Введение к работе
Актуальность темы. Нефтяные шламы, образующиеся в процессе нефтегазодобычи, транспортировки нефти и нефтепродуктов, их переработки, являются опасными загрязнителями поверхностных и подземных вод, почвенного покрова и атмосферного воздуха. Количество нефтешламов постоянно увеличивается. Например, в Республике Башкортостан ежегодно образуется более 0,5 млн. тонн нефтесодержащих отходов и только около 30% их утилизируется, остальная часть направляется в накопители нефтяного шлама. Хранение нефтешлама в накопителях вызывает сложные экологические проблемы, в то же время его нефтяная часть является ценным органическим сырьем и ее комплексная переработка обеспечивает сохранение природных ресурсов.
В настоящее время известно много методов и технологий обезвоживания, переработки и обезвреживания нефтешламов. Необходимо отметить, что каждый из них, обладая определенными преимуществами, имеет и свои недостатки:
- существующие методы обезвоживания продолжительны по времени, требуют применения специальных средств (химические реактивы, деэмульгаторы), энерго- и материалозатратны;
- в реакторах термолиза происходит постоянный переброс сырья из-за обводненности нефтешлама, наблюдается образование коксового пирога на дне и стенках реакционных устройств, затрудняющее теплообмен, очистку реактора и выгрузку продуктов переработки и утилизации;
- используемые в настоящее время методы обезвреживания токсичных нефтяных шламов малоэффективны и трудоемки.
Вследствие этого разработка новой комплексной технологии, которая позволит обезвоживать, перерабатывать и обезвреживать нефтесодержащие отходы сложного состава и различного происхождения, является актуальной задачей.
Работа выполнена в рамках государственной научно-технической программы РБ «Инновационные технологии, используемые при проведении геологоразведочных работ, добыче, переработке полезных ископаемых в Республике Башкортостан» по теме «Разработка способа утилизации нефтешламов на основе электрогидравлического эффекта и изготовление пилотного устройства», 2010 г. и программы РФФИ по теме «Исследование динамики ударных волн при импульсном разряде в жидкости» № 222-12, 2012 г.
Целью работы является исследование и разработка комплексной установки переработки и обезвреживания нефтяного шлама различного происхождения. Для достижения данной цели решаются следующие задачи:
- исследование возможности применения электрогидравлического эффекта (ЭГЭ) для обезвоживания нефтяного шлама;
- разработка технологии переработки нефтяных шламов методом термолиза;
- разработка конструкции реактора термолиза нефтешламов;
- разработка состава сорбента для обезвреживания и утилизации токсичных нефтешламов и нефтемаслоотходов.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные исследования влияния импульсного разряда и возникающих при этом сопутствующих эффектов (гидроудары, электромагнитные излучения и кавитации) на нефтешламы.
Установлено, что в мягком режиме электроимпульсной обработки происходит процесс обезвоживания нефтешламов. В результате исследований предложена технология и разработана установка для обезвоживания нефтяных шламов с использованием электрогидравлических ударов.
Предложена технология переработки нефтяных шламов различного происхождения методом термолиза, позволяющая предотвратить закоксовывание реакционного устройства и технологического оборудования, что облегчит выгрузку твердых продуктов из реактора.
Разработана новая конструкция реактора термолиза нефтешламов с двумя перемешивающими устройствами, в которой обеспечивается равномерный нагрев реакционной смеси, вследствие чего отсутствует переброс реакционной массы и не происходит прогар дна и стенок реакционного устройства.
Предложен оптимальный состав доступного сорбента для эффективного обезвреживания и утилизации нефтешламов и нефтемаслоотходов.
Практическая ценность. Схема устройства для обезвоживания нефтешлама и соответствующая техническая документация приняты в ООО «НТЦ Салаватнефтеоргсинтез» для проектирования и реализации.
Исходные данные для проектирования реактора термолиза приняты для создания установки утилизации нефтяных отходов на предприятии OOO “БашНИПИнефть”. Результаты диссертационной работы используются при переработке нефтяного шлама на имеющихся шламонакопителях указанного предприятия.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
- Международной научно-практической конференции. «Нефтегазопереработка – 2009», Уфа, 2009 г.;
- III Российской конференции «Актуальные проблемы нефтехимии», Звенигород, 2009 г.;
- Всероссийской научной конференции «Экологические проблемы нефтедобычи», Уфа, 2010 г.;
- II Международной конференции молодых ученых «Актуальные проблемы науки и техники», Уфа, 2010 г.;
- XI Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности», Санкт - Петербург, 2011 г.;
- VI Всероссийской научно-практической конференции «Нефтепромысловая химия», Москва, 2011 г.;
- Международном экологическом форуме «Уралэкология – 2011», Уфа, 2011 г.;
- IV Научно-практической конференции «Промышленная безопасность на взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах. Технический надзор, диагностика и экспертиза», Уфа, 2012 г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 16 научных работ, в том числе 3 статьи, 3 патента и 10 материалов докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и изложена на 135 страницах, включает 14 таблиц, 47 рисунков.
Библиография содержит 174 источника.
