Технология переработки нефтешламов

В основе проекта лежит технология переработки органических отходов промышленности (нефтяных шламов, отработанных масел и др.) в товарное топливо. 

Проблема утилизации и дальнейшее использование, т.е. сжигания, нефтешламов на сегодняшний день не освоена и стоит очень остро. 

Предлагается способ переработки нефтешламов путём использования центробежного оборудования и диспергирования нефтесодержащей жидкости (НСЖ), используя свойства естественных поверхностно-активных веществ (ПАВы), выявляя или добавляя их в НСЖ. 

Данное топливо может эффективно гореть как в топках ТЭЦ, так и в котельно-бытовых установках средней производительности. По эффективности такое топливо приближается к газовому. Испытания показали, что оптимальное количество воды в топливе должно быть около 18%. В этом случае наблюдается максимальное тепловыделение и минимальный выброс вредных веществ в атмосферу. 

Полный производственный цикл имеет следующий состав оборудования:

  • Участок забора сырья, находящийся непосредственно на прилегающей территории хранилища нефтешламов (амбара). Включает в себя: два трикантера (горизонтальная центрифуга), два сепаратора, передвижной генератор (в случае невозможности подключения к электричеству), оборудованные на специальном плоту приспособления для забора и передачи нефтешлама из мест его хранения в накопительную ёмкость.
  • Для удобства работы диспергатор, резервуарный парк, лаборатория контроля качества могут располагаться на другом производственном участке вблизи подъездных путей железной дороги. Производственные мощности предлагаемого комплекса рассчитываются из производительности используемого оборудования: трикантеров – горизонтальной центрифуги и сепараторов. Данное оборудование является основным при переработке нефтешламовых отходов и несёт в себе наибольшую финансовую нагрузку. Всё остальное оборудование подбирается от производительности основного и в случае необходимости может заменяться и масштабироваться. Производительность основного оборудования и соответственно экономическая целесообразность проекта зависят от характеристик используемого сырья (объём воды, объём и характер механических примесей, содержание углеводородов).

Основными направлениями использования инвестиций при реализации проекта являются:

  • предпроектные работы, корректировка проекта (строительная часть, привязка к местности, коммуникации, охраноприродные, пожарные мероприятия, исполнение требований технадзора);     
  • строительно-монтажные работы в соответствии с техническими условиями конкретного потребителя;           
  • приобретение стандартного и изготовление нестандартного оборудования для переработки нефтешламов;       
  • транспортировка, страхование оборудования;      
  • пусконаладочные работы, ввод оборудования в эксплуатацию;       
  • подготовка к производству;            
  • получение разрешительной документации.

Период строительства и ввода в промышленную эксплуатацию перерабатывающего комплекса составляет от 9 до 12 месяцев. Поскольку эффект, рассмотренный выше, может быть достигнут только при диспергировании воды до размера ее капель 0,15 микрона с помощью роторного аппарата физико-химических процессов (РАФ). И нами в своей деятельности применяются выпускаемые промышленностью диспергаторы (РАФ) со свойствами изложенными выше, то ООО «Пермская энерготехнологическая компания» проводит свою научно-конструкторскую работу в ещё одном направлении, как являющемся продолжением и улучшением существующего проекта, так и имеющем большое самостоятельное значение.

Технология «сухого крекинга»

Основным недостатком выбранного прототипа диспергатора является то, что достигаемая степень дисперсности (размер) микрокапель диспергируемой жидкости составляет 0,15-0,5 микрометра.

Из этого следует, что данный диспергатор позволяет готовить водно-топливные эмульсии, а также получать топливо из нефтешламов и нефтесодержащих жидкостей с разным уровнем загрязненности, плотности, вязкости, обводненности и т.д., но данный диспергатор не позволяет выделять из сырой нефти легкие фракции углеводородов (бензины).

Целью новой разработки является изготовление нанодиспергатора (гидроударного типа), который позволял бы получать обработанную нефть с размерами частиц (капель) – до 10 нанометров. Это, в свою очередь, позволит рвать молекулярные цепочки углеводородов на более короткие.

Таким образом, будет решена задача получения светлых нефтепродуктов как из нефтешлама, так из нефти в целом более энергоёмким и эффективным способом.

Возможность такого способа нанодиспергирования нами экспериментально проверена и дала положительные результаты.

В рамках настоящего проекта между ООО НПК «Альфа-Интех» и ООО «Пермская энерготехнологическая компания» заключён договор № 01-НД от 19.04.2009 г. на разработку, изготовление и испытания нанодиспергатора нефтепродуктов.

Целью настоящего договора является:

  • разработка конструкторской документации на оборудование нанодиспергатора, основанного на новых технических решениях и построенного на современной элементной базе, обеспечивающего эффективную, надежную и безопасную эксплуатацию;
  • разработка алгоритмического и программного обеспечения микропроцессорной системы управления, регулирования, защиты и диагностики нанодиспергатора;
  • изготовление опытного (испытательного) образца;
  • наладка и испытание в лабораторных условиях, проведение предварительных и приемочных испытаний на реальном продукте;
  • определение условий создания промышленного образца.

Закончен первый этап НИОКР - разработано и утверждено техническое задание на проект, согласованы требования по составу нанодиспергатора.

В структуру нанодиспергатора входят три модуля и система управления. 

07.08.2009 г. завершён второй этап НИОКР – разработана эскизно-конструкторская документация на нанодиспергатор (описание принципов нанодиспергирования; гидродинамические расчёты; конструкторско-технологические риски; выбор элементной базы; метрологическое обеспечение разработки; экономическая оценка реализации разработки; уточнённый план-график разработки; предварительные компоновки модулей), произведён подбор основного оборудования.

Последующие этапы:

  • Разработка рабочей конструкторской документации (КД).Модуль1, Модуль2.
  • Разработка схем электрических принципиальных.
  • Разработка программного обеспечения (ПО) системы управления нанодиспергатора.
  • Разработка КД на модуль3, пульт управления СУ нанодиспергатора.
  • Разработка инструкции (ИЭ) по эксплуатации нанодиспергатора.
  • Изготовление опытного образца нанодиспергатора, пуско-наладочные работы, отладка ПО, системы управления в целом.
  • Разработка гидродинамической модели нанодиспергатора.
  • Испытание опытного образца, корректировка КД, доработка, выпуск итогового отчета.

Созданная пилотная (опытно-испытательная) установка нанодиспергатора позволяет определить все необходимые и достаточные режимы для получения различных видов продукта при переработке нефтешламов и нефти. Это даёт возможность создать в дальнейшем уже промышленную установку с конкретными параметрами необходимыми заказчику.

Промышленная установка может быть создана с производительностью по входящему сырью (нефти) 100 л/час с выходом готового светлого нефтепродукта 90-98 процентов. Таким образом, это позволяет нам проектировать и устанавливать нефтеперерабатывающие комплексы производительностью до 50 000 тонн/год при этом стоимость такого комплекса может составлять от 100 до 300 млн. рублей (в зависимости от объёма инфраструктуры).

Кроме того с созданием такого комплекса решается вопрос эффективного способа подготовки нефти (обезвоживание, обессоливание и прочее).

Результатом всего проведённого этапа работ является создание завода по производству промышленных нанодиспергаторов с различной ассортиментной линейкой, в том числе и для химической промышленности. Эффективность и востребованность таких комплексов подтверждена расчётами и предварительными переговорами с потребителями.