25 Июл

АНАЛИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОТХОДОВ И ИХ ОБРАЗОВАНИЕ, ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЕШЛАМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСТВОРИТЕЛЯ




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Предлагаемый метод очистки земли от углеводородных продуктов(нефтесодержащих) основан на облучении загрязненной нефтью земли с использованием СВЧ энергии в результате чего легкие фракции освобождаются с дистиллированной водой. Суть этого метода заключается в задании линейно увеличивающейся температурs с помощью увеличения длительности импульсов работы магнетрона и времени на каждый этап, впоследствии, объединенная фракция разлагается и на выходе установки мы получаем воду и легкие фракции нефти.

Кроме нефтешлама, в отстойниках амбарах хранятся замешанные с основной массой отходов и так называемые ловушечные нефти. Ловушечные нефти представляют собой отстой из резервуаров технологической цепочки подготовки нефти. В состав ловушечной нефти часто входит тяжелые нефтяные, асфальтеновые и смолистые углеводороды в виде особо стойких водонефтяных эмульсий типа «вода-масло» и замазученная почва, которая может создаться, при проливе нефти на землю, при аварийных ситуациях, разрывах труб и проливах цистерн и др. Главным продуктом таких нефтешламов являются высокоустойчивая водонефтяная эмульсия, которая может содержать все вышеописанные примеси, затрудняющие переработку. Это обстоятельство объясняется ещё и тем что при добычи нефти используют внутри пластовое давление вызванное содержание воды. Вода закачивается впласт и оседает на дне, вытесняя нефть на поверхность. По утверждению некоторых американских исследователей, такой метод способен спасти землю от ядовитого газа и нефти который в результате землетрясений и оползней способен вызвать серьезные пожары и гибели сотни тысяч людей. Так же помимо внутри пластового давления используется различные методы интенсификации добычи, это и паротепловая обработка скважин и внутрипластовое горение и вытеснение нефти парогазом и др. Подобные методы воздействия приводят к появлению, при добыче ископаемого сырья, особо устойчивых нефтяных эмульсий с высоким содержанием механических примесей и окисленных нефтепродуктов.

Исходя из методов добычи ископаемого сырья, нефтешлам делят на следующие категории по физико-химическим свойствам:

отходы при подготовке нефти на добывающих предприятиях;

отходы при зачистке нефтяных резервуаров;

нефтесодержащие промывочные жидкости, применяемые при изготовлении буровых работ;

отходы при испытании скважин и капитальном ремонте скважин (КРС);

аварийные разливы при добыче и транспортировке нефти(разрывы трубопроводов);

амбарные деградированные нефти.

Если учесть, что ежегодная добыча нефти составляет около 500 млн. тон ежегодно, то масса нефтешлама образующегося, при различных обстоятельствах, будет равна 30-50 млн. тонн ежегодно. При простое, транспортировке, переработке происходят процессы испарения и окисления нефтешлама и образование тяжелых остатков, которые будут состоять в основном из асфальтосмолистых веществ. Такой состав, уже будет практически невозможно эффективно переработать методами прошлых поколений, химически, выпариванием и др. Самым продуктивным, в наше время будет метод обработки асфальтосмолистых нефтешламов СВЧ полем [4].

Рассмотрим метод переработки нефтешлама подробнее. Сперва требуется выбирать оптимальный режим работы, для этого было проведен ряд опытов, после которых был выбран порядок указанный в таблице 1 [3] .

Табл. 1 – Уровень мощности генератора

Номер эксперимента Р(мощность),% t(время), сек T(темпе-ратура),

°C

Примечание
  30 900 25  
  50 900 34  
  70 900 47  
  70 900 55  
  70 900 60  
  70 900 69  
  70 900 70  
  70 900 75  
  70 900 77 появился слабый дым
  70 900 80  
  70 900 85  

Эти данные необходимы для того, чтобы получить полный прогрев без ущерба технологическому процессу. Ясно и понятно, что при увеличении температуры объекта, получается больше испарений, однако это число неможет бытьчрезмерно большим,поскольку в этомслучаевозникает процессбитумизации (245°С) и сам процесс оказывается неконтролируемым, вследствие крайне высокой температуры паров и недостаточно низкой температуры охлаждающей камеры. Оптимальной нами считается следующая методика: разогрев происходит в три этапа. В первом происходит прогрев до температуры 50-60°С. Во втором этапе прогрев до 110°С и в третьем до 146°С, в этапах для которых характерно превышение температуры из указанного диапазона, применяется уменьшение мощности, указанное в техническом регламенте.В случае низкой температуры медленного  измененияпоказателя, напротив – увеличение мощности генератора. Тем самым достигается оптимальное режим прогрева  и контролируемый процесс облучения. Выбрав оптимальный режим прогрева, помещаем нефтешлам в круглодонную колбу рис.1. На рисунке 1, показана структурная схема лабораторного микроволнового комплекса. Общая длина установки составляет– 1,14 метра.[5]

Рис. 1 — Структурная схема лабораторной установки

Технические характеристики СВЧ генератора: потребляет переменный ток напряжением 220В и частотой 2450 МГц,  с максимальной выходной мощностью 700 Вт. Размеры рабочей камеры генератора: 220х250х400мм.

Для сбора полученных нефтепродуктов используются специализированные емкостные шприцы.Масса растворителя – воды 62гр. Масса нефтешлама 86гр; масса приемника(без учета массы колбы, с воднонефтянной эмульсией) – 74гр.(12гр. углеводородного сырья), 2 грамма из нефтешлама улетучелось.

Рис.2 — выходной продукт – отстойник(растворитель вода).

При использовании растворителя вода, углеводородный продукт является густой и не смешан с водой, в СВЧ диапазоне – дисперсия является поляризацией компонентов воды.

Следует отметить и то, что продукт на выходе состоит из воды, легких и тяжелых фракций и замазученного остатка. Способ обработки нефтешлама заключается в его подогреве, нейтрализации и разделении на твердую, водную и нефтяную фазы СВЧ энергией, нагретым до температуры 60-200°С. Далее выходной продукт попадает в приемник (усеченную круглодонную колбу), после чего используются специализированные емкостные шприцы для отбора готового продукта, а замазученные механические примеси и водно-иловую суспензию обрабатывают в аппарате-культиваторе микроорганизмами и грибной микрофлорой с получением тяжелых металлов, песка и глины для использования в промышленности[2]. Изобретение высокоэффективно при обработки нефтешлама, имеет низкие затраты на переработку нефтяных отходов, и исключает из процесса использование дорогостоящих реагентов и технологий, а также обеспечивает экологическую чистоту.

Список литературы.

  1. Зуев О. Ю. Исследование процессов переработки твердого нефтешлама с применением растворителей: бакалаврская работа, Казань, 2015.
  2. Зоркин Е.М. Способ обработки нефтешлама : пат. 2 396219 С1 Рос. Федерация. № 2008147031/15; заявл. 28.11.08 ; опубл. 10.08.10, Бюл. №22. 9 с.
  3. Министерство Природных Ресурсов и Экологии Российской Федерации [Электронный ресурс] : «На сегодняшний день выявлено почти 77 тыс. мест незаконного складирования отходов, вред почвам от этого превысил 7 млрд рублей» ; Ин-т «Пресс-служба Минприроды России». М., 2014. URL: http://www.mnr.gov.ru/news/detail.php?ID=134377&sphrase_id=536093 (дата обращения: 16.05.2014)
  4. Миннигалимов Р. З. Разработка технологии переработки нефтяных шламов с применением энергии ВЧ и СВЧ электромагнитных полей: диссертация на соискание доктора технических наук, Уфа, 2011.
  5. A. Vedenkin, R.E. Samoshin,  O.Yu. Zuev Laboratory complex for processing of oily waste using microwave thechnology in a Proceedings of X Anniversary International Conference on Antenna Theory and Techniques, April 21 – 24, 2015 year – Kharkiv: — Kharkiv, Ukraine: Publishing house of Ukrainian National Antenna Association, 2015. – P. 396-398.
  6. A. Vedenkin, R.E. Samoshin,  O.Yu. Zuev Treatment of oil sludge using microwave energy in a Proceedings of X Anniversary International Conference on Antenna Theory and Techniques, April 21 – 24, 2015 year – Kharkiv: — Kharkiv, Ukraine: Publishing house of Ukrainian National Antenna Association, 2015. – P. 399-401.
    АНАЛИЗ ТЯЖЕЛЫХ НЕФТЯНЫХ ОТХОДОВ И ИХ ОБРАЗОВАНИЕ, ПЕРЕРАБОТКА НЕФТЕШЛАМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСТВОРИТЕЛЯ
    Представлены результаты численных и экспериментальных исследований обработанного нефтешлама с применением растворителя вода, получена очищенная земля и дистиллированная вода. Особенностью данных исследований заключается в том, что в настоящее время для решения проблемы инженерной защиты окружающей среды, применение СВЧ энергии является одной из выгодных по расчетам затрат и эксплуатации.
    Written by: Каримов Айрат Габдулхамитович, Курангышев Анрей Вячеславович, Кешишев Анатолий Сергеевич
    Published by: БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 02/24/2017
    Edition: ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_25.07.15_07(16)
    Available in: Ebook