Схема утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа на передвижной модульной установке

 

Полезная модель относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к аппаратурно-технологическим комплексам, установкам, технологическим линиям, переделам и отделениям для переработки нефтесодержащих отходов и может быть использована для переработки и утилизации нефтешламов и других отходов переработки нефти и газа. Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении эффективности переработки, качества получаемой продукции и производительности технологии по разделению сырья на фазовые составляющие и в обеспечении возможности использования данной технологии для сырья тяжело разделяемого при стандартных технологиях деэмульсации. Схема утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа на передвижной модульной установке содержит блоки: управления технологическим процессом; электроснабжения; водоснабжения; теплоснабжения; приема и предварительной подготовки сырья; подготовки и дозирования реагентов; предварительной и основной обработки рабочей смеси; очистки избыточной воды от остатков товарного продукта; очистки избыточной воды от механических примесей; накопления возвратных продуктов; хранения и налива товарной продукции. Схема снабжена блоком предварительной деэмульсации и гидроакустической обработки, блоком основной деэмульсации и гидроакустической обработки, блоками обработки избыточной воды от остатков товарного продукта и пневмоакустической обработки, снабженными однотипными акустическими кавитационными смесителями с акустическими генераторами с каналами-кавитаторами. Указанный акустический генератор соединен верхней частью, по крайней мере, с двумя конфузорами, а нижней частью - с диффузором. Фиг.1 - в бюлл, 1 н.п.ф., ил.2

Полезная модель относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к аппаратурно-технологическим комплексам, установкам, технологическим линиям, переделам и отделениям для переработки нефтесодержащих отходов и может быть использована для переработки и утилизации нефтешламов и других отходов переработки нефти и газа.

Известна схема утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа на передвижной модульной установке, содержащая блоки: управления технологическим процессом; электроснабжения; водоснабжения; теплоснабжения; приема и предварительной подготовки сырья; подготовки и дозирования реагентов; предварительной и основной обработки рабочей смеси; очистки избыточной воды от остатков товарного продукта; очистки избыточной воды от механических примесей; накопления возвратных продуктов; хранения и налива товарной продукции (патент РФ RU69065, МПК С10С 17/00), 2007 г.).

Данное техническое решение является наиболее близким к заявленному решению, поэтому принято за прототип.

Недостатками прототипа являются невысокая эффективность переработки, качества получаемых продуктов и низкая производительность технологического процесса.

Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении эффективности переработки, качества получаемой продукции и производительности технологии по разделению сырья на фазовые составляющие и в обеспечении возможности использования данной технологии для сырья тяжело разделяемого при стандартных технологиях деэмульсации.

Указанный технический результат достигается за счет того, что обработка сырья, поступающего на установку, происходит непрерывно, т.е. «старения» эмульсии не происходит, что является одним из факторов повышения эффективности технологического процесса. Кроме того, - за счет отсутствия привязки данной технологии к определенному виду сырья - возможность работы практически на любом виде сырья. Технический результат достигается также за счет:

-использования высокоэффективной схемы подготовки и обработки сырьевых компонентов в акустических кавитационных смесителях;

-использования высокоэффективной схемы разделения сырья на товарную продукцию, подготовленную избыточную воду и механических примесей с использованием внутриемкостных комплексов дополнительных устройств;

-использования высокоэффективной схемы отделения воды от механических примесей, основанной на принципе сепарации в гидроциклоне;

-использования высокоэффективной схемы очистки воды и механических примесей от нефтепродуктов, основанной на принципе напорной флотации и пневмосепарации с использованием смешения их с воздухом в акустическом кавитационном смесителе;

-использования в технологическом процессе «замкнутого» цикла отделившейся от сырья избыточной воды;

-повторного использования тепла нагретой воды в технологическом процессе;

-использования нагретой воды в качестве теплоносителя, вместо нагрева эмульсии, с целью снижения пожароопасности технологии процесса;

-использования более низкой температуры технологического процесса (60°С) за счет применения нагретой воды в качестве теплоносителя, а так же создания благоприятных условий отстоя воды в нефтесодержащей среде, что способствует снижению асфальто-смолистых парафиновых отложений в технологическом оборудовании, тепловых потерь и потерь от испарения в ходе технологического процесса и при хранении товарной продукции.

Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.

Схема утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа на передвижной модульной установке, содержащая блоки: управления технологическим процессом; электроснабжения; водоснабжения; теплоснабжения; приема и предварительной подготовки сырья; подготовки и дозирования реагентов; предварительной и основной обработки рабочей смеси; очистки избыточной воды от остатков товарного продукта; очистки избыточной воды от механических примесей; накопления возвратных продуктов; хранения и налива товарной продукции. Схема снабжена блоком предварительной деэмульсации и гидроакустической обработки, снабженным акустическим кавитационным смесителем, выполненным в виде корпусного аппарата с патрубками для подвода технологических потоков рабочей смеси, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси. Указанный акустический генератор соединен верхней частью, по крайней мере, с двумя конфузорами, выполненными с возможностью образования эжектора в месте их соединения для смешения основной смеси и дополнительной среды, а нижней частью упомянутый акустический генератор соединен с диффузором. Блок предварительной деэмульсации выполнен с возможностью разделения рабочей смеси на избыточную воду с механическими примесями и подготовленный продукт с незначительным содержанием воды и механических примесей. Блок основной деэмульсации и гидроакустической обработки, выполнен с возможностью термохимической деэмульсации при промывке горячей, водой в акустическом поле указанного акустического кавитационного смесителя для аналогичной смеси с возможностью разделения на товарный продукт и избыточную воду с незначительным содержанием механических примесей. Блок обработки избыточной воды от остатков товарного продукта и пневмоакустической обработки выполнен с возможностью очистки избыточной воды от остатков товарного продукта методом флотации, пневмосепарации и окисления с помощью размещенного в указанном блоке акустического кавитационного смесителя, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра акустическими генерирующими каналами-кавитаторами, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси в составе основной - воды с остатками товарного продукта и дополнительной среды - воздуха. Блок очистки воды от остатков товарного продукта выполнен с возможностью разделения рабочей смеси на флотослой и избыточную воду с механическими примесями. Блок очистки избыточной воды от механических примесей и пневмоакустической обработки выполнен с возможностью получения суспензии из избыточной воды, механических примесей и диспергированного в воде воздуха в акустическом поле указанного выше акустического кавитационного смесителя с возможностью разделения на избыточную воду и механических примесей в виде водной суспензии.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема утилизации; на фиг.2 - акустический кавитационный смеситель, продольный разрез.

Схема утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа на передвижной модульной установке включает в себя блоки: управления технологическим процессом 1; электроснабжения 2; водоснабжения (не показан); теплоснабжения не показан); приема и предварительной подготовки сырья 3; подготовки и дозирования реагентов (не показан); предварительной 4 и основной 5 обработки рабочей смеси; очистки избыточной воды от остатков товарного продукта 6; очистки избыточной воды от механических примесей 7; накопления возвратных продуктов (не показан); хранения и налива товарной продукции 8.

Схема снабжена блоком предварительной деэмульсации и гидроакустической обработки 4, снабженным акустическим кавитационным смесителем, выполненным в виде корпусного аппарата 1 с патрубками для подвода 2 и отвода 3 технологических потоков рабочей смеси, внутри которого размещен акустический генератор 4, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами 5, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси в составе основной - подготовленной смеси, и дополнительной среды - воды, поступающей через дополнительный патрубок 6 подвода. Блок предварительной деэмульсации выполнен с возможностью разделения рабочей смеси на избыточную воду с механическими примесями и подготовленный продукт с незначительным содержанием воды и механических примесей; блоком основной деэмульсации и гидроакустической обработки, выполненным с возможностью термохимической деэмульсации при промывке горячей водой в акустическом поле указанного акустического кавитационного смесителя для аналогичной смеси с возможностью разделения на товарный продукт и избыточную воду с незначительным содержанием механических примесей; блоком обработки избыточной воды от остатков товарного продукта и пневмоакустической обработки, выполненным с возможностью очистки избыточной воды от остатков товарного продукта методом флотации, пневмосепарации и окисления с помощью размещенного в указанном блоке акустического кавитационного смесителя, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра акустическими генерирующими каналами-кавитаторами, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси в составе: основной - воды с остатками товарного продукта и дополнительной среды - воздуха, при этом блок очистки воды от остатков товарного продукта выполнен с возможностью разделения рабочей смеси на флотослой и избыточную воду с механическими примесями; блок очистки избыточной воды от механических примесей и пневмоакустической обработки, выполненным с возможностью получения суспензии из избыточной воды, механических примесей и диспергированного в воде воздуха в акустическом поле указанного выше акустического кавитационного смесителя с возможностью разделения на избыточную воду и механических примесей в виде водной суспензии.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности "новизна".

Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно может быть осуществлено промышленным способом и использовано для утилизации нефтесодержащих отходов, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат, т.е. являются существенными.

Полезная модель в том виде, как она охарактеризована в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе - патенте RU 69065, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".

Устройство работает следующим образом.

Из емкости для приема и хранения сырья, где происходит ее нагрев до 55-60°С, сырье подается в устройство подрезки продукта. В нем происходит его предварительное смешение с насыщенной техническим моющим средством и деэмульгатором водой и гомогенизация получившейся смеси (подготовленной эмульсии).

В процессе переработки выполняют предварительную деэмульсацию с гидроакустической обработкой подготовленной эмульсии. На этой стадии выполняют предварительную деэмульсацию и обработку в первом акустическом кавитационном смесителе, изготовленном в виде корпусного аппарата с патрубками для подвода технологических потоков рабочей смеси из подготовленной эмульсии и воды, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами. Геометрические размеры, и форма акустического кавитационного смесителя и первого устройства ввода и разделения продукта для расслоения полученной эмульсии, соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси, при этом осуществляется расслоение эмульсии на избыточную воду с механическими примесями и подготовленный продукт с незначительным содержанием воды и механических примесей.

Данный процесс происходит в результате промывки подготовленной эмульсии горячей водой с температурой 55-60°С в акустическом поле первого акустического кавитационного смесителя, указанной выше конструкции, и первого устройства ввода и разделения продукта, посредством преобразования кавитационного потока рабочей среды в ламинарный.

Выполняется основная деэмульсация с гидроакустической обработкой подготовленного продукта. На этой стадии выполняют основную обработку подготовленного продукта, которую осуществляют посредством термохимической деэмульсации. Данный процесс происходит в результате промывки подготовленного продукта горячей водой с температурой 55-60°С в акустическом поле второго смесителя, указанной выше конструкции, и второго устройства ввода и разделения продукта, где происходит послойное разделение на готовый товарный продукт и избыточную воду с незначительным содержанием механических примесей, посредством преобразования кавитационного потока рабочей среды в ламинарный. Через устройства сбора продукта (где его предварительно нагревают до 60°С) подготовленный продукт подают во второй акустический кавитационный смеситель и второе устройство ввода и разделения продукта для основной его обработки с целью доведения товарного продукта до соответствия требованиям государственного стандарта или технических условий по качеству на него.

Данный процесс осуществляют путем гравитационного разделение товарного продукта на два слоя: верхний слой - готовый товарный продукт, который подают на блок хранения и налива товарной продукции, и нижний слой - водная суспензия механических примесей, которую подают на блок очистки избыточной воды.

В процессе работы производится очистка избыточной воды от остатков товарного продукта с пневмоакустической обработкой. Вся избыточная вода с механическими примесями и остатками товарного продукта, полученная в ходе технологического процесса, из устройств подрезки продукта, ввода и разделения продукта, поступает на третий акустический кавитационный смеситель, изготовленный в виде корпусного аппарата с патрубками для подвода технологических потоков рабочей смеси из избыточной воды и воздуха, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами. В нем происходит интенсивное перемешивание с целью получения суспензии избыточной воды, остатков товарного продукта, механических примесей с остаточным содержанием товарного продукта и диспергированного в воде воздуха. Полученная смесь механических примесей, товарного продукта, воды и воздуха из третьего акустического смесителя подается в третье устройство ввода и разделения продукта, где происходит гравитационное разделение смеси механических примесей, воды, остатков товарного продукта и воздуха с одновременным процессом флотации. Смесь делится на два слоя: верхний - флотослой (водная эмульсия товарного продукта), который подается в устройство подрезки продукта, для дальнейшего использования в технологическом процессе, и нижний - водная суспензия механических примесей, которая поступает на блок очистки избыточной воды от механических примесей.

Осуществляется очистка избыточной воды от механических примесей с пневмоакустической обработкой. Особенности процесса следующие. После разделения водная суспензия механических примесей, очищенная от остатков товарного продукта, подается на четвертый акустический кавитационный смеситель, изготовленный в виде корпусного аппарата с патрубками для подвода технологических потоков рабочей смеси из воды, механических примесей и воздуха, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами. В нем происходит интенсивное перемешивание с целью получения суспензии избыточной воды, механических примесей и диспергированного в воде воздуха. Полученная смесь подается на гидроциклон, в котором происходит отделение механических примесей, и в виде водной суспензии (пульпы), выводятся в накопительную емкость и автопогрузчиком направляются на площадку хранения твердых отходов, откуда по мере накопления, автотранспортом вывозятся на утилизацию.

Полученная избыточная вода после отделения в гидроциклоне, в зависимости от результатов анализа, направляется в емкость для последующего использования в технологическом процессе, или автотранспортом вывозится на утилизацию.

Важной особенностью данного способа утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа является то, что температуру всего технологического процесса поддерживают в диапазоне 40-60°С, путем подачи теплоносителя в имеющееся теплообменное оборудование, для прогрева сырья и поддержания рабочей температуры технологического процесса.

В качестве теплоносителя в весенне-летний период эксплуатации используют воду, в осенне-зимний период эксплуатации используют антифриз.

Использование полезной модели позволяет получить ряд преимущества по сравнению и известными схемами переработки.

Вследствие того, что обработка сырья, поступающего на установку, происходит непрерывно, т.е. «старения» эмульсии не происходит, повышает эффективность технологического процесса.

Кроме того, при переработке отходов с использованием данной схемы достигается высокая удельная производительность технологии по разделению сырья на фазовые составляющие и качество получаемой продукции за счет использования:

- высокоэффективной схемы подготовки и обработки сырьевых компонентов в акустических кавитационных смесителях.

- высокоэффективной схемы разделения сырья на товарную продукцию, подготовленную избыточную воду и механических примесей.

- высокоэффективной схемы очистки воды и механических примесей от нефтепродуктов, основанной на принципе напорной флотации и пневмосепарации с использованием смешения их с воздухом в акустическом кавитационном смесителе.

Схема утилизации нефтешламов и отходов продуктов переработки нефти и газа на передвижной модульной установке, содержащая блоки: управления технологическим процессом; электроснабжения; водоснабжения; теплоснабжения; приема и предварительной подготовки сырья; подготовки и дозирования реагентов; предварительной и основной обработки рабочей смеси; обработки избыточной воды от остатков товарного продукта; обработки избыточной воды от механических примесей; накопления возвратных продуктов; хранения и налива товарной продукции, отличающаяся тем, что схема снабжена блоком предварительной деэмульсации и гидроакустической обработки, снабженным акустическим кавитационным смесителем, выполненным в виде корпусного аппарата с патрубками для подвода технологических потоков рабочей смеси, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси, причем указанный акустический генератор соединен верхней частью, по крайней мере, с двумя конфузорами, выполненными с возможностью образования эжектора в месте их соединения для смешения основной смеси и дополнительной среды, а нижней частью упомянутый акустический генератор соединен с диффузором, при этом блок предварительной деэмульсации выполнен с возможностью разделения рабочей смеси на избыточную воду с механическими примесями и подготовленный продукт с незначительным содержанием воды и механических примесей; блоком основной деэмульсации и гидроакустической обработки, выполненным с возможностью термохимической деэмульсации при промывке горячей водой подготовленного продукта с возможностью разделения на товарный продукт и избыточную воду с незначительным содержанием механических примесей в акустическом кавитационном смесителе, выполненным в виде корпусного аппарата с патрубками для подвода технологических потоков рабочей смеси, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра с акустическими генерирующими каналами-кавитаторами, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси, причем указанный акустический генератор соединен верхней частью, по крайней мере, с двумя конфузорами, выполненными с возможностью образования эжектора в месте их соединения для смешения основной смеси и дополнительной среды, а нижней частью упомянутый акустический генератор соединен с диффузором; блоком обработки избыточной воды от остатков товарного продукта и пневмоакустической обработки, выполненным с возможностью очистки избыточной воды от остатков товарного продукта методом флотации, пневмосепарации и окисления с помощью размещенного в указанном блоке акустического кавитационного смесителя, внутри которого размещен акустический генератор, выполненный из неподвижного полого цилиндра акустическими генерирующими каналами-кавитаторами, геометрические размеры и форма которых соответствуют свойствам и объему технологических потоков рабочей смеси в составе: основной - воды с остатками товарного продукта и дополнительной среды - воздуха, указанный акустический генератор соединен верхней частью, по крайней мере, с двумя конфузорами, а нижней частью - с диффузором, при этом блок обработки воды от остатков товарного продукта выполнен с возможностью разделения рабочей смеси на флотослой и избыточную воду с механическими примесями; блоком обработки избыточной воды от механических примесей и пневмоакустической обработки, выполненным с возможностью получения суспензии из избыточной воды, механических примесей и диспергированного в воде воздуха в акустическом поле указанного выше акустического кавитационного смесителя с возможностью разделения на избыточную воду и механических примесей в виде водной суспензии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетической, машиностроительной, химической, пищевой, отраслям промышленности и может быть использовано для нагрева или охлаждения различных жидкостей

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к области добычи нефти электроцентробежными (штанговыми, электродиафрагменными) насосами

Дизельный автопогрузчик вилочный отличается наличием дополнительного противовеса с установленными на нем закладными элементами, что позволяет перевозить негабаритные грузы. Закладные элементы, обхватывающие поперек направляющие с дополнительными грузами, обеспечивают устойчивость и надежность транспортировки грузов. Настоящий погрузчик вполне может конкурировать с японскими, китайскими и болгарскими аналогами и практически вне конкуренции по вопросу стоимости, наличию и взаимозаменяемостью запасных частей для него.

Установка переработки и утилизации нефтешламов и кислых гудронов относится к области нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использована для комплексной переработки нефтешламов и кислых гудронов - нефтесодержащих отходов производства для получения товарных продуктов, например гранулированной добавки в разные типы и марки асфальто-бетонных смесей.

Полезная модель относится к погрузочно-транспортной технике, а именно к четырехколесным электропогрузчикам
Наверх