатком изобретения является высокое содержание нефтепродуктов в водной вытяжке за счет недостаточного капсулирования нефтесодержащего шлама.

Известен способ обезвреживания нефтесодержащих шламов (пат. РФ №2395466), взятый за прототип, путем получения обезвреживающей композиции и смешивания ее с нефтесодержащим шламом. Обезвреживающую композицию получают смешением предварительно измельченных негашеной извести и отработанного силикагеля - отхода газовой промышленности на стадии осушки природного газа в течение 15-20 минут. К нефтесодержащему шламу добавляют требуемое для полного гашения извести количество воды, определенное с учетом имеющейся в шламе и с учетом водопоглощаемости отработанного силикагеля. Обезвреживающую композицию смешивают с нефтесодержащим шламом в соотношении (1,5-2):1. Продукт обезвреживания представляет собой мелкодисперсный серо-коричневый порошок со слабым запахом.

Недостатком изобретения является высокая концентрация вредных веществ в водной вытяжке продукта утилизации.

Задача предлагаемого изобретения состоит в разработке нового способа утилизации нефтесодержащих отходов 3 класса опасности при использовании более эффективных доступных обезвреживающих компонентов со свойствами модификатора и адсорбента.

Технический результат: снижение концентрации вредных веществ в водной вытяжке продукта утилизации.

Технический результат достигается перемешиванием нефтесодержащих отходов с обезвреживающими компонентами, одним из которых является негашеная известь (оксид кальция) с введением воды, реагирующей с негашеной известью, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах. В качестве второго обезвреживающего компонента используют фильтровочные и поглотительные отработанные массы, являющиеся отходами масложировой промышленности на стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла. Сначала перемешивают предварительно разогретые нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,2-0,4), затем добавляют порционно при перемешивании негашеную известь в количестве 43-83% масс. от полученной массы до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка. Нефтесодержащие отходы и отходы масложировой промышленности перемешивают, разогревая до температуры 60-70ºC.

Фильтровочные и поглотительные отработанные массы (далее отработанные массы) представляют собой отход масложировой промышленности 4 класса опасности (согласно Федеральному классификационному каталогу отходов), образующийся на стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла. Отход образуется из фильтровального диатомитового порошка, который используют для интенсификации процесса отделения восковых веществ из растительного масла. После очистки масла образуются пастообразные отработанные массы, содержащие восковые вещества [Рафинация масел и жиров: Теоретические основы, практика, технология, оборудование. / Н.С. Арутюнян, Е.П. Корнена, Е.А. Нестерова. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 288 с.]. Восковые вещества представляют собой сложные смеси с преобладающим содержанием растительных восков - эфиров высокомолекулярных жирных кислот и одноатомных (реже двухатомных) высокомолекулярных спиртов, спиртов каротиноидной природы (цветные воски). Общая формула восков RCOOR1, где R - углеводородная цепь жирной кислоты, R1 - углеводородная часть (цепь, цикл или их сочетание) спирта. В основу выделения восковых веществ положено их свойство образовывать кристаллы при низких плюсовых температурах (8-12ºC).

Наличие в составе отработанных масс восков (высокомолекулярных сложных эфиров) с длинными углеводородными цепями (от C22 до C32) жирных кислот и спиртов позволяет использовать отработанные массы, как модификатор, так и сорбент за счет кремнеземсоставляющей в процессе утилизации нефтесодержащих отходов. Отработанные массы способствуют гидрофобизации капсулы за счет образования кальциевых солей в процессе гидролиза сложных эфиров в щелочной среде в присутствии гидроксида кальция (уравнение 1). Структура капсулы с вовлеченными нефтепродуктами с гидрофобной оболочкой представлена на чертеже.

R C O O R 1 + ( C a O H ) 2 ( R C O O ) 2 C a + R 1 O H ( 1 )

Остаточные сорбционные свойства отработанных масс создают условия для поглощения углеводородов и тяжелых металлов, поскольку исходный фильтровальный порошок получен на основе диатомита (кизельгура). Химически диатомит более чем на 80% состоит из водного кремнезема, что способствует формированию прочной кальцийсиликатной структуры при взаимодействии оксида кальция с диоксидом кремния (уравнение 2) [ТУ 5761-001-59266087-2005 «Диатомит измельченный»]:

C a O + S i O 2 C a S i O 3 ( 2 )

Способ утилизации отходов 3 и 4 класса опасности осуществляют путем смешения оксида кальция со смесью предварительно нагретых нефтесодержащих отходов и отработанных масс. Отходы смешивают, нагревая до 60-70ºC, и перемешивают течение 5 мин. При повышенной температуре снижается вязкость отходов за счет перехода из твердого в жидкое состояние восковых веществ в составе отработанных масс и тяжелых углеводородов в нефтесодержащем отходе. Оксид кальция небольшими порциями добавляют к смеси разогретых отходов при перемешивании и затем воду в количестве, необходимом для гашения извести, гидролиза сложных эфиров и поглощения сорбентом. Полученную смесь перемешивают до образования однородного сыпучего мелкодисперсного порошка. В результате экзотермического процесса гашения оксида кальция разогретые компоненты нефтесодержащего отхода вовлекаются в известковые капсулы с получением сухого гидрофобного порошка, каждая частица которого покрыта прочной нерастворимой в воде оболочкой. Восковые вещества при взаимодействии с гидроксидом кальция, гидролизуясь в щелочной среде, образуют кальциевые соли высших карбоновых кислот, которые способствуют гидрофобизации капсул продукта утилизации (уравнение 1).

Принципиальным отличием предлагаемого изобретения является обезвреживание нефтесодержащих отходов с использованием фильтровочных и поглотительных отработанных масс, сочетающих как свойства сорбента, так и модификатора. В результате процесса обеспечивается совместная утилизация двух видов отходов разных отраслей промышленности с получением экологически безопасных продуктов. Об экологической безопасности продукта утилизации свидетельствуют данные по вымываемости вредных веществ (BB) в водную среду методом количественной тонкослойной хроматографии (таблица 1).

Пример 1

Для исследований использовали нефтесодержащие отходы с нефтеперерабатывающего завода следующего состава: вода - 41%, механические примеси - 36%, нефтепродукты - 23%. Отходы содержат избыточное количество воды, достаточное для стехиометрического расхода воды на гашение извести, гидролиза сложных эфиров и поглощения сорбентом:

в нефтесодержащих отходах содержится: 50·0,41=20,5 мл;

для гашения оксида кальция по уравнению (3) необходимо:

C a O + H 2 O = C a ( O H ) 2 + 1164 к Д ж / к г ( 3 )    56        18       74                                                        

30·18/56=9,6 мл.

Нефтесодержащие отходы и отработанные массы смешивают в пропорции 1:0,4 соответственно. В течение 5 мин при температуре 60-70ºC нагревают 50 г вязких нефтесодержащих отходов и 20 г отработанных масс. Разогретые отходы смешивают с 30 г оксида кальция в количестве 43% от общей массы смеси отходов. Оксид кальция добавляют небольшими порциями, интенсивно перемешивая до получения однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка продукта утилизации.

Пример 2

Способ осуществляют аналогично примеру 1 при нагревании 50 г вязких нефтесодержащих отходов и 15 г отработанных масс в пропорции 1:0,3, смешении полученной смеси с 35 г оксида кальция в количестве 54% от массы смеси отходов.

Для гашения оксида кальция по уравнению (2) необходимо:

35·18/56=11,25 мл.

Пример 3

Способ осуществляют аналогично примеру 1 при нагревании 50 г вязких нефтесодержащих отходов и 12 г отработанных масс в пропорции 1:0,24, смешении полученной смеси с 38 г оксида кальция в количестве 61% от массы смеси отходов.

Для гашения оксида кальция по уравнению (2) необходимо:

38·18/56=12,2 мл.

Пример 4

Способ осуществляют аналогично примеру 1 при нагревании 50 г вязких нефтесодержащих отходов и 10 г отработанных масс в пропорции 1:0,2, смешении полученной смеси с 40 г оксида кальция в количестве 66% от массы смеси отходов.

Для гашения оксида кальция по уравнению (2) необходимо:

40·18/56=12,8 мл.

Пример 5

Способ осуществляют аналогично примеру 1 при нагревании 50 г вязких нефтесодержащих отходов и 15 г отработанных масс в пропорции 1:0,3, смешении полученной смеси с 50 г оксида кальция в количестве 77% от массы смеси отходов.

Для гашения оксида кальция по уравнению (2) необходимо:

50·18/56=16 мл.

Пример 6

Способ осуществляют аналогично примеру 1 при нагревании 50 г вязких нефтесодержащих отходов и 10 г отработанных масс в пропорции 1:0,2, смешении полученной смеси с 50 г оксида кальция в количестве 83% от массы смеси отходов.

Для гашения оксида кальция по уравнению (2) необходимо:

50·18/56=16 мл.

Состав компонентов для утилизации нефтесодержащих отходов и концентрация вредных веществ в водной вытяжке представлены в таблице 1.

Таблица 1
Соотношение компонентов при утилизации НШ и характеристики водных вытяжек
№ п/п Соотношение нефтесодержащий отход : отработанные массы Оксид кальция от массы отходов, % Концентрация ВВ в водной вытяжке, мг/л
1 1:0,4 43 0,24
2 1:0,3 54 0,21
3 1:0,24 61 0,17
4 1:0,2 66 0,15
5 1:0,3 77 0,13
6 1:0,2 83 0,12
7 (прототип пат. №2395466) 1:1,5* 70 0,27
Примечание: в прототипе соотношение 1:1,5* - соотношение нефтесодержащий шлам: обезвреживающая композиция.

Как видно из таблицы 1, вымываемость продукта утилизации меньше по сравнению с прототипом. Полученные продукты утилизации №1-6 представляют собой в каждом примере сыпучий гидрофобный мелкодисперсный порошок светло-серого цвета, который может использоваться в строительных целях, например для производства асфальтобетона в качестве активированного минерального порошка или для получения керамзита как органоминеральная добавка.

Применение отработанных масс в технологиях утилизации расширит ассортимент доступных и дешевых материалов на основе отходов, что обеспечит экономическую целесообразность предлагаемого изобретения.

1. Способ утилизации нефтесодержащих отходов, включающий перемешивание нефтесодержащих отходов с обезвреживающими компонентами, одним из которых является негашеная известь (оксид кальция), с введением воды, реагирующей с негашеной известью, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах, отличающийся тем, что в качестве второго обезвреживающего компонента используют фильтровочные и поглотительные отработанные массы, являющиеся отходами масложировой промышленности на стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла, причем сначала перемешивают предварительно разогретые нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,2-0,4), затем добавляют порционно при перемешивании негашеную известь в количестве 43-83 мас.% от полученной массы до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемешивают предварительно разогретые до температуры 60-70°C нефтесодержащие отходы и отход масложировой промышленности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки отходов. Способ переработки отходов переработки нефти включает подачу отходов переработки нефти и пластмасс в котел и нагрев объединенных отходов переработки нефти и пластмасс, используя дальнее инфракрасное излучение, таким образом, чтобы выделить летучие углеводороды, где выделенные летучие углеводороды собирают для последующего использования.

Изобретение относится к способу получения модифицированных битумных вяжущих, предназначенных для использования в дорожном, аэродромном, гидротехническом и других видах строительства.

Изобретение относится к способу переработки сырья - фторопластов и материалов, их содержащих, в том числе производственных и эксплуатационных отходов, с целью получения ультрадисперсного фторопласта и перфторпарафинов.

Изобретение относится к области нефтепереработки, в частности к способу получения битума путем окисления. Способ включает обработку исходного сырья с получением целевого продукта и последующим его компаундированием с получением дорожного битума.
Изобретение относится к способу измельчения каучука, введению последнего в полипропиленовую полимерную композицию для достижения высоких адгезионных свойств к лакокрасочному покрытию, а также высокого показателя ударных характеристик для изделий, изготавливаемых методом литья под давлением из полученной композиции.

Изобретение может быть использовано для получения газообразного, жидкого и твердого топлив, строительных материалов, извлечения металлов из отходов обогатительных фабрик.
Изобретение относится к глубокому окислению политетрафторэтилена, а именно к способу утилизации отходов политетрафторэтилена (ПТФЭ). Способ утилизации отходов ПТФЭ включает измельчение отходов ПТФЭ до частиц менее 0,2 мм, смешение их с окислителем и нагревание.

Изобретение относится к области переработки отходов и может быть использовано при утилизации отработанных автомобильных шин с получением резиносодержащей жидкой композиции для дальнейшего применения.

Изобретение относится к методам термической деполимеризации природных и вторичных органических ресурсов, например твердых бытовых отходов (ТБО). Способ переработки органических и полимерных отходов включает загрузку сырья с предварительной сепарацией, измельчение с подсушкой, отличается тем, что подсушку осуществляют совместно с катализатором и низкокалорийным природным топливом, затем готовят пасту из измельченного материала и растворителя - дистиллята, получаемого при дистилляции жидких продуктов, при этом предусматривают дальнейшую ступенчатую деполимеризацию реакционной массы с температурой 200-400°C при нормальном атмосферном давлении, осуществляемую в каскаде из двух пар последовательно соединенных реакторов, в которых температура деполимеризации достигает в 1-й паре 200°C, и во 2-й паре - более 200°C и не превышает 310°C, объединяющихся друг с другом рециркулирующими потоками: газообразным, формирующем в реакционной системе восстановительную среду в виде синтез-газа (CO и H2), образующуюся путем паровой каталитической конверсии углеводородных газов, выходящих из реакторов деполимеризации, перемещающуюся посредством газового насоса через подогреватель восстановительных газов из реакционной системы, обеспечивают также вывод синтез-газа для получения моторных топлив - метанола, диметилового эфира или бензина; жидкую же углеводородную фазу отделяют от твердых непрореагировавших компонентов с выходом последних до 40% от общей исходной массы твердых бытовых отходов (ТБО), которые выводят из системы с помощью циркуляционных насосов и направляют для производства нефтяных брикетов и/или горючих капсул, причем жидкую реакционную углеводородную смесь, после отделения от нее твердого остатка, направляют на горячую сепарацию, охлаждение и дистилляцию, кроме того, меньшую часть дистиллята возвращают в мешалку для приготовления пасты на стадию приготовления пасты, а большую часть разделяют на целевые фракции: первую с температурой кипения до 200°C и вторую с температурой кипения выше 200°C, но не более 310°C.

Изобретение относится к технологии переработки органических отходов и может быть применено в химической и резинотехнической промышленности. В реакторе разлагают резиновые отходы.
Изобретение относится к безотходной очистке от аварийных разливов нефти и нефтепродуктов природных и искусственных водоемов, сточных вод, жидких отходов производств, твердых поверхностей, а также в качестве превентивной меры.

Изобретение относится к способу очистки технологического конденсата со способа парового риформинга или способа парового крекинга. В способе очистки технологического конденсата (17) со способа парового риформинга или способа парового крекинга упомянутый технологический конденсат подают в способ электродеионизации (7).

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для извлечения тонкодисперсных сапонитсодержащих взвешенных веществ из слива хвостохранилищ оборотной воды.

Изобретение относится к обработке воды и может быть использовано в промышленных системах охлаждения. Способ включает стадии хранения воды в контейнере (а); ее обработки (б); активации операций для поддержания воды в контейнере в пределах параметров качества воды (в) и поставки обработанной охлаждающей воды из контейнера в промышленный процесс (г).

Изобретение относится к разделению водного раствора и суспендированных в нем твердых веществ. Водная композиция, имеющая значение рН в диапазоне от 6,0 до 9,0, содержит соли угольной кислоты, или сложные эфиры угольной кислоты, или и соли и сложные эфиры угольной кислоты в концентрации по меньшей мере 0,01 мас.% от общей массы водной композиции, а также флокулянты, выбранные из группы, включающей катионный полиакриламид, полиэтиленимин или крахмал, коагулянты, выбранные из группы, включающей водорастворимое соединение, содержащее алюминий, амин или диаллилдиметиламмония хлорид, или микрочастицы, содержащие кремний, или их смесь в качестве удерживающих средств в концентрации по меньшей мере 0,01 мас.% от общей массы водной композиции.
Изобретение относится к технологии очистки воды, в частности к очистке сточных вод от ионов металлов сорбцией. В способе очистки сточных вод от ионов металлов, включающем обработку реагентом, перемешивание и отделение осадка, в качестве реагента используют четырехкальциевый алюмоферрит в количестве 100 мг/л.

Изобретение относится к области обработки сточных вод. Способ электрохимического удаления загрязнителей из сточных вод по изобретению осуществляют в установке электрокоагулирования для удаления загрязнителей, включающей, по меньшей мере, один анод и, по меньшей мере, один катод, и в установке электроокисления для окисления загрязнителей, включающей, по меньшей мере, один анод и, по меньшей мере, один катод, где электрохимически получают окислители.

Изобретение относится к сорбционной очистке сточных вод от катионов меди из проточных водных растворов и может быть использовано на заводах металлоизделий и предприятиях цветной металлургии, горнорудной, химической, машиностроительной и электронной промышленности, а также в коммунальном хозяйстве.

Изобретение относится к способам обработки воды и может быть использовано в промышленных процессах. Способ получения воды для промышленного процесса включает очистку воды и удаление взвешенных в воде твердых частиц посредством фильтрации небольшой части общего объема воды, включающий: а) сбор воды; б) хранение воды; в) обработку воды в течение 7 суток посредством периодического добавления в нее дезинфицирующих веществ; г) активацию одной и более операций (1)-(5) с помощью средства, выполненного с возможностью получения информации, относящейся к параметрам качества воды, регулируемым указанным средством для приведения параметров качества воды в их пределы: 1) введение в воду окисляющих веществ; 2) введение коагулянтов, флокулянтов или их смеси; 3) всасывание части воды, содержащей осевшие частицы и полученной в операциях (1) и/или (2); 4) фильтрацию этой части всасываемой воды; 5) возврат отфильтрованной воды и д) использование обработанной воды в процессе ниже по потоку.
Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен материал-носитель биомассы для фильтрации нефтезагрязненных сточных вод.

Изобретение относится к способу переработки углеродсодержащего и углеводородсодержащего сырья, включающему измельчение сырья, добавление жидкости, перемешивание, нагревание, отделение жидкой фракции от твердой фракции, извлечение полезного компонента из жидкой фракции, возвращение жидкой фракции в технологический процесс на этап добавления жидкости.
Наверх