книги / Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов

•откачка водной фазы из амбара, ее предвари­ тельная очистка от нефти через песчаный фильтр и сброс в специально подготовленный котлован для дальнейшей очистки;

•обезвреживание донного осадка по техноло­ гии ДКР с ликвидацией амбара и рекультивация загрязенного участка с нанесением грунта, образо­ вавшегося при сооружении котлована;

•определение состояния воздушной среды и грун­ товых вод на выбранном объекте после завершения работ.

6.3.4. Физические методы

При создании физических полей в пористых сре­ дах одновременно начинается множество физико­ химических процессов. При наложении поля меха­ нических напряжений загрязненный грунт интен­ сивно перемешивается, и происходит очистка час­ тиц грунта от поверхностных загрязнений. Гидро­ динамическое воздействие на грунт или почву сопровождается суффозией, выщелачиванием, адсорбцией, диффузией и выносом загрязнений из порового пространства грунтов. Перспективен метод сверхкритической экстракции углекислым газом органических загрязнений.

О тмы в

Отмыв — процесс, который включает загрузку нефтезагрязненного грунта, подачу подогретой воды

идобавление ПАВ с дальнейшим перемешиванием. После отмыва грунта сверху собирается жидкость, содержащая нефтепродукты, а грунт поступает на осушку. Жидкость может быть очищена с помощью сорбентов или центрифуг. Осушение грунта про­ изводится с помощью гидроциклонов и центрифуг.

Применение центрифуг. Для непрерывного разделения жидких неоднородных суспензий, со­ держащих твердую фазу, плотность которой выше плотности жидкой фазы, применяются следующие центрифуги (основные технические характеристики приведены в табл. 6.74):

•осадительные;

•фильтрующие;

•комбинированные со шнековой выгрузкой осадка.

Глиноотделитель на базе центрифуги предна­ значен для очистки утяжеленных и неутяжеленных буровых растворов от избыточного количества глины

ирегенерации утяжеленных буровых растворов

в процессе бурения нефтяных и газовых скважин. Техническая характеристика глиноотделителя при­ ведена в табл. 6.75.

Глиноотделитель включает в себя:

•блок центрифуги;

•насосный блок;

•переливное дозирующее устройство;

•гомогенизатор;

•пусковую электроаппаратуру;

•соединительные рукава с быстросъемными соединениями.

Основным узлом глиноотделителя является оса­ дительная горизонтальная центрифуга со шнеко­ вой выгрузкой осадка. При поступлении бурового раствора в центрифугу под действием центробеж­ ных сил твердая фаза отделяется от жидкой; вы­ грузка и слив фугата (осветленная жидкая фаза) происходят непрерывно. Установка комплектуется ленточным транспортером, обеспечивающим уда­ ление осадка за пределы агрегата.

Насосный блок включает в себя шнековый насос, который приводится в движение при помощи электродвигателя через клиноременную передачу. Все узлы смонтированы на одной раме. Перелив­ ное устройство представляет собой байпас, позво­ ляющий регулировать подачу бурового раствора

вцентрифугу при неизменной подаче раствора насосным агрегатом за счет сбрасывания части раствора обратно в емкость. Гомогенизатор предна­ значен для быстрого перемешивания выделяемого центрифугой утяжелителя с буровым раствором.

Горизонтальные непрерывно действующие цен­ трифуги предназначены для разделения суспензий

смелкодисперсной твердой фазой. Используются

вглиноземном производстве, для очистки буровых растворов, сточных вод, гальваностоков, обез­ воживания осадка кислых стоков трубопрокатных цехов, переработки барды в производстве спирта, разделения суспензий циркония, бериллия и др. Технические характеристики центрифуг типа НГ приведены в табл. 6.76.

Преимущества:

•высокая степень разделения суспензий за счет применения пакета сепарирующих тарелок;

•возможность промывки получаемого осадка от маточного раствора непосредственно в центрифуге;

•получение осадка малой влажности;

•возможность переработки суспензий с абра­ зивными свойствами;

•непрерывный режим работы;

•возможность работы в технологической цепочке

сАСУ ТП;

•простота обслуживания и ремонта;

•нет необходимости в постоянном контроле за работой центрифуги.

Центрифуги изготавливаются из стали 12Х18Н10Т, сплава 43ХНМ, стали 06ХН28МДТ, стали 08Х22Н6Т, титана ВТ 1-0 и других материалов.

Эффективность промывки зависит от вида при­ меняемого экстрагента, температуры и интенсив­ ности механического воздействия на нефтесодер­

мешалки с приводами различных типов (импеллерные, рамные, турбинные), корытные и вибраци­ онные промывочные машины, скрубберы, бутары, струйные машины и т. д.

Отмывание нефтезагрязненных почв и грунтов моющим средством проводили при следующих режимах:

• нагревание моющего средства до 85-95 °С

ивзбалтывание;

•отстаивание без взбалтывания при нагревании моющего средства до 85-95 °С;

•отстаивание без взбалтывания при комнатной температуре (23 °С).

Исследования показали, что наиболее быстрое и эффективное отмывание происходит при нагре­ вании и взбалтывании всех исследованных почв и грунтов с раствором моющего средства и зависит от их механического состава и содержания орга­ нического вещества. Время полного отмывания, измеряемое до отсутствия нефтяной пленки (всплы­ вающую нефть последовательно собирали), более продолжительно для почв и изменялось от 30 мин для аллювиальной лугово-зернистой почвы до 45 мин для чернозема типичного и перегнойно­ торфяной почвы. При этом наибольшая скорость очистки наблюдалась в грунтах. Содержание нефте­ продуктов в них снизилось до 0,36-1,0 % при вре­ мени очистки от 3 до 10 мин (табл. 6.77).

Согласно санитарно-гигиеническим нормативам, почва или грунт считаются очищенными от нефти при содержании нефтепродуктов менее 0,1 %.

Таким образом, рекультивацию почв и грун­ тов, загрязненных товарной нефтью до их полной нефтеемкости, можно проводить путем их отмы­ вания раствором моющего средства. Наиболее пол­ ная очистка происходит при взбалтывании и нагре­ вании суспензии до 85-90 °С, причем токсичность отмытых почв и активность гидролитических ферментов приближаются к значениям чистых аналогов.

Таблица 6.74

Макси­ мальная Фактор

Марка частота разделе­ вращения, ния

об/мин

Окончание табл. 6.74

Виброакусгическое воздействие. Виброакустическое воздействие переводит обрабатываемый объем в виброкипящее состояние и обеспечивает эффективный переход абсорбированных в почве УВ нефти и нефтепродуктов в эмульгированное

врастворе состояние с одновременным их флота­ ционным удалением в условиях противотока твер­ дой и жидкой фаз. Время обработки составляет от нескольких десятков секунд до нескольких минут. Этот метод реализуется в виброакустических аппа­ ратах колонного и желобного типов.

Противоток экстрагента обеспечивает возмож­ ность его регенерации и повторного использования

вциркуляционной системе промывочного аппарата. Небольшое время промывки обеспечивает

минимальное набухание глинистых и глинисто­ органических компонентов почвы и позволяет отделять их от раствора экстрагента простыми доступными способами. Обезвоживание промытой почвы и грунта осуществляется центрифугирова­ нием или введением природных влагопоглощающих веществ.

При исходном уровне загрязнения почвы и грунта 20-30 % после промывки и виброакустического воздействия определялись лишь следовые количе­ ства УВ нефти и нефтепродуктов.

О тм ы в с помощью щелочных очистителей. Щелочные очистители являются полностью био­ разлагаемыми жидкостями. Загрязнения, возни­ кающие в ходе эксплуатации технологического оборудования, в том числе нефтяных и мазутных резервуаров, а также средств транспорта, приводят к образованию асфальтосмолистых веществ, ко­ торые теряют устойчивость и выпадают в осадок. Со временем его количество быстро увеличива­ ется и вызывает закоксовывание оборудования. Удаление осадка путем разбавления легкими фракциями УВ неэффективно вследствие отсут­ ствия перемешивания, а также по экологическим соображениям и в связи с повышенной пожаро­ опасностью.

К числу положительных моментов, возникаю­ щих при использовании технических очищающих средств, следует отнести низкие концентрации активного вещества в рабочем растворе (1 -6% в зависимости от степени загрязненности), а также оптимальные объемы рабочих растворов (пример­ ное соотношение объема загрязнения к объему рабочего раствора 1 1,5).

Стадии технологического процесса очистки за­ грязненного нефтепродуктами грунта представле­ ны на рис. 6.39. На рис. 6.39, а показана первая стадия — загрузка в аппарат, в котором и проис­ ходят отмыв и разделение породы. В аппарате на­ ходится 5-10% раствор препарата «ТМНафтакор»; рекомендованная температура рабоче­ го раствора — 50-60 °С.

После загрузки содержимое аппарата тща­

на каждую тонну очищаемой породы необходимо полтонны рабочего раствора.

На рис. 6.39, 6 показана вторая стадия — пере­ мешивание.

В конце третьей стадии (рис. 6.39, в) происхо­ дит разделение на три фазы: нефтепродукт, рабо­ чий раствор препарата «ТМ-Нафтакор», очищенная от нефтепродуктов порода.

Четвертая стадия — выгрузка (рис. 6.39, г). На этой стадии осуществляется удаление из аппарата нефтепродукта, который отправляют на утилиза­ цию. Из нижней части аппарата удаляют отмытую породу. Рабочий раствор после фильтрации и под­ питки может использоваться для отмывки следую­ щей партии грунта.

О тмы в с помощью специального состава

ООО «БЕСТА». Смесь грунта и нефтепродуктов непрерывно пропускается через дробилку, загру­ жается в емкость и подвергается гидродинамиче­ ской обработке высокоэффективным специальным составом с одновременным дальнейшим измель­ чением и перемешиванием при температуре окру­ жающей среды. В процессе обработки очищенный от нефтепродуктов грунт выгружается из емкости, а выделенная нефть концентрируется в верхнем слое жидкой фазы. Продолжительность процесса

отмывания иметь чистую обрабатываемую поверх­ ность, чистый грунт возвращать в оборот, жидкий УВ использовать по назначению, а раствор приме­ нять многократно. После отстоя происходит раз­ деление фаз: состав—жидкий УВ (в случае отмы­ вания резервуара); чистый грунт— состав— жидкий УВ (в случае отмывания грунтов).

Гидродинамическое разрушение. Данный спо­ соб применяют для разрушения стойких нефте­

П р и е м н о - т р а н с п о р т н ы й б л о к пред­ ставляет собой плавающую заборную установку, предназначенную для сбора, извлечения и перекачи­ вания нефтешламов из мест их хранения для даль­ нейшей утилизации или переработки (табл. 6.78).

Установка для извлечения и перекачивания нефтешламов состоит из плавающей рамы, вклю­ чающей в себя платформу, две съемные приставки, поплавки и настил. В центре рамы выполнено окно с откидным люком, в котором установлен насос­ ный агрегат НЖН-200 с возможностью поворота из вертикального в горизонтальное положение

спомощью поворотных запор и возвратнопоступательного перемещения с помощью лебедки

сручным приводом, смонтированной на раме. На валу насосного агрегата установлен разрыхлитель, выполненный в виде крыльчатки. По периметру насосного агрегата размещен паропровод, от кото­ рого в зону забора нефтешлама смонтированы перфорированные трубы. Трубы закреплены на платформе в шаровых опорах и имеют возмож­ ность регулировки глубины погружения и угла наклона. По поверхности нефтешлама установка может перемещаться с помощью троса, прикреп­ ленного к транспортному средству.

П р и е м н е ф т е ш л а м а осуществляется в гори­ зонтальную емкость объемом 50 м3 с теплоизоля­ ционным покрытием, которую оснащают пароспутником, патрубками ввода и вывода нефте­ шлама, патрубком для сброса воды, люком для зачистки аппарата от твердых отложений и пат­ рубком аварийного перелива емкости.

Н а с о с н ы й б л о к БН-1 предназначен для подачи промывного рабочего раствора и нефте­ шлама на блок контактирования и откачки выделен­ ной нефти. Блок выполнен в металлическом свар­ ном контейнере размерами 8000 х 24009 х 2100 мм. Поперечной перегородкой контейнер разделен на два отсека с независимыми входами с торцов. Больший из отсеков предназначен для размещения насосного оборудования:

•насоса подачи промывного рабочего, водного раствора композиции реагентов ЦНСНг-60 х 99;

•насоса подачи нефтешлама ЦНСН-13/105;

•насоса откачки нефти ЦНСН-13/70.

Р е а г е н т н ы й б л о к РБ предназначен для приготовления и дозирования композиции реаген­ тов на прием насоса подачи воды (рабочего рас­ твора). Блок выполнен в металлическом сварном

контейнере размерами 4000 х 2400 х 2100 мм, в кото­ ром размещены:

•емкость для приема реагента объемом 1,5 м3;

•насос дозировочный НД-25/40 (2 шт.).

Части оборудования блока соединены между собой трубопроводами с отсечной арматурой. Управление насосами осуществляется с кнопочных постов системы электрооборудования.

значен для гидродинамического контакта обраба­ тываемого сырья (нефтешлама) с промывным рас­ твором композиции реагентов, обеспечивающим при соответствующем режиме смещения разруше­ ние стойких нефтешламовых дисперсий и подго­ товку к их разделению. Контакт обрабатываемого сырья (нефтешлама) с промывным раствором осу­ ществляется за счет винтообразного движения по­ тока с обеспечением поперечньк струйных потоков.

В состав оборудования блока входят:

•3-ярусный трубчатый змеевик с вмонтиро­ ванными внутрь съемными винтообразными на­ садками;

•патрубок и запорная арматура на трубчатом змеевике для входа контактирующих продуктов;

•патрубки с запорной арматурой (3 шт.) для вывода контактирующих продуктов в зависимости от длины рабочих каналов;

•кожух с теплоизоляционным покрытием. Техническая характеристика блока контактиро­

вания представлена в табл. 6.79.

Емкость рабочего раствора предназначена для приготовления и дополнительного отстаивания

и вывода рабочего (промывного) раствора, пат­ рубком для ввода и вывода сточной воды и люком для зачистки аппарата от твердых отложений.

Б л о к р а з д е л е н и я БР-80/0,2 предназначен для разделения водоэмульсионной дисперсии, образующейся в блоке контактирования БК-65/1,0, в центробежном поле.

Блок разделения оснащен гидроциклоном длинномерным ГЦД-360, обеспечивающим разде­ ление водонефтяных эмульсий при расходе 80 м3/ч и рабочем давлении до 0,2 МПа.

Для приема и откачки сточной воды из техно­ логических емкостей и сальников насосов насос­ ного блока БН-1 и реагентного блока РБ служит специальная площадка

Вустановке предусмотрен местный контроль давления и температуры. На напорных участках трубопроводов насосов установлены манометры. Для контроля температуры в емкостях, снабженных змеевиками парового обогрева, предусмотрены термометры.

Всостав установки входит нестандартное и стан­ дартное оборудование отечественного производства.

Комплектация установки УПНШ-101,0 возможна

смаксимальным использованием стандартного обо­ рудования заказчика при условии соответствия техническим и технологическим требованиям процесса.

Композиция реагентов разработана на основе отечественных ПАВ и реагента деэмульгатора.

Техническая характеристика установки:

Процесс обработки промежуточных слоев и нефте­ содержащих дренажных стоков разрабатывается в каждом конкретном случае для объекта и осуще­ ствляется за счет обеспечения процесса обращения фаз, с использованием соответствующего нестан­ дартного оборудования и композиции реагентов.

Кроме того, вышеуказанный технологический прием может быть использован на установках предварительного сбора воды УПСВ в системе сбора на нефтяных месторождениях.

О тм ы в с помощью ультразвукового кавита­ ционного устройства. Установка для отмыва грунта от проливов нефти до остаточного содержа­ ния в грунте нефтепродуктов менее 0,1 % (рис. 6.40) имеет следующую техническую характеристику:

Особенности и преимущества установки:

•применение специального многоцелевого пре­ парата и ультразвуковых устройств позволяет про­ извести отмыв грунта от нефтепродуктов до допус­ тимых норм без его последующей биообработки;

•применение оригинальной центрифуги позво­ ляет исключить вторичное загрязнение нефтепро­ дуктами отделенного осадка в роторе и дополни­ тельно отмыть осадок в ней непосредственно перед выгрузкой его из ротора;

•применение сепаратора обеспечивает допол­ нительную очистку фугата из центрифуги от мел­ кого осадка, который в остальных известных уста­ новках накапливается в промывных водах и не выводится из процесса, а также позволяет отделить нефтепродукты от промывной жидкости и выдать их для дальнейшего использования;

•предлагаемая установка по своим техническим

итехнологическим показателям превосходит известные отечественные и зарубежные установки по отмыву грунтов от нефтепродуктов.

Принцип работы установки по удалению и релак­ сации нефтесодержащих отходов с применением ультразвукового кавитационного устройства (УЗКУ) основан на том, что часть кинетической энергии

струи водонефтяной эмульсии преобразуется в энергию акустических волн. Основные технические характеристики УЗКУ различных модификаций, производимых для промышленного применения, приведены в табл. 6.80.

В данной установке нефтешлам через систему встроенных паровиков нагревается до нужной тем­ пературы, после чего добавляется деэмульгатор (СНПХ-4410). Затем проводится 3-кратная обра­ ботка нефтешлама с помощью УЗКУ. Обработка ультразвуком способствует перемешиванию на моле­ кулярном уровне деэмульгатора и нефтешлама, что

для выделения воды и дальнейшего использования в качестве котельного топлива. В конце стадии обез­ воживания образуется нефтешлам с содержанием водяной фазы 10 %.

После отстоя нефтешлама в течение 36 ч для выделения воды его можно в дальнейшем исполь­ зовать в качестве товарной нефти. В конце стадии обезвоживания образуется нефтешлам с содержа­ нием водяной фазы до 1 %.

Обработка нефтешлама для получения топлива, пригодного для сжигания в топках котлов, включает следующие стадии:

•обезвоживание и очистка нефтешлама;

•3-кратная обработка обезвоженного нефтешлама

спомощью УЗКУ при давлении в нем 20 кг/см2 Обработка ультразвуком приводит к дроблению

нефтешлама на очень мелкие высокодисперсные частицы, что положительным образом сказывается на устойчивом горении факела и предотвращает выделение воды из нефтешлама при длительном хранении и транспортировке;

• получение устойчивой высокодисперсной эмульсии.

Таблица 6.80