Реферат
Разработан новый способ непрерывной экстракции нефтепродуктов (мазута) из прибрежного морского песка и подобных прибрежных пород (гальки), позволяющий очищать прибрежный песок и гальку от разлива нефтепродуктов (мазута).
Известные в настоящее время растворители из нефтепродуктов, практически не растворяются в воде и образуют с водой азеотропную смесь, обладающую более низкой температурой кипения, чем чистый нефтяной растворитель, и позволяют убирать воду из мокрого песка. Удаление воды из мокрого песка является обязательным условием удаления мазута, т.к. молекулы воды образуют пленку на поверхности мазута, препятствующую взаимодействию частичек мазута с экстрагентом.
Мы предлагаем на первом этапе очищать представленную выше многокомпонентную смесь песка(гальки)-морской воды-мазута экстрагентом-растворителем(нефрас С2-80/120), который широко используется в промышленности для очистки и обезжиривания поверхности, разбавления масляных, битумных и этиленовых лакокрасочных материалов и эпоксидных смол.
На первом этапе предлагаемой технологии исходная смесь, состоящая из песка, воды и мазута, загружается в экстрактор (аппарат типа Сокслета)(далее – Сокслет) в сетчатом контейнере для предотвращения уноса песка(гальки) с растворителем. Затем в экстрактор подают горячий экстрагент-растворитель при 70-75оС. Подача осуществляется до заполнения экстрактора и срабатывания сифона(1-1). После опорожнения экстрактора начинается второй цикл обработки исходной смеси.
Экстрагент первого цикла, содержащий часть воды и мазута перетекает в сборник обводненного экстракта (6). Затем эта смесь поступает в отстойник (7), в котором расслаивается и разделяется на два компонента: нижний (водный слой) отделяется и отправляется на дополнительную очистку, а верхний слой, представляющий собой экстракт мазута и остатки воды, собирается в сборнике осушенного экстракта(9).
Из сборника (9) смесь поступает в перегонный куб (2), где происходит отгонка азеотроп-ной смеси растворителя и остатка воды, а мазут накапливается в кубе(2).
Смесь растворителя-мазута-воды нагревается в кубе (2) до температуры кипения азеотропа расторителя и воды. Пары растворителя из куба (2) поступают в конденсатор (3), где конденсируются и частично охлаждаются. Из конденсатора, полученный конденсат, представляющий из себя смесь воды и растворителя, поступает в насадку Дина-Старка (5), в которой азеотропная смесь охлаждается и разделяется на верхний (органический) слой и нижний слой (вода). Нижний слой сливается в сборник загрязненной воды (содержание воды 99,99%), а верхний слой – чистый растворитель, поступает в соответствующий сборник растворителя (4).
Из сборника (4) освобожденный от воды растворитель поступает в экстрактор, содержащий мокрый песок и мазут, для следующей экстракции воды и мазута, и цикл повторяется.
Все операции повторяются до тех пор, пока из исходной смеси не будут удалены вода и мазут.
На окончательной стадии, когда из исходной смеси экстрагируется только оставшийся мазут, из перегонного куба(2) полностью выпаривают растворитель, который собирается в сборнике растворителя (4), а мазут сливают и используют по назначению.
Затем экстрактор (1) нагревают для отгонки из песка остатков растворителя (V), сетчатый контейнер вынимают и опорожняют от чистого песка.
Песок, выгруженный из экстрактора, не содержит примесей мазута и экстрагента-растворителя и может быть использован на пляжах.
После этого в экстрактор-сокслет загружается новой порцией сырого загрязненного песка, и процесс очистки начинается снова в той же последовательности.
Для ускорения процесса можно применить ультразвуковой вибратор, препятствующий слеживанию песка.
Собранная технологическая вода с небольшой примесью нефтепродуктов (0,01%) поступает на установку обратного осмоса(которая в данной схеме не приводится), на которой полностью очищается от нефтепродуктов. Мазут поступает в сборник мазута, а чистая вода может использоваться для орошения или иных целей.
Вода, используемая для охлаждения в конденсаторе (3) и насадке Дина-Старка (5), после охлаждения может быть использована снова. Конденсат пара снова может быть использован в парогенераторах для получения пара.