CC BY
14Вестник магистратуры. 2016. № 12-4(63).
ISSN 2223-4047
УДК 665.66
С.А.Салихянова, Е.В. Серазеева, Э.Р. Бариева
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПО ФАЗОВОМУ РАЗДЕЛЕНИЮ НЕФТЯНЫХ ШЛАМОВ
И ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
В статье рассматривается установка по фазовому разделению нефтяных шламов и водонефтяных эмульсий.
Ключевые слова: нефтешлам, нефть, эмульсия, фаза
Практически все технологические процессы нефтегазодобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий неизбежно оказывает техногенное воздействие на все природные компоненты среды. Основными видами деятельности нефтегазодобывающих предприятий являются разведка и разработка нефтяных и газовых месторождений, бурение параметрических, поисковых, разведочных, эксплуатационных скважин, добыча, транспортировка, подготовка, переработка и реализация углеводородного сырья, обустройство нефтяных и газовых месторождений [1]. В процессе этой деятельности образуется значительное количество нефтесодержащих отходов - нефтешламов. Они являются одним из наиболее опасных загрязнителей поверхностных и подземных вод, почвенно-растительного покрова, атмосферного воздуха.
Основной причиной образования нефтешлама является физико-химическое взаимодействие нефтепродуктов с влагой, кислородом воздуха и механическими примесями. В результате таких процессов происходит частичное окисление исходных нефтепродуктов с образованием смолоподобных соединений. Нефтяные шламы представляют собой устойчивую трехкомпонентную систему: твердое-масло-вода, стабилизированную присутствием газообразной фазы. Зачастую они образуют стойкую не расслаивающуюся эмульсию и это затрудняет процесс разделения.
На сегодняшний день существуют стандартные методы, которыми регенерируются нефтешламы -это отстаивание, фильтрование и сжигание:
- отстаивание является медленным и неэффективным процессом, который требует большие площади для отстойников и большие дозы дорогих химикатов;
- фильтрование через пресс делит нефтешламы на две части - отделяет примеси от жидкой составляющей, а также имеет низкую пропускную способность. Кроме того, этот процесс оставляет нерешенной проблемы утилизации отфильтрованного материала и отделения воды.
- сжигать нефтешламы вместе с водой и механическими примесями является дорогим процессом, при котором ценная углеводородная составляющая безвозвратно уничтожается.
Все вышеуказанные методы по-прежнему применяются, но, к сожалению, не справляется полностью с поставленной задачей, однако они с большой скоростью вытесняются более современными и эффективными методами, которыми все более активно перерабатываются нефтешламы, обводненные мазуты, отработанные масла, замазученные грунты и другие виды нефтеотходов [2].
Одним из таких современных и эффективных методов является применение установки по фазовому разделению нефтяных шламов и водонефтяных эмульсий - трикантер «Flottweg». Установка предназначена для выделения из грязных нефтей и нефтешламов углеводородной фазы с отделением воды и мехпримесей. Процесс происходит за счет разделения смеси на три фазы на основе их разности плотностей с применением различных диапазонов высоких скоростей и вращающих моментов.
Подготовка продукта выполняется в приемной емкости. Продукт гомогенизируется с помощью мешалки и при необходимости обрабатывается деэмульгаторами для химического расщепления эмульсии нефть - вода. В приемной емкости продукт предварительно подогревается с помощью интегрированного нагревательного регистра. Для этого он пропускается из приемной емкости с помощью эксцентрикового шнекового насоса через регулируемый кожухо-трубный теплообменник, обогреваемый паром, и таким образом нефтяной шлам нагревается до необходимой температуры переработки. Переработка продукта представляет собой физическое разделение предварительно подготовленного нефтяного шлама, нефтяной эмульсии или доставляемых шламов на фазы: нефть, вода и твердый остаток. Для этого используется цельнометаллическая центрифуга в трехфазном исполнении (трикантер). Она разделяет продукт физически с помощью центробежной силы [3]. Принципиальная схема технологического комплекса, состоящая из двух комплексных систем, включает:
© Салихянова С.А., Серазеева Е.В., Бариева Э.Р., 2016.
ISSN 2223-4047
Вестник магистратуры. 2016. № 12-4(63)
- систему извлечения и первичной переработки шлама из прудов-накопителей и резервуаров;
- систему фазоразделения нефтешламов [4].
Ч
Рис. 1. Технологический комплекс, представленный блок-схемой «трехфазного» разделения шламов
Основные преимущества технологии по фазовому разделению нефтешлама:
- отсутствия негативного воздействия на сопредельные ландшафты и экосистемы;
- минимальные выбросы в атмосферу загрязняющего вещества;
- высокая производительность разделения нефтешламов (до 10 куб.м/ч);
- фазовое разделение позволяет получить ликвидную продукцию. Принципиально качественное отличие от существующих технологий по смешиванию нефтешламов с инертными материалами и микробиологической деструкции нефтешламов - при которых ценная углеводородная составляющая безвозвратно уничтожается;
- качественное исполнение трикантера «Flottweg» позволяет практически исключить простои и выход оборудования из строя [3].
Размеры воздействия нефтегазодобывающей промышленности на окружающую среду зависят как от типа месторождений, их стадии обустройства, применяемых технологий, так и от особенностей природной среды, ее исходного состояния. Территории ХМАО-Югры отличаются низкой восстановительной способностью ландшафтов, небольшой емкостью и слабой устойчивостью к техногенным нарушениям. Поэтому предлагаемая установка обеспечивает безотходную переработку и утилизацию имеющихся и вновь образующихся нефтешламов, извлекается ценное нефтесодержащее сырье, вода в свою очередь очищается до требуемых норм и возвращается в землю или водоёмы. Основная часть отходов - механические примеси - соответственно уменьшаются и подготавливаются к окончательной ликвидации в соответствии с нормами, установленными государственными организациями по охране окружающей среды.
1. С.А. Салихянова, Е.В. Серазеева, Э.Р. Бариева. Рекультивация земель нефтегазодобывающей промышленности в Западной Сибири. Вестник магистратуры. № 10-2(61), 2016. С. 8-9.
2. http://nefteshlamy.ru/cat.php (дата обращения 24.11.16)
3. Презентация Трикантер ООО «Коммунальник» (дата обращения 12.11.16)
4. http://www.intech-gmbh.ru/oil_sludge_processing.php (дата обращения 15.11.16)
САЛИХЯНОВА СВЕТЛАНА АНФАЛОВНА- студент кафедры Инженерной экологии и рационального природопользования, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
СЕРАЗЕЕВА ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА - старший преподаватель кафедры Инженерной экологии и рационального природопользования, Казанский государственный энергический университет, Россия.
БАРИЕВА ЭНЗА РАФАИЛОВНА - кандидат биологических наук, доцент кафедры Инженерной экологии и рационального природопользования, Казанский государственный энергетический университет, Россия.
Библиографический список
