CC BY
12УДК 628.544
Г.Р. Миннезянова, Б.Г. Петров
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕШЛАМОВ НА НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕМ ПРЕДПРИЯТИИ
В данной работе рассматривается технологическое решение по переработке нефтешламов на нефтеперерабатывающем предприятии.
Ключевые слова: нефтешламы, малогабаритная нефтеперерабатывающая установка МНПУ-2М, ректификационная колонна, дефлегматор, нагреватель углеводородов.
Проблема влияния предприятий нефтегазовой отрасли на состояние водной экосистемы, атмосферного воздуха, почвы носит многоплановый характер. Наиболее опасными загрязнителями природной среды являются нефтешламы. Вместе с тем это ценное вторичное сырье, которое может быть использовано в различных отраслях промышленности. Несмотря на то, что на предприятиях нефтегазовой отрасли их накоплено большое количество, степень утилизации и использования отходов невысока, что приводит к концентрации нефтесодержащих отходов на полигонах и в шламонакопителях. Все это оказывает негативное влияние на окружающую среду, вследствие превышения нормативов качества почвы, грунтов, подземных и поверхностных вод, тем самым создавая реальную угрозу здоровью человека. Разработка ресурсосберегающих технологий, основанная на раздельном сборе, хранении и обезвреживании отходов для обеспечения экологической безопасности природных экосистем, является актуальной.
Отработанные нефтепродукты, в свою очередь, представляют собой нефтяные промывочные жидкости, масла, жидкие отходы из нефтеловушек.
На промышленной площадке нефтеперерабатывающего предприятия отходы химического происхождения предоставляются автотранспортом исполнителю, который имеет разрешительную документацию для транспортировки и последующего обращения с отходами: применение, обезвреживание, утилизацию, захоронение, вторичную переработку.
Однако следует учитывать, что отработанные масла являются самыми дорогими, элитными продуктами нефтепереработки, и лучшая судьба для них - вернуться в то состояние, в котором они находились до использования в двигателях.
На сегодняшний день существуют технологии и оборудования, которые используются для переработки всевозможных видов нефтешламов, таких как: новые нефтешламы, застарелые нефтешламы, нефтешламовы осадков РВС (резервуары вертикальные стальные), нефтешламовые осадки дренажных емкостей, нефтешламовые донные отложения прибрежных акваторий и прочие [1].
Наиболее полно соответствуют действующим природоохранным нормам установка по переработке нефтешламов с огневым нагревателем. Малогабаритная нефтеперерабатывающая установка (далее МНПУ -2М) производительностью 15000 т/год используется для разделения малосернистых нефтепродуктов, газового конденсата, а также их смеси на фракции бензина, печного топлива и мазута.
Установка МНПУ-2М состоит из следующих сборочных единиц:
- ректификационная колонна, которая монтируется на металлической площадке 6х6 м, на высоте 1,0 - 4,0 м от уровня земли;
- холодильник для охлаждения паров бензина;
- дефлегматор, установленный наверху ректификационной колонны для регулирования температуры верха колонны;
- теплообменник для рекуперативного подогрева сырья теплом печного топлива и мазута, поступающих из ректификационной колонны;
- нагреватель углеводородов (трубчатая печь), который нагревает сырьё до рабочей температуры, а также блока насосов для подачи сырья на установку и подачи воды на охлаждение холодильника и дефлегматора из системы оборотного водоснабжения [2].
Принципиальная схема установки МНПУ-2М представлена на рисунке 1.
Исходное сырье из резервуара поступает на прием насоса, затем сырье под давлением 1,5 Мпа подается межтрубное пространство теплообменника рекуператора, где повышается до температуры 180200 С0 за счет тепла печного топлива и мазута, проходящих по трубным пространствам. Подогретое сырье подается в трубчатую печь, где нагревается горелкой до 330-350 С0 и затем направляется в среднюю
© Миннезянова Г.Р., Петров Б.Г., 2016.
ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2016. № 7(58). Т. II
часть ректификационной колонны. Из средней части колонны пары печного топлива через слой насадки идут вверх и конденсируются на полуглухой тарелке, откуда проходят через трубный пучок теплообменника рекуператора, охлаждаются и направляются в товарную емкость для печного топлива.
Рис. 1. Принципиальная схема установки МНПУ-2М: П1 - нагреватель углеводородов, К1 - ректификационная колонна, Е1 - бензиновая емкость, Е2 - емкость печного топлива, Е3 - емкость мазута, Е5 - емкость воды, Н1 - Н2 - Н3 - Н4 - Н5 - насосы
Легкие пары бензина направляются выше полуглухой тарелки, проходят через слой верхней насадки и уходят в трубный пучок дефлегматора, который расположен наверху колонны. В дефлегматоре выполняется частичное охлаждение паров бензина за счет воды, проходящей через межтрубное пространство, и таким образом расходом воды через дефлегматор регулируется глубина отбора бензиновых фракций, т.е. температура начала кипения бензина и его процентный выход.
Более высококипящая часть паров конденсируется в дефлегматоре, падает вниз и создает орошения в слое насадки, в котором также непрерывно осуществляется процесс ректификации (многократного испарения и конденсации), что позволяет получить бензиновую фракцию. После выхода из дефлегматора пары бензина следуют по трубопроводу в трубный пучок холодильника, где конденсируются за счет охлаждения оборотной водой, которая проходит по межтрубному пространству, а охлажденный бензин подается в накопительный резервуар.
Оставшийся мазут после испарения из сырья бензиновой фракции и печного топлива, накапливается в нижней части колонны, снабженной клапаном регулятором уровня. Клапаном регулятором регулируется такой выход мазута из колонны, чтобы пространство нижней части колонны от ее низа до насадки всегда было заполнено на 50 - 60%, остальная часть мазута идет через трубное пространство теплообменника - рекуператора, частично охлаждается, и попадает в накопительную емкость мазута.
Нефтешлам из сырьевой емкости насосом Н1 через рекуперативный теплообменник печного топлива и теплообменник мазута последовательно подается в нагреватель углеводородов П1, предварительно нагревается теплом отводимого печного топлива и мазута до температуры 180 С0. Затем попадает в нагреватель углеводородов П1, где происходит нагрев до 340 С0, образовавшаяся парожидкостная смесь подается в ректификационную колонну К1 насадочного типа, где в результате процесса ректификации
происходит разделения на бензиновую фракцию, печное топливо и мазут. Бензиновая парообразная фракция направляется в бензиновый холодильник, где совершается конденсация паров бензина и затем самотеком поступает в бензиновую емкость Е1. Дистиллят печного топлива охлаждается в теплообменнике и подается в емкость печного топлива Е2. Мазут, оставшаяся жидкая фракция нефти, вытекает из колонны и попадает в теплообменник, где отдает тепло сырью, затем также самотеком поступает в емкость мазута Е3. Оборотная вода на охлаждение подается насосом Н2 из емкости воды Е-5в межтрубное пространство дефлегматора и бензинового холодильника, а затем после отвода тепла возвращается в емкость Е5.
Насосами Н3, Н4, Н5 происходит выгрузка готовой продукции [3].
МНПУ-2М имеет преимущества по производительности сырья, а также:
1.Беспрерывность работы (отсутствие периодичных циклов загрузки - выгрузки).
2.Простота в эксплуатации МНПУ-2М.
3. Употребляется неповторимая, высокоэкономичная, долговременная фронтальная печь для прогревания сырья, разработанная конструкторами и опробованная долголетней эксплуатацией техническим агрегатом. Печь многоцелевая действует как на дизтопливе и печном горючем, так и на газе среднего давления.
4.Используется двух колонная схема, полностью гарантирующая получение товара хорошего качества, и еще сокращает метало и энергоемкость процесса нефтепереработки.
5.Тарельчатые колонны слишком своенравны в эксплуатации, крепко коррозируют, дорогие и недолговечны. На колонне в виде насадки употребляется уникальный керамический наполнитель, доступный, прочный и высококачественный дозволяющий обрести бензиновую фракцию, дизтопливо, согласно требований ГОСТа, товарный мазут и керосин при одноразовой перегонке.
6.Научно-техническая схема создана так, что разрешило отречься от внедрения целой системы перекачивающих насосов, данное кроме того упрощает её и повышает надежность.
7.Цена подобного российского и импортного оборудования при той же производительности и настолько же качестве получаемого товара намного выше цены МНПУ-2М [4].
Библиографический список
1. Ягудин Н.Г. Современные направления переработки шламов предприятий нефтехимии и нефтепереработки. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ». 2005.
2. Мановян А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа: учеб. пособие для вузов. 2-е изд. М.: Химия. 2005.
3. Лаптев А.Г., Минеев Н.Г., Мальковский П.А. Проектирование и модернизация аппаратов разделения в нефте- и газопереработке: монография. Казань: Издательство «Печатный двор». 2002.
4. http://www.k-oil.ru.
МИННЕЗЯНОВА ГУЗЕЛЬ РАИЛЕВНА - магистрант, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
ПЕТРОВ БОРИС ГЕРМАНОВИЧ - к.г.н., профессор кафедры «Инженерная экология и рациональное природопользование», Казанский государственный энергетический университет, Россия.
