Разработка технологии обезвоживания жидких нефтяных отходов и высокоустойчивых водонефтяных эмульсий

• Автор: Сафиулина, Алия Габделфаязовна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Классификация отходов

1.2 Классификация методов переработки и утилизации отходов

1.2.1 Физические методы

1.2.1.1 Гравитационное отстаивание

1.2.1.2 Разделение с помощью центробежных сил

1.2.1.3 Применение фильтров и мембран

1.2.1.4 Экстракция. Промывка водой

1.2.1.5 Электромагнитное и волновое воздействие
1.2.1.6 Смешение с добавками, адсорбентами с получением товарных продуктов
1.2.2 Химические методы
1.2.3 Биологические методы
1.2.4 Комбинированные методы
1.2.5 Термические методы
1.2.5.1 Сжигание
1.2.5.2 Пиролиз. Крекинг. Коксование
1.2.5.3 Сушка
1.2.5.4 Обезвоживание
Глава 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика сырья для обезвоживания
2.2 Методика обезвоживания
2.2.1 Термохимическое обезвоживание жидких нефтяных отходов
2.2.2 Термомеханическое обезвоживание
2.2.2.1 Лабораторные исследования
2.2.22 Моделирование процесса термомеханического обезвоживания
2.2.2.3 Экспериментальные исследования по термомеханическому обезвоживанию на полупромышленной установке
2.3 Характеристика обезвоженной углеводородной части эмульсий
Глава 3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Термохимическое обезвоживание
3.2 Термомеханическое обезвоживание на лабораторной установке
3.3 Математическое моделирование процесса термомеханического обезвоживания
3.3.1 Определение условий стабилизации процесса
3.3.2 Определение влияния геометрических параметров на условия перемешивания
3.3.3 Влияние качества сырья на процесс термомеханического обезвоживания
3.3.4 Влияние различных факторов на процессы теплопередачи для полупромышленной установки
3.3.5 Определение влияние различных факторов на потребляемую мощность
3.3.6 Определение производительности полупромышленной и промышленной установок термомеханического обезвоживания
3.4 Экспериментальные исследования по термомеханическому обезвоживанию на полупромышленной установке
3.5 Качество обезвоженных продуктов
Глава 4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Полупромышленная установка термомеханического обезвоживания
4.2 Промышленная установка термомеханического обезвоживания
Основные результаты и выводы
Библиографический список
Приложение А. Протокол исследований

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
Развитие нефтяной, нефтехимической промышленности и смежных областей техники и народного хозяйства происходит в условиях постоянно возрастающих требований к экологическим стандартам предприятий. Высокие цены на сырьевые ресурсы стимулирует разработку и внедрение экономически и технически обоснованных технологий утилизации углеводородсодержащих отходов и вторичного техногенного сырья с получением товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью.
Проблема утилизации жидких нефтяных шламов, тяжелой смолы пиролиза, смеси нефтяных отходов и т.д., представляющих собой высокоустойчивые водонефтяные эмульсии, является актуальной, их образование и накопление представляют не только экологическую опасность, но и наносит прямой и косвенный экономический ущерб предприятиям. Многообразие и сложность состава подобных систем, нестабильность состава и объемов образования затрудняет, а часто делает невозможным применение общепринятых методов разрушения высокоустойчивых эмульсий по причине их технической неэффективности или экономической нецелесообразности.
В качестве эффективного метода их утилизации был предложен термомеханический способ обезвоживания нефтешламов.
Методы стабилизации процесса кипения нефтяных эмульсий, основанные на испарении водной фазы в условиях механического воздействия, несмотря на их эффективность, являются новым направлением в этой области и недостаточно изучены, как в экспериментальном, так и теоретическом отношении. Промышленное внедрение термомеханического способа обезвоживания невозможно без разработки научно-технологических основ процесса. При этом требуется решить множество научных, технических и экономических вопросов.

а) в теплообменниках, печах или в других нагревательных аппаратах Технология сепарации нефтешламов, предложенная фирмой R&B Industrial Supply Company, США заключается в коалесценции частиц эмульгированной нефти и воды при контакте с жаровыми трубами(рисунок 1.9 ). [8]. Однако, данный метод характеризуется низкой степенью обезвоживания по отношению к высокоустойчивым эмульсиям с близкими значениями плотностей фаз.
Рисунок 1.9 - Принципиальная схема трехфазного сепаратора фирмы INDUSTRIAL SUPPLY COMPANY б) сочетание нагрева и применения деэмульгатора (термохимическое обезвоживание)
Основные этапы и направления применения химических реагентов были проанализированы в работе [62]. Однако термомеханический метод не применим для любых водонефтяных эмульсий, поскольку его эффективность резко снижается при использовании высоковязкого сырья, характеризующегося большим количеством стабилизаторов (эмульгаторов) и близкими значениями плотностей водной и углеводородной фаз.