Аппаратурно-технологический комплекс для переработки и обезвреживания нефтешламов
Аппаратурно-технологический комплекс для переработки и обезвреживания нефтешламов содержит обогреваемые приемные емкости (1), сетчатые фильтры, насосы, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обогреваемые и теплоизолированные промежуточные емкости (2), узел (3) приготовления и дозировки химических реагентов, трехфазную центрифугу (4), сборники (5,6) нефтяной и водной фракций, контейнеры (7) для сбора твердой фазы, смесители - сушилки (9-1, 9-2) твердых осадков, термодесорбер (11), орошаемый скруббер (19) с каплетуманоуловителями(20). Термодесорбер (11) выполнен в виде наклонной, обогреваемой, вращающейся, трубчатой печи (12), помещенной в неподвижный корпус (13), и содержит питающий бункер (10), выходную камеру (18) паро-, пылегазовой смеси, соединенную со скруббером (19), разгрузочное устройство (14) со шнековым конвейером (15), выход из которого направлен в контейнеры- сборники (16) термообработанных материалов и далее на узел (17) брикетирования. Выход скруббера (19) для суспензии масло-пыль соединен через систему фильтров (22-1, 22-2) с теплообменником (25), охлаждающим орошающее скруббер масло, и со сборной емкостью (23) сконденсированного масла. Аппаратурно-технологический комплекс повышает эффективность утилизации нефтешламов, обеспечивает наряду с улучшением экологической обстановки возможность получения нефти, нефтепродуктов, которые возвращаются в производственный цикл, водной фазы, содержащей до 1 г/дм3 нефти и до 1 г/дм3 твердой фазы, которую направляют на очистные сооружения, твердые продукты - брикеты, реализуемые в автодорожном строительстве и в производстве строительных изделий и материалов.
Предлагаемая полезная модель относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, и, в частности, к аппаратурно-технологическим комплексам (установкам, участкам, отделениям, технологическим линиям и т.п.) для переработки и обезвреживания нефтешламов - нефтесодержащих отходов.
Известно техническое решение "Линия для переработки нефтешламов и донных осадков нефтеловушек, флотаторов, шламонакопителей" (Патент РФ №2078739 по заявке №93018114/25 с приор. от 08.04.1993. Опубл.: 10.05.1997; МПК 6 С02F 9/00, 11/00;).
Данная известная состоит из следующих установок: установка сбора и перекачивания нефтешлама производительностью 50 м3/ч УСПН-50-1, установка сбора и перекачивания донного осадка производительностью 15 м3/ч УСПО-15-II, установка разделения нефтешлама и донного осадка производительностью 25 м 3/ч УРДО-25 III, установка переработки донного осадка производительностью 15 м3/ч УПДО-15IV и установка переработки нефтешлама производительностью 15 м3/ч УПН-15V.
Установка сбора и перекачивания нефтешлама УСПН-50-1 обеспечивает сбор, подтягивание нефтешлама, измельчение сгустков нефтешлама, травы, веток и перекачивание нефтешлама. Установка УСПН-50 содержит насос, сборник-измельчитель, ограждение, двустороннюю комбинированную лебедку, катушки для укладки ограждения.
Установка сбора и перекачивания донного осадка УСПО-15-II обеспечивает забор донного осадка, измельчение сгустков, мусора и перекачивание донного осадка. Установка УСПО-15 содержит насос, заборник-измельчитель.
Установка разделения нефтешлама и донного осадка УРДО-25-III обеспечивает отделение и вывод крупных механических примесей размером более 10 мм, нагрев нефтешлама и донного осадка до температуры 45°С, отмывку деэмульгатором и водяным паром песка, отделение воды, вывод механических примесей, нефтяной и водной фаз. Установка УРДО-25 содержит устройство подачи деэмульгатора, самоочищающийся фильтр, емкость приема и разделения нефтешлама с конвейером вывода механических примесей и насосы. Емкость оборудована внутренними устройствами для разделения и вывода водной и нефтяной фаз и устройством ввода водяного пара. Установка переработки донного осадка УПДО-15-IV обеспечивает нагрев нефтешлама до температуры 80°С, отделение, отмывку и вывод механических примесей. Установка УПДО-15 содержит устройства подачи деэмульгаторов, подогреватель-смеситель, центрифугу, деаэратор, насос и фильтры.
Установка переработки нефтяного шлама УПН-15-V обеспечивает догрев нефтешлама до температуры 95°С, разделение на очищенные нефтепродукты и воду, а также очистку нефтепродукта и воды от механических примесей. Установка УПН-15 содержит теплообменник, сепараторы, емкость приема и разделения периодических "отстрелов" сепараторов с конвейером выгрузки механических примесей.
Установка отмывки замазученных механических примесей УЗГ-5-VI обеспечивает отмывку замазученных механических примесей от нефтепродуктов с применением растворителей. Установка УЗГ-5 содержит комбинированное устройство приема, перемешивания, отмывки замазученных механических примесей, устройство ввода растворителя, емкость отмывки механических примесей от остатков растворителя с конвейером выгрузки отмытых механических примесей.
Известная линия для переработки нефтешламов работает следующим образом. На поверхности шламонакопителя раскладывается ограждение, оба конца которого закрепляются на двусторонней комбинированной лебедке. В
зависимости от ветровой нагрузки лебедкой вытягивается правый или левый, либо оба конца ограждения, которые укладываются на катушках, в результате создается нагрузка на верхние слои нефтешлама. Внутри огороженного участка нефтешлама раскладывается фрагмент ограждения, который обеспечивает доставку удаленных слоев нефтешлама к заборнику-измельчителю. Перемещение фрагмента осуществляется лебедкой. Нефтешлам забирается и перекачивается насосом, на всасывающем патрубке которого расположен заборник-измельчитель измельчения сгустков нефтешлама, травы, веток и другого мусора.
Для забора донного осадка на дне шламонакопителя устанавливается насос с заборником-измельчителем. Донный осадок забирается и перекачивается насосом. Заборник-измельчитель измельчает нефтяные сгустки и мусор.
Перекачиваемые насосом нефтешлам и донный осадок (далее нефтешлам) поступают на установку УРДО-25. Специальным устройством в поток нефтешлама подается деэмульгатор. Нефтешлам с деэмульгатором поступает на самоочищающийся фильтр, задержанные крупные частицы выводятся из фильтра в тару для сбора мехпримесей. Очищенный от крупных частиц нефтешлам поступает в емкость приема и разделения нефтешлама. Через специальное устройство в зону приема нефтешлама вводится водяной пар для нагрева нефтешлама до температуры 45°С, что повышает эффективность воздействия деэмульгатора. Под воздействием деэмульгатора и водяного пара разрушаются нефтяные эмульсии и отмываются замазученные механические примеси.
В емкости осуществляется разделение нефтешлама на нефтяную фазу, воду и механические примеси. Механические примеси с нижнего уровня емкости выводятся насосом. Вода направляется в шламонакопитель на размыв донного осадка, а нефтяная фаза насосом направляется на установку УПДО-15. Специальным устройством в поток нефтяной фазы подается деэмульгатор. Нефтяная фаза поступает в подогреватель-смеситель, в
который вводится водяной пар для нагрева нефтяной фазы до температуры 80°С. Под воздействием деэмульгатора и водяного пара происходит дополнительная отмывка механических примесей. Подогретая нефтяная фаза поступает на двухфазную центрифугу. Под воздействием центробежных сил сгущенные механические примеси выводятся из центрифуги в тару для сбора мехпримесей. Очищенная фаза из центрифуги самотеком поступает в деаэратор, в котором осаждается пена и выводится воздух. Из деаэратора насосом нефтяная фаза направляется на два периодически работающих фильтра. В нефтяной поток подается деэмульгатор для повышения степени очистки нефтяной фазы.
Очищенная жидкая фаза после фильтров направляется на теплообменник, в котором подогревается водяным паром до температуры 95 С и затем поступает на два параллельно установленных сепаратора установки УПН-15.
Под воздействием центробежных сил в сепараторах нефтяная фаза делится на нефтепродукт, водную фазу и механические примеси.
Нефтепродукт и водная фаза выводится из сепараторов под давлением, а механические примеси выводятся с водой периодически по мере накопления. Чистый нефтепродукт из сепараторов направляется в емкость для сбора чистого нефтепродукта. Водная фаза из сепараторов объединяется и направляется в сепаратор для доочистки. Выводимый из сепаратора нефтепродукт объединяется с основным потоком чистого нефтепродукта из сепараторов, а вода поступает в очистные сооружения. Периодически выводимые с сепараторов "отстрелы" (механические примеси с водой) самотеком собираются в емкость приема и разделения "отстрелов" сепараторов. Вода с верхнего уровня емкости сливается в очистные сооружения, а отмытые механические примеси с низа емкости выводятся конвейером в тару для сбора механических примесей.
Выводимые конвейером замазученные механические примеси поступают на комбинированное устройство приема, перемешивания и
отмывки замазученных механических примесей установки УЗГ-5. В нижнюю часть комбинированных устройств вводится растворитель.
Отмытые механические примеси с низа емкости отмывки механических примесей от остатков растворителя конвейером выводится в тару для сбора механических примесей. Для обеспечения отмывки механических примесей от остатков растворителя в емкость подастся вода с установки УРДО-25.
Недостатком данной известной технологической линии является сложность ее конструкции и последующей эксплуатации.
Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности и достигаемому при этом результату является "Установка и способ переработки жидких шламов" (Патент РФ №2276107 по заявке №2004115085/15 с приоритетом от 19.05.2004. Опубл.: 27.10.2005 и 10.05.2006. МПК7 С02F 1/40) - принята за ПРОТОТИП.
Установка по прототипу содержит: блок приема и разогрева нефтешлама, блок очистки, насосный блок, блок приемных емкостей очищенной нефтесодержащей жидкости. Емкость приема и разогрева исходного шлама снабжена внутри трубчатыми паровыми регистрами и имеет объем 40 м3, имеет сетчатый короб, крышки и укомплектована термометром со штоком-держателем. Блок очистки включает вибросито со стоком и контейнером для сбора отделенных примесей, промежуточную емкость для сбора нефтесодержащей жидкости после очистки на вибросите, пескоотделитель (гидроциклон), вторую промежуточную емкость, илоотделитель (гидроциклон), насосы. Блок расходных емкостей включает распределительный коллектор, отстойную емкость с паровыми регистрами внутри, накопительные емкости.
Эксплуатация установки по прототипу осуществляется следующим образом. Жидкий нефтяной шлам доставляется на установку вакуумными машинами с аварийных разливов нефти или мест временного хранения собранного нефтяного шлама. Вакуумные машины заезжают на эстакаду и сливают содержимое в сетчатый короб приемной емкости. На сетке короба
задерживаются фрагменты механических примесей размером более 25 мм. Заполнение приемной емкости производится до уровня не более 10 см от верхней кромки, после чего она закрывается крышками. Поступивший в приемную емкость шлам нагревается в течение нескольких часов через регистры насыщенным паром до температуры 70°С и более. Контроль температуры разогрева нефтяного шлама осуществляют с помощью термометра. Нагретый до перекачиваемого состояния шлам из приемной емкости насосом подается на нижнюю сетку с ячейкой 0,16 мм вибросита. Подача нефтешлама регулируется задвижкой. На вибросите происходит отделение механических примесей размером более 0,16 мм, которые в результате действия линейных колебаний сбрасываются в контейне, расположенный под виброситом.
Очищенная от крупных фракций механических примесей нефтесодержащая жидкость, проходя сквозь ячейки сетки, стекает в промежуточную емкость, откуда шламовым насосом подается в гидроциклоны пескоотделителя, где происходит вторая ступень очистки и отделяются частицы механических примесей диаметром до 50 мкм. Очищенная на пескоотделителе нефтесодержащая жидкость поступает во вторую промежуточную емкость, откуда шламовым насосом подается на гидроциклоны илоотделителя, где происходит третья ступень очистки и отделяются частицы механических примесей диаметром до 30 мкм. Очищенная на илоотделителе нефтесодержащая жидкость поступает по трубопроводу в распределительный коллектор и далее в отстойную емкость. Отделившиеся под действием центробежных сил частицы механических примесей из пескоотделителя и илоотделителя попадают на верхнюю сетку вибросита с размером ячеек 0,04 мм и сбрасываются в контейнер. По мере накопления загрязненные механические примеси подаются на установку очистки грунтов, почв и нефтешлама.
Из отстойной емкости производится отбор проб нефтесодержащей жидкости для проведения физико-химического анализа. В зависимости от
загрязненности исходного жидкого нефтешлама его очистка производится в один, два или три цикла. Для повторной очистки горячая нефтесодержащая жидкость шламовым насосом из отстойной емкости перекачивается на цикл очистки, как это описано выше. Нефтесодержащая жидкость, поступающая на повторную очистку, имеет температуру около 60°С за счет подогрева в емкости.
После заполнения отстойной емкости нефтесодержащая жидкость при прогревании до 40-6О°С подвергается отстою в статическом режиме в течение 8 часов. За это время происходит разделение на водную, нефтяную фазы и оставшиеся механические примеси. Отделившаяся в результате отстоя вода из отстойной емкости по дренажному коллектору сбрасывается в котлован. Отстоявшаяся нефтяная фаза либо непосредственно откачивается через всасывающий коллектор поршневым насосом в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия либо в накопительные емкости, из которых по мере накопления нефть через всасывающий коллектор поршневым насосом подается также в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия.
Периодически, не реже, чем 1 раз в 2 недели, производится механическая очистка от осадка приемной и накопительной емкостей, при необходимости емкостей блока очистки, для чего в емкостях предусмотрены дренажные задвижки для отвода осадка в котлован.
Установка по прототипу обеспечивает весьма эффективную переработку и выделение нефти из жидких отходов - "свежих ловушечных продуктов".
Недостатком установки по прототипу является отсутствие в ее составе необходимого оборудования для переработки нефтешламов, содержащих значительное количество твердой фазы: иловые фракции, замазученная земля и т.п.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание нового аппаратурно-технологического комплекса, обеспечивающего высокоэффективную переработку и обезвреживание нефтешламов с
утилизацией из них нефтесодержащих веществ в форме товарных продуктов и/или полупродуктов.
Технический результат, который достигается при реализации разработанной полезной модели заключается в повышении степени разделения водной и нефтяной фаз и увеличении степени очистки от твердой фазы.
Поставленная задача решается с достижением вышеуказанного технического результата предлагаемым "Аппаратурно-технологическим комплексом для переработки и обезвреживания нефтешламов", включающим (фиг.1): обогреваемые приемные емкости (1), сетчатые фильтры (на рис. не показаны), насосы, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обогреваемые и теплоизолированные промежуточные емкости (2), резервуары (5,6) с очищенными от посторонних примесей фракциями (нефтепродукты, вода). Новым в предлагаемой полезной модели является то, что промежуточные емкости (на рис. условно показана только одна емкость) (2) соединены с узлом (3) приготовления и дозировки химических реагентов для обработки нефтешламов, а выход из промежуточных емкостей (2) через насосную систему (на рис. не показана) направлен в высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), соединенную со сборниками нефтяной (5) и водной (6) фракции и контейнером (7) для сбора твердой фазы, выделенной из нефтешламов. Контейнеры (7) имеют шнековые соединения (8) со смесителями (9-1 и 9-2), выход из которых шнековым транспортером (на рис.не показан) соединен с питающим бункером (10) термодесорбера (11), выполненного в виде наклонной, вращающейся, обогреваемой трубчатой печи (12), помещенной в неподвижно установленный корпус (13) термодесорбера (11), снабженного разгрузочным устройством (14), выход из которого посредством шнекового конвейера (15) направлен в контейнеры-сборники (16) термообработанных материалов, направляемых в систему (узел) брикетирования (17). Выходная камера (18) термодесорбера (11) соединена с орошаемым скруббером (19) для очистки отходящих газов от
пыли и высококипящих конденсирующихся углеводородов; скруббер (19) снабжен капле-, туманоулавителями (20), установленными в его верхней части, выход суспензии масло-пыль из нижней зоны скруббера (19) через циркуляционный насос (21) направлен в систему фильтров (22-1 и 22-2), соединенную со сборной емкостью (23) сконденсированного масла и через водоохлаждаемый теплообменник (25) с маслоорошаемой системой скруббера (19); сборная емкость (23) может имееть также соединение с резервуарами (емкостью) (24) для хранения и последующей отгрузки потребителям очищенных от посторонних примесей нефтепродуктов.
Осуществление полезной модели.
Исходные нефтешламы, поступающие на переработку, обезвреживание и последующую утилизацию загружают в приемные обогреваемые емкости (1), снабженные перемешивающими устройствами (на рис. не показаны). Из этих емкостей подогретые нефтешламы через специальные сетчатые фильтры грубой очистки (на рис. не показаны) с помощью системы насосов перекачивают для дальнейшего нагрева и химической обработки в промежуточные обогреваемые и теплоизолированные емкости (2), снабженные мешалками (на рис. не показаны). Из узла (3) для приготовления и дозировки химических реагентов в промежуточные емкости (2) подают самотеком или закачивают растворы коагулянтов, деэмульгаторов и флокулянтов. Нагретые и обработанные вышеуказанными химическими реагентами нефтешламы направляют (например, закачивают насосами) на высокоскоростную трехфазную центрифугу (4), на которой происходит высокоэффективное и высококачественное разделение нефтяной, водной и твердой фаз (фракций). Нефтяную фракцию собирают в сборнике (5), водную фракцию - в сборнике (6), а твердую фазу - осадок собирают в контейнеры (7). Из этих контейнеров (7) осадки шнековым соединением (8) загружают в смесители (9-1 и 9-2) для снижения их влагосодержания, откуда осадки шнековым транспортером (на рис. не показан) подают в питающий бункер (10) термодесорбера (11). Из питающего бункера (10) осадки, содержащие до
15% нефтепродуктов, направляют в наклонную вращающуюся трубчатую печь (12), обогреваемую снаружи, например, топочными газами и помещенную в неподвижно установленный корпус (13) термодесорбера (11). Термообработанный материал (осадок) - в виде порошкообразной массы через разгрузочное устройство (14) удаляется из термодесорбера (11) и шнековым конвейером (15) выгружается в контейнеры-сборники (16) и направляется затем в систему (узел) брикетирования (17). Паро-, пыле-газовая смесь, образующаяся в процессе термообработки - термодесорбции поступает из выходной камеры (18) термодесорбера в маслоорошаемый скруббер (19), в котором происходит улавливание пыли, выносимой из термодесорбера, и конденсация высококипящих углеводородов (масла), которые циркуляционным насосом (21) подают на систему фильтров (22-1 и 22-2) - для очистки сконденсировавшихся нефтепродуктов от твердой фазы (пыли). Очищенное от пыли масло частично подают в водоохлаждаемый теплообменник (25) и затем в скруббер (19) для орошения паро-, пыле-газовой смеси, поступающей из термодесорбера. Часть сконденсировавшихся нефтепродуктов (масла) из сборной емкости (23) закачивают (или передают самотеком) в резервуар (емкость) (24) для накопления, хранения и последующей отгрузки потребителям как товарного продукта/полупродукта.
Аппаратурно-технологический комплекс для переработки и обезвреживания нефтешламов, включающий обогреваемые приемные емкости, сетчатые фильтры, насосы, трубопроводы с запорно-регулирующей арматурой, обогреваемые и теплоизолированные промежуточные емкости, резервуары с очищенными нефтепродуктами, отличающийся тем, что промежуточные емкости имеют соединения с узлом приготовления и дозировки химических реагентов для обработки нефтешламов, а выход из промежуточных емкостей через насосную систему направлен в трехфазную центрифугу, соединенную с контейнерами-сборниками нефтяной, водной и твердой фаз, выделенных из нефтешламов, причем контейнеры для сбора твердой фазы имеют шнековые соединения со смесителями, выход которых соединен с питающим бункером термодесорбера, выполненного в виде наклонной, вращающейся, обогреваемой трубчатой печи, помещенной в неподвижно установленный корпус, и снабженного разгрузочным устройством, выход из которого направлен в контейнеры-сборники термообработанных материалов, направляемых в систему их брикетирования, а также выходной камерой, соединенной с орошаемым маслом скруббером с капле- туманоуловителями, установленными в его верхней части, выход которого для суспензии масло-пыль через циркуляционный насос направлен в систему фильтров, соединенную и со сборной емкостью сконденсировавшегося масла, и через водоохлаждаемый теплообменник с маслоорошаемой системой скруббера.
