Аэрогидрокавитационная технология обработки водо-нефтяных эмульсий нефтеперерабатывающих заводов

• Автор: Колесников, Александр Александрович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

1.1 Классификация сточных вод

1.2 Краткая характеристика основных методов очистки стоков от нефтепродуктов

1.3 Флотационная очистка стоков от нефтепродуктов

1.3.1 Физикохимические основы флотации

1.3.2 Флотационные процессы

1.3.2.1 Классификация флотационных процессов

1.3.2.2 Пневматическая флотация

1.3.2.2.1 Импеллерная флотация

1.3.2.3 Флотация растворенным воздухом

1.3.2.3.1 Напорная флотация

1.3.2.3.1.1 Зависимость степени очистки стоков от исходной

концентрации нефтепродуктов и соотношения
воздух нефтепродукты
1.3.2.3.1.2 Влияние размеров флотокамеры на степень очистки стоков от нефтепродуктов
1.3.2.3.2 Вакуумная флотация
1.3.2.4 Электрофлотация
1.4 Методы интенсификации флотационных процессов
1.4.1 Применение реагентов для интенсификации
флотационных роцессов
1.4.2 Применение гидродинамического явления кавитации для интенсификации флотационной обработки стоков
1.4.2.1 Физикохимические основы кавитации
1.4.2.2 Классификация и применение кавитационных аппаратов
1.4.2.3 Применение кавитационной техники для интенсификации
флотационных процессов
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.1.1 Сточные водонефтяные эмульсии
2.1.2 Устройство и принцип действия аэрогидрокавита
ционного аппарата и кавитационного эжектора
2.1.2.1 Сравнительное исследование гидродинамической
характеристики и структуры струйного течения аэрогидрокавитационного аппарата и
кавитационного эжектора
2.1.3 Химические реагенты для повышения эффективности процессов очистки водонефтяных эмульсионных стоков
2.1.3.1 Органические флокулянты
2.1.3.2 Неорганический коагулянт АкваАурат
2.2 Методы исследования
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА АЭРОГИДРОКАВИТАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
3.1 Описание пилотной аэрогидрокавитационной установки для проведения исследований по влиянию кратности циркуляции стоков, прошедших через аэрогидрокавитационный аппарат, на степень очистки стоков
3.2 Исследование влияния кратности циркуляции нефтесодержащих стоков через аэрогидрокавитационный аппарат на степень очистки
3.2.1 Исследование влияния кратности циркуляции нефтесодержащих стоков через аэрогидрокавитационный аппарат
3.2.1.1 Связь степени очистки стоков с кратностью циркуляции
3.2.2 Исследование влияния на степень очистки кратности
циркуляции нефтесодержащих стоков через аэрогидрокавитационный аппарат с использованием флотационного реагента
3.3 Исследование влияния давления нефтесодержащих стоков
на процесс аэрогидрокавитационной обработки водонефтяных эмульсий
3.3.1 Описание полупромышленной установки для изучения
влияния давления стоков на процесс аэрогидрокавитационной обработки водонефтяных эмульсий
3.3.2 Изучение процесса обработки стоков стрипинг секции
газофракционирующей установки с использованием аэрогидрокавитационного аппарата при различных давлениях
3.3 Сравнительная оценка эффективности очистки смесевых
стоков нефтехимического комбината и стоков с индивидуальных технологических установок при одинаковых условиях проведения процесса аэрогидрокавитационной обработки
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ АЭРОГИДРОКАВИТАЦИОННЫХ
АППАРАТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРОЦЕССОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ СТОКОВ НА
ТИПОВОМ ОБОРУДОВАНИИ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ЗАВОДОВ
4.1 Влияние аэрогидрокавитационной обработки стоков
ЭЛОУ ЗАО Рязанская нефтеперерабатывающая
компания РНПК на эффективность работы нефтеловушки
4.1.1 Расчет экономической эффективности использования
аэрогидрокавитационного оборудования в нефтеловушке
ЗАО РНПК
4.2 Исследование эффективности эксплуатации
аэрогидрокавитационных аппаратов в пластинчатых сепараторах установки механохимической очистки ЛУКОЙЛПермнефтеоргсинтез
4.2.1 Описание работы аэрогидрокавитационных аппаратов в
пластинчатых сепараторах МЕМСО
4.2.2 Расчет дополнительной степени очистки, количества
дополнительно уловленных нефтепродуктов и
взвешенных веществ. Расчет ожидаемого экономического эффекта от снижения расхода флокулянта
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ
СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЭРОГИДРОКАВИТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ И КОАГУЛЯЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ИМПЕЛЛЕРНОЙ ФЛОТАЦИИ ЗАО РНПК
5.1 Лабораторное исследование прочностных характеристик
макрохлопьев, полученных при очистке нефтесодержащих стоков с использованием коагулянта АкваАуратЗО и флокулянтов
5.2 Проведение промышленных испытаний по очистке
промливневых стоков на импеллерном флотаторе ЗАО Рязанская НПК с использованием коагулянта АкваАурат и флокулянта 2 ВС Заключение
Выводы
Литература


При этом кроме окисления нефтепродуктов происходит обесцвечивание, дезодорация и обеззараживание стоков и насыщение их кислородом. В случае озонирования стоков при , времени их контакта с озоном мин и исходном содержании нефтепродуктов мгл остаточное их количество не превышает 2 мгл. Расход озона составляет при этом 0, мгмг нефти. Высокая эффективность очистки наблюдается в широком интервале 5,,7 и температуры 5С и зависит от расхода озона, продолжительности обработки, исходного содержания нефтепродуктов и их состава. ПДК в воздухе помещений 0, мгл. За рубежом имеется тенденция к замене громоздких биологических сооружений адсорбционными установками, в частности, для очистки сточных вод тепловых электростанций . В качестве сорбентов в таких установках применяют активированный уголь, древесные опилки, торф сорбционная емкость 8 г нефтиг, пенополиуретан, пенополистирол, вспученный перлит сорбционная емкость г нефтиг и другие сорбенты. На адсорбционные установки подается вода с содержанием нефтепродуктов не выше мгл. Общие закономерности построения современных технологических схем, применяемых для очистки нефтесодержащих стоков нефтеперерабатывающих заводов, представляют собой последовательность стадий очистки с переходом от грубой очистки к все более глубокой , . Первая стадия очистки гравитационное отделение в нефтеловушках или в нефтеловушках с параллельными пластинами. Вторая стадия физикохимическая очистка стоков от тонкоэмульгированных и коллоидных частиц нефтепродуктов посредством коагуляции, реагентной флотации и др. Третья стадия очистка стоков от растворенных нефтепродуктов и нефтепродуктов, оставшихся после первых двух стадий обработки биологическая, сорбционная очистка. Из рассмотренных выше методов очистки производственных стоков от нефти и нефтепродуктов наиболее перспективным является метод флотации, так как он позволяет снизить содержание нефтепродуктов до концентраций, которые не препятствуют использованию очищенной воды в системах оборотного водоснабжения или процессам ее дальнейшей доочистки на станциях биологической и сорбционной доочистки. Флотационный метод не требует большого расхода дорогостоящих реагентов для разделения фаз, прост в аппаратурном оформлении, для размещения флотаторов не требуется больших площадей, а их строительство и эксплуатация требуют минимальных капитальных и эксплуатационных затрат , . Флотационный метод является эффективным методом обезвреживания стоков от таких гидрофобных загрязнений как нефтепродукты, масла, жиры, а также от частиц, имеющих участки поверхности с гидрофобными и гидрофильными свойствами . Нефтепримеси, находящиеся в сточных водах промышленных предприятий, как указано выше, образуют устойчивые тонкодисперсные эмульсии. Поэтому, при разработке эффективных методов очистки стоков от нефтяных загрязнений следует учитывать, что подобные стоки представляют собой коллоидную гетерогенную систему с высокоразвитой поверхностью раздела фаз, на которой образуется двойной электрический слой. Такие системы не подчиняются обычным закономерностям фазовых равновесий и требуют подхода с точки зрения физикохимии дисперсных систем. Флотационная очистка стоков от эмульгированных нефтепродуктов заключается в молекулярном прилипании капелек нефтепродуктов к пузырькам воздуха и всплывании возникших систем с образованием пены на поверхности воды. Этот способ очистки стоков неразрывно связан с диспергированием воздуха в сточной воде. Молекулярное прилипание капелек нефти к пузырьку воздуха сопровождается уменьшением поверхностной энергии пограничных слоев и возникновением сил, стремящихся уменьшить площадь соприкосновения воды с капелькой нефти. Молекулярное прилипание обусловлено поверхностными явлениями на границе раздела фаз, в том числе смачиванием. Смачивание характеризуется косинусом краевого угла, образованного при установлении равновесия в системе касательными, проведенными к поверхностям трех соприкасающихся фаз нефть сточная вода воздух в точке трехфазного контакта. СОЗ 1. Силу прилипания между частицей нефти и пузырьком воздуха можно выразить формулой Дерягина Б. СТзо, 1.