CC BY
15
144
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Рис. 6 - Выходной продукт - отстойник (растворитель керосин).
Рис. 7 - Исходный продукт
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; за-явл. 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 «Прессслужба 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. D.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. D.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.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ НЕФТЕШЛАМОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ РАСТВОРИТЕЛЯ КЕРОСИН
Каримов Айрат Габдулхамитович
Студ. 3-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань Курангышев Анрей Вячеславович Студ. 3-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань Шабров Игорь Сергеевич
Студ. 3-ого курса КНИТУ-КАИ, ИРЭТ, г. Казань
АННОТАЦИЯ
Представлены результаты численных и экспериментальных исследований обработанного нефтешлама с применением растворителя керосин, 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.
ABSTRACT
The paper presents results of numerical and experimental studies of cultivated land, and water to produce clean earth and distilled water. A feature of these studies is that at the present time to solve engineering and environmental protection, the use of microwave energy is one of the best on the calculations of costs and operation.
Ключевые слова: Микроволновые технологии, обработка нефтешламов, нефтесодержащих отходов, результаты микроволнового нагрева нефтешлама.
Keywords: Microwave technology, processing oil sludge, oily waste, results of oil slime microwave heating.
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.
В настоящее время экологическая ситуация в нефтедобывающей отрасли такова что становиться актуальным вопрос об охране окружающей среды. В частности, существует проблема загрязнение земли нефтью. Проведенные анализы техногенеза, мест нефтедобычи и
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | НАУКИ О ЗЕМЛЕ
145
объектов на элементы природной среды показал, что технологические объекты разработки нефтедобывающих месторождений оказывают негативное влияние на все элементы природной среды в особенности на почву, растительность и животный мир. Основную экологическую опасность представляют аварийные ситуации, связанные с взрывопожаробезопасностью и разливами жидких углеводородов[1,5].
По данным Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации. (МПР) и региональному отделению[2] (РО) “Гринпис”, потери нефти и нефтепродуктов за счет аварийных ситуаций колеблются от 17 до 20 млн. т. ежегодно, что составляет около 7% объемов добываемой в России нефти. При стоимости 1 т нефти 65-70 долл. ущерб экономике России, не считая экологического, составляет 1.1-1.2 млрд. долл. Ежегодно происходит более 60 категоризированных аварий, а с учетом промысловых эта цифра возрастает до 20 тыс. случаев с соответствующими экологическими последствиями. Республика Татарстан относится к числу наиболее загрязненных нефтью регионов РФ, что связано, главным образом, с аварийными прорывами трубопроводов. Количество прорывов и утечек достигает огромных размеров - 10-15 тыс. случаев ежегодно. На загрязненных участках урожаи сельскохозяйственных культур резко снижены или полностью отсутствуют. Кроме того, при загрязнении почв нефтью (за-мазучивание) снижение плодородия почвы и гибель растений происходят из-за высокой фитотоксичности легких фракций нефти и ухудшения свойств замазученной
почвы в результате обволакивания почвенных частиц тяжелыми фракциями. Причиной утраты плодородия почв при загрязнении нефтепромысловыми сточными водами являются насыщение почвенно-поглощающего комплекса натрием (солонцевание) и накопление в почве избыточного количества водорастворимых солей (засоление). Наибольшей экологической проблемой является разрушение почвенного покрова в юго-восточных районах РТ, где как раз бурно развита нефтедобыча. Загрязненные участки чаще всего имеют сравнительно небольшую площадь, но они разбросаны по сельскохозяйственным угодьям. Наибольшие размеры имеют засоленные участки, которые образуются под действием нефтепромысловых сточных вод - от 5 до 10 га, иногда 15-30 га. Средние размеры замазученных участков примерно в 5-10 раз меньше площадей засоленных и 2-3 раза почв смешанного типа загрязнения (почва одновременно загрязнена и нефтью, и нефтепромысловыми сточными водами.
В условиях, когда загрязнение земли, водоемов и рек углеводородными продуктами приобретает глобальный характер, не многие могут предложить уникальный метод, при котором будет и польза, и выгода. Данный метод прост, не требует значительных затрат и больших по объему предприятий, достаточно лишь питание электричеством.
Рассмотрим предлагаемый метод 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),% ^время), сек Т(темпе-ратура), °С Примечание
1. 30 900 25
2. 50 900 34
3. 70 900 47
4. 70 900 55
5. 70 900 60
6. 70 900 69
7. 70 900 70
8. 70 900 75
9. 70 900 77 появился слабый дым
10. 70 900 80
11. 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 не может быть чрезмерно большим, поскольку в этом случае возникает процесс битумизации (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 изменения показателя, 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 ри-
сунке 1, показана структурная схема лабораторного микроволнового комплекса. Общая длина установки составляет- 1,14 метра.[5]
Для сбора полученных нефтепродуктов используются специализированные емкостные шприцы. Масса растворителя - керосин 100 гр. Масса нефтешлама 100 гр; Масса выходного продукта нефтешлама 73.7гр; Масса приемника - 102.4гр., 26.3 гр. углеводородного сырья вытравили из нефтешлама, на 2.4 грамма получили больше углеводородного сырья, поскольку керосин является сильным реагентом около 26 грамм его испарилось.
При использовании растворителя керосин, углеводородный продукт является жидкий.
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
146
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 7 (16), 2015 | НАУКИ О ЗЕМЛЕ
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.
круглодонная колда Рис. 1. Структурная схема лабораторной установки:
Рис. 2 - выходной продукт - отстойник (растворитель керосин).
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; за-явл. 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 «Прессслужба 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. D.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. D.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.
