Результат интеллектуальной деятельности: ПИРОЛИЗНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЕШЛАМОВ

Изобретение относится к области переработки жидких углеводородных отходов путем их пиролиза и может быть использовано для утилизации промышленных отходов органического происхождения.

Из существующего уровня техники известна пиролизная установка, содержащая термореактор с косвенным обогревом, систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор, отстойник жидких осадков, а также систему отвода дымовых газов с системой очистки. Термореактор имеет огнеупорную футеровку, вверху - загрузочный бункер, который снабжен системой непрерывной загрузки продуктов для переработки, в нижней части - решетку, на которую загружают продукты для переработки и через отверстия которой подается вентилятором воздух для горения. Пиролизная установка содержит также котел, оборудованный тремя горелками, в которых используется пиролизный газ, экономайзер, газовую плавильную печь для переплава алюминиевого лома, в которой в качестве топлива используют образующийся в установке пиролиза пиролизный газ, установку пылегазоочистки с дымососом (патент РФ №2427760 С1, дата приоритета: 09.03.2010, дата публикации: 27.08.2011, автор Трусов В.A., RU).

Недостатком известной пиролизной установки является низкая эффективность переработки исходного сырья ввиду неравномерного его нагрева.

Известно устройство для переработки отходов нефти с высоким содержанием кислотосодержащих веществ и тяжелых парафинов в полезную продукцию, содержащее корпус с полостью и нагреватель поверхности. При этом полость выполнена в форме правильного цилиндра с пазом вдоль оси вращения. Корпус выполнен из жаропрочного материала с полированной внутренней поверхностью и имеет в пазу трубу для подачи нефти через плоскую фильеру на барабан. На обоих торцах барабана расположены два диска, имеющие высокую разность электрического потенциала, а в пазу корпуса расположена труба для удаления продуктов пиролизного газа и для создания низкого вакуума. В корпусе также расположено окно для удаления шлака, а на поверхности барабана и обоих дисков расположен скребок, жестко закрепленный в корпусе (патент РФ №2451039 С2, дата приоритета: 30.12.2010, дата публикации: 20.05.2012. Бюл. №14, автор Насонов А.Е., RU).

Недостатком данного изобретения является сложность конструкции, а также повышенные энергетические затраты для поддержания процесса пиролиза.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению, принятым в качестве прототипа, является установка для пиролиза углеводородных отходов, содержащая термореактор с размещенным внутри него электронагревателем и систему отвода пиролизных газов, включающую конденсатор. Электронагреватель выполнен с возможностью образования вокруг него при пиролизе угольного осадка, фильтрующего образующийся в реакторе пиролизный газ, и с внутренней полостью, сообщенной с внутренним объемом термореактора и системой отвода пиролизных газов. Кроме того, установка содержит соединенный последовательно с конденсатором отстойник, соединенные последовательно с отстойником газоотводной трубой гидрозатвор и гидрозатвор измерительный, приемники жидких углеводородов газозатворов, соединенные через насос с форсункой, расположенной в термореакторе (патент РФ №2225573 С1, дата приоритета: 29.07.2002, дата публикации: 10.03.2004, автор Глушков В.A., RU, прототип).

Недостатками прототипа являются: низкая производительность и высокие энергетические затраты, обусловленные конструктивными особенностями установки.

Технической проблемой, решаемым предлагаемым изобретением, является создание пиролизной установки для утилизации нефтешламов, обеспечивающей высокую эффективность и производительность процесса переработки углеводородных отходов за счет наиболее равномерного их нагрева.

Технический результат при решении технической проблемы, заключающийся в повышении эффективности и производительности процесса пиролиза, достигается за счет попеременной, независимой работы секций реактора пиролиза в двух режимах (пиролиз и регенерация), а также конструктивно расположенных нагревателей, обеспечивающих более равномерный нагрев исходного сырья.

Для решения технической проблемы и достижения указанного технического результата предложена пиролизная установка для утилизации нефтешламов, содержащая реактор пиролиза с нагревателями, насос для подачи исходного сырья, теплообменник, отстойник и ресивер. Согласно изобретению новым является то, что реактор пиролиза конструктивно выполнен в виде двух секций с общей стенкой с возможностью независимой работы либо в режиме пиролиза, либо в режиме регенерации, при этом нагреватели расположены по внутреннему контуру и в центре реактора в каждой секции, кроме того, установка содержит насос для вывода жидких продуктов, вентилятор высокого давления для вывода газообразных продуктов, циклоны для очистки конечных продуктов и газгольдер.

На фиг. 1 схематично изображена пиролизная установка для утилизации нефтешламов, общий вид; на фиг 2. - поперечный разрез секционного реактора пиролиза.

Пиролизная установка для утилизации нефтешламов (фиг. 1) содержит секционный реактор пиролиза 1, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда и имеющий теплоизоляцию 2. При этом сам реактор разделен на две секции 3,4, в нижней части которых расположены крышки 5 для осуществления очистных мероприятий. Внутри корпуса реактора расположены нагреватели 6, а по бокам термопары 7 (фиг. 2). Пиролизная установка также содержит насос 8 для подачи нефтешлама, теплообменник 9, отстойник 10, насос 11 для вывода жидких продуктов, вентилятор высокого давления 12 для вывода газообразных продуктов, циклон 13 и гидроциклон 14, служащие для очистки конечных продуктов, а также газгольдер 15 и ресивер 16.

Пиролизная установка для утилизации нефтешламов (фиг. 1) работает следующим образом. Нефтешлам из шламонакопителя (не показан) с помощью насоса 8 поступает в секционный реактор пиролиза 1, заполняя секцию 3. Нагреватели 6 обеспечивают необходимое количество тепла для начала процесса пиролиза, при этом нагреватели расположены не только по контуру, но и в центре реактора в каждой секции. В качестве нагревателей могут использоваться горелочные устройства различного типа. С помощью термопар 7 производится контроль параметров температуры. Теплоизолирующий материал 2 сохраняет тепло в реакторе, тем самым снижая энергетические затраты для поддержания процесса пиролиза. Выделяющиеся продукты реакции поступают в теплообменник 9 для разделения жидких и газообразных продуктов пиролиза, далее они поступают в отстойник 10, где при помощи насоса 11 жидкие продукты проходят через гидроциклон 14 и поступают в ресивер 16 для временного хранения. В свою очередь газообразные продукты с помощью вентилятора высокого давления 12 проходят через циклон 13 и поступают в газгольдер 15 для временного хранения, также часть пирогаза используется в качестве топлива для нагревателей 6.

Для пиролиза характерно образование кокса (закоксовывание). При закоксовывании секции 3 реактор переходит на режим работы секции 4 и весь процесс проходит по описанному выше принципу. При этом закоксованная секция 3 проходит стадию регенерации, весь скопившийся в ней кокс выжигается, а тепло, образовавшееся при данном процессе, передается через совместную стенку реактора и служит для поддержания процесса пиролиза, тем самым обеспечивая меньшие энергетические затраты. Высокая эффективность и производительность также достигаются за счет нагревателей, расположенных в центре реактора, обеспечивая равномерный нагрев, в результате достигается высокая конверсия исходного сырья.

Таким образом, описанные конструктивные особенности реактора позволяют получить более высокий технический результат, а именно существенно повысить эффективность и производительность пиролиза жидких отходов нефтепродуктов.