Диссертация (1172999), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Установки центрифугирования сводят количества отходов к минимуму,атакжепозволяютполучитьдополнительнуюприбыльотпродажирегенерированной нефти. Для забора шлама с необходимой глубины используют32специальное шламозаборное устройство. Насос для откачки крепится наплавающем понтоне; при необходимости НШ подогревается паром.
Собранныйшлам перерабатывается как ловушечная нефть: нагревается после добавленияфлокулянтов или деэмульгаторов и разделяется на три составляющие фазы:твердый осадок, воду и нефть.Механическое извлечение углеводородов из буровых шламов включаетследующиетехнологическиеоперации:удалениекрупныхмеханическихпримесей, разделение фаз центрифугированием или отстоем. Метод применимпри содержании в шламах ликвидных углеводородов, которые могут перекрытьзатраты на переработку. Недостатки - образование «замазученных» механическихпримесей и загрязненной жидкой фазы, которые требуют дальнейшегообезвреживания.1.3.1.2 Физико-химические методы обезвреживания нефтешламовФизико-химическиеэлектрокинетическиевключаютиметодыэлектромагнитные.электролиз,электродеструкцию,электрохимическоевключаютокислениеЭлектрохимическиеэлектрофлотацию,электрохимическоеиэлектрохимические,процессыэлектрокоагуляцию,обеззараживание,выщелачивание,ионныйобмен,электродиализ,электрохимическое окисление и выщелачивание, ионный обмен,.
Эффективностьряда способов достигает 99%, однако значительные затраты электроэнергии иаппаратурная сложность создают трудности к прменению на установках крупнеепилотных [41].Очистка путем замораживания/размораживания33Очистка путем замораживания/ размораживания для обезвоживания осадкав холодных регионах предлагается в качестве эффективного метода разделенияэмульсий.
Как показано на рисунок 3, раазделение эмульсий может проходить подвум различным механизмам. Первый имеет место в том случае, когда воднаяфаза в эмульсии застывает раньше углеводородной. Увеличение объема капельзамороженной воды приводит к их слипанию и вызывает внутреннее разрушениеэмульсии, и водная фаза постепенно замерзает при понижении температуры(рисунок 3b). В процессе размораживания, масляная фаза объединяется врезультате действия сил поверхностного натяжения, и смесь нефть-вода может,таким образом, расслаиваться на две объемные фазы под воздействиемгравитационной силы (рисунок 3f) . Второй механизм возникает, когдауглеводородная фаза застывает раньше водной фазы.
Она образует прочнуюрешетку, которая инкапсулирует водные капельки в процессе замерзания(рисунок 3c). Эти водные капельки постепенно застывают при снижениитемпературы, и увеличение объема замороженных капель ломает образовавшуюсярешетку. Это может привести к образованию мелких трещин, которые позволяютнезамерзшим каплям воды проникать сквозь решетку и сливаться друг с другом,образуя обширную сеть микроканалов (рисунок 3d). В процессе оттаивания капливоды коалесцируют, что приводит к инверсии фазы (рисунок 3е), и такаянестабильная смесь нефть-вода может расслаиваться на две объемных фазы поддействием гравитационной силы (рисунок 3f) .Рисунок 3 - Принципиальная схема механизма замораживания /размораживания, для разделения эмульсии вода/нефть:(а) оригинальная эмульсия,(б) капли воды замерзающая, расширенная и коалесцирующая,(в) застывание нефтяной фазы с образованием твердой клетки,(г) замерзающие капли воды, ломающие решетку при расширении,(д) застывание эмульсии, капли воды коалесцируют,(е) гравитационное расслаивание.34Вцеломочисткапутемзамораживания/размораживанияявляетсяперспективным методом для обезвоживания и извлечения нефти из нефтешламов.Тем не менее, для его промышленного применения следует изучить необходимоевремя замерзания и связанные с этим расходы.
Chun и др. предположили, что 8часов было достаточно для замораживания при минус 20◦C. Кроме того,замораживаниеможетбытьотносительномедленнымпроцессом,которыйинтенсивно потребляет энергию и по этой причине дорог. Таким образом, очисткапутем замораживания/размораживания для извлечения нефти из нефтешламов можетбыть более перспективным для холодных регионов, где возможно природноезамораживание. Кроме того, эффективность метода обратно пропорциональнасодержанию в нефтешламах суспендированной твердой фазы, то есть метод можетбыть использован в основном для разделения резервуарных нефтешламов,содержащих малое количество мехпримесей.Экстракционные методы.Жидкостная экстракция широко используется для удаления органическихсоединений из матриц почвы-воды. Для её проведения нефтесодержащий отходсмешивают св нужной пропорции с экстрагентом для обеспечения полнойгомогенности.
После отстаивания смесь экстрагент -нефть направляется надистилляцию, чтобы отделить нефть от растворителя .Очевидно, что эффективность экстракции зависит от ряда факторов –температуры, давления, кратности растворителя к шламу, смешиваемости и35растворимости различных соединений. Как правило, для улучшения растворенияорганическихкомпонентовврастворителетребуютсясмешиваниеприподогревании. Высокая температура может ускорить процесс экстракции, номожет привести и к потере нефтяных углеводородов и растворителей путемиспарения, а также увеличивает пожаро- и взрывоопасность. В то же время припонижении температуры экстракции можно снизить стоимость процесса – приодновременном снижении эффективности извлечения нефти . Более низкоедавление при перегонке способствует снижению температуры перегонки; этоможет не только сэкономить расходы на нагревание, но и предотвратитьтермодеструкцию растворителей.
Кроме того, количество и качество извлеченнойнефтяной части изменяется при увеличении соотношения растворитель-шлам.Например, было обнаружено, что зольность и содержание смол и асфальтенов всобранной нефти снизилось с увеличением кратности растворителей .Как правило, экстракция растворителем представляет собой простой, ноэффективный способ выделения углеводородов из твердого или полутвердогонефтешлама с уменьшением его объема. Метод экстракции может быть завершенв течение относительно короткого периода, и потенциально пригоден для очисткибольшого объема нефтешламов; определяющим в этом случае является объёмсмесителя. Для того, чтобы предотвратить потери паров растворителя,желательно использовать закрытый и непрерывный процесс.
Для отгонкирастворителя также требуется нагрев, поэтому для снижения энергозатратнеобходим блок теплообменников. Одно из основных препятствий в примененииэкстракцииорганическихдляпереработкирастворителей.нефтешламаЭтоможет-большойобъемпривестиктребуемыхзначительнымэкономическим и экологическим проблемам. Для увеличения производительностиэкстракции были разработаны некоторые альтернативные методы. Например,метод сверхкритической флюидной экстракции может извлечь нефтяныеуглеводороды в почвенной матрице быстрее, чем экстракция обычнымрастворителем, и что более важно, он может исключить использованиеорганических растворителей . Однако использование этого способа для36извлечения нефти из большого объема нефтешламов может быть сопряжено снизкой эффективностью и нестабильностью показателей технологическогорежима .Микроволновое облучениеЧастота микроволнового излучения составляет от 300 МГц до 300 ГГц, нопромышленное применение, как правило, связано с излучением частотой близкойлибо к 900 МГц либо к 2450 МГц, что связано с рядом причин техническогохарактера .
Энергия излучения может непосредственно передаваться материалупри взаимодействии с электромагнитным полем, и обеспечить быстрый процесснагрева, более эффективный по сравнению с обычными методами. Такой эффектможет быть использован для разделения эмульсии путем быстрого повышения еётемпературы, что приводит к снижению вязкости, следовательно – ускорениюразделения .
Быстрое повышение температуры может также спровоцироватькрекинг тяжелых углеводородовс повышением доли легких фракций. Припримененииматериаловмикроволновоепоглощениемсизлучениеэнергии,низкойможетдлядиэлектрическойпройтиматериаловчерезснихвысокойпроницаемостьюснезначительнымдиэлектрическойпроницаемостью микроволновая энергия будет поглощаться в зависимости отнапряженности электрического поля и коэффициента диэлектрических потерь.При обработке смеси материалов с различными диэлектрическими свойствамиможет произойти селективный нагрев. Для эмульсии вода/нефть, когдадисперснаяфазапредставляетсобойводусотносительновысокойдиэлектрической проницаемостью, она будет поглощать больше энергии, чемнефть.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
