Моделирование процесса разделения отходов углеводородов коалесцирующими фильтрами

• Автор: Ле Тхань Тхань
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Литературный обзор

1Л. Характеристика эмульсий

1Л Л. Классификация эмульсий

1 Л.2. Основные принципы получения эмульсий

1Л .3. Эмульгаторы и эмульгирование

1Л .4. Стабильность эмульсий

1 Л.5. Теория устойчивости эмульсий

1Л .6. Методы разрушения эмульсий

1.2. Фильтрующие материалы

1.2 Л. Классификация фильтрующих материалов
1.2.2. Физико-химические свойства фильтрующих материалов
1.2.3. Технико-экономические показатели фильтрующих материалов
1.3. Коалесцнрующие фильтры
1.3.1. Факторы, влияющие на эффективность и производительность коалесцирующих фильтров
1.3.2. Устройства очистки сточных вод от нефтепродуктов
2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.1.1. Физико-химические свойства дизельного топлива и ПАВ
2.1.2. Характеристика модельной эмульсии
2.1.3. Материалы насадок и их свойства
2.2. Методы исследования
2.2.1. Установка для разделения эмульсии и метод оценки эффективности разделения
2.2.2. Методика определения количества воды во фракциях
фильтрата
2.2.3. Методика определения вязкости жидкости
2.2.4. Методика определения удельной электропроводности
3. Результаты и обсуждение
3.1. Исследование влияния природе фильтрующих материалов на

эффективность разделения эмульсии
3.1.1. Исследование протекания эмульсий через фильтры с разными насадками из индивидуальных материалов
3.1.2. Резюме
3.2. Исследование разделительных свойств фильтровальной бумаги
3.2.1. Основные физические и химические свойства фильтровальной бумаги
3.2.2. Исследование разделительных свойств фильтровальной
бумаги
3.3. Исследование особенности разделения устойчивой водонефтянной эмульсии на коалесцируюгцим фильтре с насадками на основе целлюлозы
3.3.1. Разделительные свойства целлюлозы
3.3.2. Способность целлюлозы поглощать воду и масло.
Количественное исследование
3.3.3. Влияние количества слоев фильтровальной бумаги на процесс разделения
3.3.4. Влияние структуры насадки. Насадки из хлопчатых бумажных тканей
3.3.5. Влияние высоты слоя насадки на эффективность разделения
3.3.6. Влияние скорости подачи эмульсии
3.3.7. Исследование влияния размера фильтра
3.3.8. Влияние направления потока в фильтре
3.3.9. Изучение взаимного влияния скорости фильтровании и высоты
слоя насадки на степень разделения
3.3.10. Изучение кинетики процесса разделения
3.4. Разделение реальной эмульсии СОЖ
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В индустриально развитых странах главным потребителем воды и самым крупным источником стоков является промышленность. В настоящее время, когда ужесточились социальногигиенические требования к любому технологическому процессу, решению вопросов создания безотходных производств и организации замкнутых циклов использования материальных ресурсов, должно быть уделено особое внимание. Отдельной проблемой при очистке отходов углеводородов является проблема разделения устойчивых эмульсий. Эмульсии возникают при экстракционной добыче рудных компонентов и органических веществ из растительного сырья, на автомойках, в пищевой промышленности (загрязнение воды жирами на мясокомбинатах и при рафинировании подсолнечного масла). В процессе добычи и переработки нефти, значительное количество воды сбрасываются в виде эмульсии, что наносит серьезный ущерб окружающей среде. С другой стороны, за счет неполного разделения эмульсий большие количества нефти закачиваются обратно в пласт. Особенно трудно разложить эмульсии с поверхностноактивными веществами. Важное место в рассматриваемой проблеме занимают отработанные смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ). Тысячи предприятий машиностроения, металлургии, энергетики и др., ежемесячно потребляют миллионы тонн СОЖ. Отработанные СОЖ (эмульсия) представляют собой особый вид опасных многотоннажных отходов, так как содержат большие концентрации устойчиво эмульгированных нефтепродуктов и эмульгирующих ПАВ. В процессе эксплуатации СОЖ загрязняются механическими примесями, подвергаются биопоражению и теряют свой технологический потенциал. Это приводит к необходимости

• Отстаивание:
Применимо к свежим нестойким эмульсиям, способным расслаиваться на нефть и воду вследствие разности плотностей компонентов, составляющих эмульсию. Если размер взвешенных частиц больше 0,5 мкм, то скорость оседания капель воды или подъема частиц нефти в воде подчиняется закону Стокса; из которого следует, что чем меньше частицы дисперсной фазы и разность плотностей воды и нефти и чем больше вязкость среды, тем медленнее протекает процесс расслоения.
Нагрев эмульсии при отстое ускоряет их разрушение, т.к. при этом уменьшается прочность бронирующих оболочек, увеличивается интенсивность движения, увеличивается частота столкновения глобул воды, уменьшается вязкость среды и увеличивается разность плотностей. Холодный отстой нефтяных эмульсий осуществляется под давлением с обращением фаз и, как правило, с предварительной обработкой деэмульгатором. Нефтяная эмульсия вместе с необходимым количеством деэмульгатора и пластовой водой (со ступени обезвоживания) подается в резервуар-отстойник.
• Центрифугирование (67):
При центрифугировании вода и механические примеси выделяются из нефти под действием центробежной силы:
ШО)2
рц = _1Г (1>13)
Можно воспользоваться уравнением Стокса, заменив в нем ускорение силы тяжести g ускорением центробежной силы а: