Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМА

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при переработке нефтешлама на нефть и воду.

Известен способ обработки осадков сточных вод, включающий предварительное обезвоживание маслонефтесодержащего осадка методом капиллярного отсоса волокнистым материалом до влажности 60-70% с последующим высушиванием остатка в барабанных печах при 300-400°C с добавлением гравия или щебня в массовом соотношении от 1:2 до 1:3. В результате получают "черный" щебень - строительный материал с гидрофобным покрытием, масляный конденсат и очищенную воду (Авторское свидетельство СССР №1747400, опубл. 15.07.92).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ переработки нефтесодержащих отходов (шламов) путем предварительного обезвоживания шлама с помощью механического измельчителя с последующей термической обработкой при температуре 300-400°C во вращающемся трубчатом смесителе путем смешения обезвоженного "холодного" нефтешлама с щебнем (гравием) в массовом соотношении 1:2 или 1:3, предварительно нагретым во вращающейся барабанной печи, а для поддержания температуры термообработки в вращающемся смесителе в заданных пределах в него на выход подают дымовые газы с печей нагрева щебня (гравия) (Патент РФ №2156750, опубл. 27.09.2000 - прототип).

Общим недостатком данного способа является большая длительность процесса предварительного обезвоживания осадка и необходимость очистки всего объема улавливаемой и конденсируемой парогазовой фазы от токсичных продуктов пиролиза углеводородных и других органических компонентов перерабатываемого осадка, которые неизбежно образуются при прямом нагреве до 300-400°C в барабанных печах смеси осадка и щебня (гравия), неспособность разделения высокоустойчивого нефтешлама на нефть и воду.

В предложенном изобретении решается задача разделения высокоустойчивого нефтешлама.

Задача решается способом переработки нефтешлама, согласно которому нефтешлам со шламонакопителя подают насосом под давлением до 1,0 МПа и расходом до 10 м³/ч в трубчатую печь, нагревают до температуры 110-120°C, подают в коалесцирующее устройство, заполненное коалесцирующим материалом в виде гранитного щебня с объемно-насыпным весом 1,36-1,40 т/м³ и размером частиц от 5 до 50 мм, обрабатывают в коалесцирующем устройстве паром по центру и периметру потока и водой на выходе, далее продукт обработки подают в горизонтальную емкость-отстойник, отстаивают в отстойнике и разделяют на нефтяную и водную фазу.

Сущность изобретения

Задача переработки нефтешламов является одной из труднейших вследствие того, что нефтешлам представлят собой трудно разрушаемую нефтяную эмульсию, прошедшую все этапы разделения и оставшуюся после всего этого в виде нефтяной эмульсии. В предложенном изобретении решается задача разделения трудно разделяемого нефтяного шлама. Задача решается при помощи устройства, представленного на фиг.1.

Устройство для переработки нефтешлама включает шламонакопитель 1, насос 2, трубчатую печь 3, коалесцирующее устройство 4, горизонтальную емкость отстойник 5, буферную емкость нефти 6, насос 7, отстойник с гидрофобным жидкофазным слоем 8, насос 9, резервуар 10,

Устройство работает следующим образом.

Нефтешлам со шламонакопителя 1 подают насосом 2 в трубчатую печь 3. В печи 3 нефтешлам нагревают теплом сгорания природного газа или попутного нефтяного газа. Для ускорения и улучшения процесса разделения нефтешлам, нагретый в печи 3, подают в коалесцирующее устройство 4 и далее в горизонтальную емкость - отстойник 5 для отстоя. В отстойнике 5 прогретый и подвергнутый коалесцирующему воздействию нефтешлам разделяется на нефтяную фазу (верхний слой) и водную фазу (отстой воды).

Отстой воды из нижней части емкости 5 поступает в отстойник с гидрофобным жидкофазным слоем 8. Очищенную сточную воду из отстойника 8 откачивают насосом 9 в резервуар 10, где происходит дополнительный отстой воды. Далее подготовленную воду подают в систему поддержания пластового давления. Нефть, уловленную в отстойнике 8, по верхнему уровню подают в «голову процесса» в линию подачи нефтешлама на печь 3.

Нефтяную фазу из отстойника 5 отводят по верхнему уровню в буферную емкость нефти 6. Далее нефтяную фазу из буферной емкости 6 откачивают насосом 7 на установку подготовки нефти или же в случае неудовлетворительных анализов на выходе из емкости 6 направляют на дополнительный подогрев в печи 3.

На фиг.2 представлено коалесцирующее устройство. Устройство включает корпус 11, патрубки ввода 12 и вывода 13 продуктов и коалесцирующий материал 14. Коалесцирующий материал 14 представляет собой гранитный щебень с объемно-насыпным весом 1,36 - 1,40 т/м³ и размером частиц от 5 до 50 мм. Вблизи патрубка ввода 12 по оси корпуса 11 размещен патрубок ввода пара 15, направленный вдоль потока нефтешлама, в центральной части корпуса 11 по окружности размещены боковые патрубки ввода пара 16, вблизи патрубка вывода размещен патрубок ввода воды 17, направленный навстречу потоку нефтешлама, в нижней части корпуса 11 размещен патрубок дренажа 18.

Коалесцирующее устройство работает следующим образом.

Нефтешлам поступает через патрубок ввода 12 в корпус 11, заполненный коалесцирующим материалом - гранитным щебнем. Через патрубок 15 в центр потока нефтешлама и через патрубки 16 по окружности потока нефтешлама вводят пар с давлением до 0,6 МПа и с температурой до 120-140°C. В конце корпуса 11 через патрубок 17 вводят воду до 1-3% от объема нефтешлама.

Нефтешлам в виде глобул воды и нефти попадает под активирующее воздействие подаваемого пара и приобретает дополнительное ускорение, тем самым создаются условия для столкновения с коалесцирующим материалом. Глобулы эмульсии нефтешлама укрупняются, разрушаются, разделяются на отдельные фазы. В конце устройства навстречу потока подается пресная вода для улучшения коалесценции.

Для недопущения забивания частиц коалесцирующего материала предусмотрена промывка аппарата с прекращением подачи нефтешлама и опорожнением в через патрубок 18 дренажа.

Пример конкретного применения

Нефтешлам со шламонакопителя 1 с температурой от 5 до 40°C подают насосом 2 под давлением до 1,0 МПа и расходом до 10 м³/ч в трубчатую печь 3. В печи 3 нефтешлам нагревают теплом сгорания природного газа или попутного нефтяного газа. Для ускорения и улучшения процесса разделения нефтешлам, нагретый в печи 3 до температуры 110-120°C, подают в коалесцирующее устройство 4 и далее в горизонтальную емкость - отстойник 5 объемом 200 м³ для отстоя. В отстойнике 5 прогретый и подвергнутый коалесцирующему воздействию нефтешлам разделяется на нефтяную фазу (верхний слой) и водную фазу (отстой воды).

Отстой воды из нижней части емкости 5 поступает в отстойник с гидрофобным жидкофазным слоем 8 объемом 100 м³. Очищенную сточную воду из отстойника 8 откачивают насосом 9 в резервуар 10, где происходит дополнительный отстой воды. Далее подготовленную воду подают в систему поддержания пластового давления. Нефть, уловленную в отстойнике 8, по верхнему уровню подают в «голову процесса» в линию подачи нефтешлама на печь 3.

Нефтяную фазу с температурой около 90°C и с обводненностью до 2% из отстойника 5 отводят по верхнему уровню в буферную емкость нефти 6 объемом 100 м³. Далее нефтяную фазу из буферной емкости 6 откачивают насосом 7 на установку подготовки нефти или же в случае неудовлетворительных анализов на выходе из емкости 6 направляют на дополнительный подогрев в печи 3.

В результате удается разделить высокоустойчивый нефтешлам на нефть и воду.

Применение предложенного способа позволит перерабатывать высокоустойчивый нефтешлам.