Главная страница
Навигация по странице:

  • Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева

  • Без СВЧ обработки С СВЧ обработкой

  • презентация готовая.Абзал. Переработка и утилизация нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов с помощью механических сил поверхностных электромагнитных полей Сундетов А. А


    НазваниеПереработка и утилизация нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов с помощью механических сил поверхностных электромагнитных полей Сундетов А. А
    Дата29.01.2019
    Размер1.5 Mb.
    Формат файлаpptx
    Имя файлапрезентация готовая.Абзал.pptx.pptx
    ТипАнализ
    #54489

    «Переработка и утилизация нефтешламов и нефтезагрязненных грунтов с помощью механических сил поверхностных электромагнитных полей» Выполнил: Сундетов А.А


    Казахский национальный исследовательский технический университет имени К. И. Сатпаева

    Кафедра Промышленная экология и биотехнология
    • Актуальность темы
    • Главная задача, ставшая перед человечеством в начале третьего тыся­челетия - это охрана окружающей среды. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды в ре­зультате техногенной деятельности человека являются предприятия нефте­добывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.
    • В магистерской диссертации рассматриваются актуальные вопросы инновационной технологии переработки нефтешламовых отходов.
    • Актуальность проблемы утилизации нефтяных шламов обуславливается двумя основными задачами: во-первых, это охрана окружающей среды, а во- вторых, использование содержащегося в их составе вторичного сырья (угле-водородов, редких металлов и других полезных компонентов).

    Основные задачи

    Анализ современного состояния применения технологий утилизации нефтяных шламов, в том числе основанных на использовании энергии электромагнитного поля

    Обоснование необходимости использования СВЧ электромагнитного поля при реализации процесса переработки нефтяных шламов

    Разработка опытной лабораторной установки утилизации нефтяных шламов под воздействием СВЧ излучения

    Цель работы

    Экспериментальное исследование механизма разрушения нефтяных шламов в СВЧ-поле

    Нефтешламы

    На сегодняшний день существует множество технологий утилизации нефтяных шламов, основанных, например, на химическом разделении (применение различных деэмульгаторов, химических реагентов и их композиций), применении растворителей (ШФЛУ, бензин, газойль т.д.), механическом разделении (гравитационный отстой, фильтр- прессы, центрифугирование и т.д.), применении высоких температур, обработке нагретым теплоносителем, промывке дренажной водой, сжигании в специальных печах, биологические методы разложения и т.д. Все эти методы с разной долей успеха испытывались и применялись как в отечественной, так и в зарубежной практике. Однако ни один из них в чистом виде не дал положительных результатов.

    Одним из способов, способствующих существенному снижению агрегативной устойчивости и вязкости нефтяных шламов является воздействие СВЧ электромагнитного поля.

    • В процессе обследования состава нефтешламовых амбаров ПК«Озенмунайгаз» выявлены следующие слои (Рис. 1):
    • Рис. 1. Распределение нефтешлама по слоям: I - верхний слой, состоящий из нефтяной эмульсии с содержанием нефтепродуктов 81-98%; 2 - слой воды, содержащий до 65% нефтепродуктов; 3 - донный слой, содержащий до 65% нефтепродуктов; 4 - загрязненный грунт, содержащий до 8% нефтепродуктов; 5 - чистый грунт.

    1

    Экспериментальные исследования переработки нефтешламов с использованием СВЧ ЭМП

    • Для установления условий достижения оптимального технологического процесса была проведена серия лабароторных экспериментов, включающих исследования термической и термохимической обработки без воздействия и с воздействием СВЧ электромагнитным полем с разделением в центробежном поле декантора.

    Рисунок 2 Схема проведения лабораторных экспериментов
    • Таблица 1 Содержание остаточной воды и переработанной продукции
    • При обработке нефтешлама СВЧ ЭМП без добавления реагента содержание воды в переработанной продукции составило 9,5 %.
    • Дальнейшие работы велись по исследованию оптимальной дозировки реагентов «Геркулес 1017» и «Дауфакс DF», а также подбору начальной температуры обработки нефтешлама.

    Рис.3. Зависимость содержания воды в переработонной продукции в зависимости от дозировки реагента «Геркулес 1017» с различной начальной температурой обработки нефтешлама

    Рис.4. Зависимость содержания воды в переработонной продукции в зависимости от дозировки реагента «Дауфакс DF» с различной начальной температурой обработки нефтешлама

    По полученным результатам можно утверждать, что оптимальная дозировка реагентов составляет 300г/тн, а температура начальной обработки можно рекомендовать 60ºС.
    • Следующим важным параметром при разработке технологии СВЧ электромагнитной обработки нефтяных шламов является время обработки, по которому будут расчитываться мощность СВЧ генератора и скорость потока нефтешлама.
    • В образец нефтешлама дозировался реагент «Дауфакс DF» оптимальной дозировки (300 г/тн) и обрабатывался в СВЧ электромагнитном поле различное время. По результатам эксперимента оптимальное время обработки составило от 9 до 15 сек.

    Рис. 5. Зависимость доли выделившегося воды в зависимости от времени оброботки в СВЧ ЭМП
    • Были проведены также исследования по определению оптимальной мощности СВЧ воздействия. Образец обрабатывался в течение 15 секунд в СВЧ электромагнитном поле при различной мощности излучения.
    • Доля отслоившейся воды плавно возрастает с ростом мощности, и при мощности генератора СВЧ излучения, равной 1 кВт может быть достигнута практически полного отслоения воды.

    Рис. 6. Зависимость доли выделившейся из образцов нефтешлама воды в зависимости от мощности СВЧ ЭМП излучения.
    • Другим важным параметром при разработке технология СВЧ ЭМ переработки нефтяных шламов является время релаксации обработонной продукции.
    • Для определения этого времени образцы нефтешлама после обработки их в СВЧ поле в лабораторных условиях определенное время выдерживались до помещения их в центробежное поле центрифуги.

    Рис. 7. Зависимость доли выделившейся воды в зависимости от времени выдержки продукции, обработонной в СВЧ поле, до помещения в центрифугу.
    • Вклад каждого вида воздействия в процесс обезвоживания нефтешлама.
    • Таким образом, лабораторными опытами установлена возможность улучшения качества переработанного нефтешлама. Установлено, что наиболее оптимальный режим обработки шлама достигается при температуре нагрева смеси до 60 ºС, дозировки реагента Геркулес 1017 (либо Дауфакс DF) в количестве 300 г/тн, мощности СВЧ установки 1000 Вт, периода центрифугирования 3000 об/мин. При этом содержание остаточной воды составило 2 % (2,6 %), механических примесей до 0,2 % (0,22 %).

    Рис. 8. Зависимость доли выделившейся воды в зависимости от времени оброботки нефтешлама в центробежном поле

    Переработка донных слоев

    • На рынке государств СНГ существует сотни компаний, специализирующихся на переработке верхних эмульсионных слоев. Эти компании уже давно научились сравнительно быстро отбирать верхние слои шламонакопителей, проводя их предварительную фильтрацию непосредственно в шламонакопителе или на берегу, в последующем различными методами выделяя углеводородную фазу и переводя ее в товарный продукт разного уровня качества и назначения.

    Переработка донных слоев

    • Донные нефтешламы представляет из себя густую пастообразную массу, зачастую с большим количеством крупных включений.
    • Вслед за удалением донных отложений требуется еще очистить нефтезагрязненные грунты вокруг шламонакопителя.
    • Исследований по утилизации органической части донных отложений проведено крайне мало.
    • Известно, что для снижения устойчивости эмульсий тяжелых высоковязких нефтей одним из наиболее эффективных и приемлемых методов является метод разбавления маловязкой нефтью. Этот способ может быть использован при переработке нижних слоев нефтешламов, которые представляют собой густые, практически не текучие массы.

    Исследования технологии компаундирования и СВЧ ЭМ обработки нефтешламов

    • Методика исследований заключалось в следующем: образцы нефтешлама смешивались с сырой нефтью в различных соотношениях с добавлением реагента различной концентрации. Далее полученные смеси обрабатывались СВЧ ЭМ полем. Определяется содержание воды в полученной продукции

    60-80ºС

    3000об/мин

    СВЧ ЭМП

    2,4 Ггц

    Сырая нефть

    Геркулес 1017,

    1000 г/м3

    3000 об/мин

    Рис. 9. Схема проведения лабораторных испытаний

    Без СВЧ обработки

    С СВЧ обработкой

    Темпер.нач. обработки, ºС

    60

    70

    80

    60

    70

    80

    Вода, %

    4,2

    3,9

    3,7

    2,5

    1,5

    1,2

    Таблица 1. Результаты экспериментов

    Исследование показали, что при СВЧ обработке смеси нефтешлама сырой нефтью в соотношении 1:3

    с добавлением реагента содержание воды в продукции снижается в 1,7 – 2,8 раза.

    Исследования технологии компаундирования и СВЧ ЭМ обработки донных слоев нефтешлама

    Исследования технологии компаундирования и СВЧ ЭМ обработки донных слоев нефтешлама

    • Далее работа была направлена на выбор оптимального времени обработки в СВЧ ЭМ поле и центробежном поле декантора. Результаты представлены в таблице 2.
    • Таблица 2 – Результаты исследований
    • Таким образом, полученные результаты показывают, что применение СВЧ ЭМ обработки совместно с компаундированием позволяют улучшить качество переработанной продукции в среднем до 2,8 раз и значительно снизить энергозатраты за счет снижения температуры первичной обработки исходной продукции.

    Заключение

    • 1. Лабораторными опытами установлена возможность улучшения качества переработанного нефтешлама при использовании предлагаемой технологии.
    • 2. Определены оптимальные параметры переработки: подобран реагент-деэмульгатор, его дозировка; время обработки СВЧ электромагнитным полем; мощность СВЧ электромагнитного поля; время релаксации обработанной продукции.
    • 3. Обоснована возможность применения технологии – компаундирования высоковязкых нефтяных шламов с товарной нефтью совместно с СВЧ электромагнитной обработки. Определены оптимальные соотношения компаундирования нефтяного шлама с товарной нефтью.

    Спасибо за внимание!!!

    написать администратору сайта