авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

Комплексная утилизация нефтегазопромышленных отходов для обеспечения экологической безопасности и дополнительного извлечения минерального сырья

-- [ Страница 3 ] --

где Еисх, Екон – уровни исходного и конечного значений ХПК, мг О2/л, характеризующего степень загрязнения вод трудно окисляемыми видами органических и неорганических загрязнителей ; Д – доза коагулянта, мг/л.

Совершенство технологии очистки утилизируемой воды от взвешенных частиц (ВВ) изучалось на лабораторном стенде и полномасштабных промышленных образцах тонкослойных отстойников. Механизм тонкослойного распределения взвешенных частиц продемонстрирован на рисунке 4.

рисунок 4 – устройство тонкослойного динамического отстойника: 1 – корпус;

2 – наклонные пластины; 3 – направление движения потока; 4 – выход очищенной воды;

5 – частица взвеси; – направление всплытия (нефть) или оседания (мехпримеси) частиц между пластинами.

В результате исследований получены расчетные выражения для определения:

- диаметра частиц:;

-скорости «стесненного» осаждения (всплытия):;

- объема образующегося осадка:;

- длины отстойника: ;

где – начальная концентрация загрязнителя, Д– доза реагента, – время разделения, W-объемная производительность отстойника.

Эффективность очистки от взвесей составляет не менее 90%.

Применение устройства интенсификации очистки нефтесодержащих вод (УИН-6), представляющего собой горизонтальную цилиндрическую емкость с размещенными внутри нее поперечными решетками, к которым прикреплены пучки синтетических гидрофобных волокон, позволило увеличить средний объемно-геометрический радиус глобул нефти в 3,1 раза (с 11 до 34 мкм), при оптимальном гидродинамическом режиме (скорость потока 0,55 м/с, производительность отстойника 530 м3/ч), соответствующем паспортным требованиям по эксплуатации РВС.

Адсорбционная доочистка вод с целью удаления остатков растворенной нефти, поверхностно-активных веществ и ионов растворенного железа изучалась на активированных углях БАУ и АГ-3, природном цеолите, древесном угле и резиновой крошке. Изотермы адсорбции нефтепродуктов и АПАВ для всех типов сорбентов определяли экспериментально по методике ВНИИВОДГЕО. Адсорбция нефтепромысловых органических компонентов из водных растворов подчиняется уравнению Фрейндлиха:

, (3)

где У, Х – соответственно равновесные концентрации поглощаемого и поглощенного вещества; К, n – константы.

На основании проведенных исследований (таблица 1) получены эмпирические зависимости уравнения Фрейндлиха для всех исследованных сорбентов и характерных загрязнителей.

Цеолит, в отличие от исследованных сорбентов, обладает также сорбционной емкостью (5,6 мг/г) по отношению к ионам растворенного железа. Полученные результаты в работе представлены графически и в виде таблиц, что позволяет определить равновесные концентрации загрязняющих веществ при расчете массообменных аппаратов с выбранным сорбентом. Наиболее эффективными сорбентами являются активированный уголь марки АГ-3 и цеолит, горные выходы которого известны на территории Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.

Эмпирические зависимости уравнения Фрейндлиха

Таблица 1

Сорбент Сорбируемое вещество Опытная зависимость
АГ-3 нефтепродукты АПАВ Y=46Х1,2 Y=49Х0,5
БАУ нефтепродукты АПАВ Y=39,1Х1,3 Y=27,3Х0,6
Цеолит Нефтепродукты АПАВ железо Y=31,5Х0,14 Y=18Х0,24 Y=24Х0,38
Древесный уголь нефтепродукты АПАВ Y=20Х0,5 Y=17,7Х
Резиновая крошка нефтепродукты АПАВ Y=38,7Х1,12 Y=6,3Х0,3

Таким образом, для достижения нормируемого качества очистки нефтесодержащих вод и устранения негативных воздействий на объекты окружающей среды, в технологическую схему подготовки воды предлагается дополнительно включить: блок реагентной обработки водонефтяной эмульсии для снижения ее агрегативной устойчивости, тонкослойный отстойник для удаления грубодисперсных примесей, коалесцирующий фильтр для укрупнения размеров нефтяных частиц, адсорберы с загрузкой активированным углем и/или цеолитом, обеспечивающих тонкую доочистку утилизируемых вод от высокодисперсных частиц нефти, растворенных АПАВ и ионов железа.

В главе 4 представлена технология утилизации углеводородосодержащих отходов нефтегазодобычи методом ректификации. Углеводородсодержащие отходы, возникающие при добыче, сборе, хранении и транспорте сырьевой скважинной продукции, содержат в своем составе значительное количество природной нефти (1570%), парафинов (1050%), масел (1535%) и гудронов (до 10%), безвозвратно теряемых из баланса извлекаемого сырья в связи с технологическими несовершенствами упомянутых процессов. Между тем, существуют технологии для их превращения в товарные нефтепродукты, что повышает экологическую безопасность нефтегазодобывающих территорий и расширяет возможности дополнительного извлечения минерального сырья.

Проблема утилизации углеводородсодержащих отходов рассмотрена в настоящей работе на примере продуктов очистки действующих трубопроводов Вуктыльского газоконденсатного месторождения. В качестве основы предлагаемой технологии принимается метод разгонки углеводородсодержащих отходов на отдельные фракции с помощью малотоннажных установок с использованием ректификационных колонн. Для выбора технологии утилизации были отобраны пробы некондиционного конденсата из продувочной емкости ГРС-2 «Печора» (действующий конденсатопровод Вуктыл-З.Соплеск-Печора) в ноябре 2002г. (проба № 1) и в сентябре 2003г. (проба № 2). Результаты анализов состава этих проб приведены в таблице 2 и свидетельствуют о его стабильности во времени.

Состав некондиционного конденсата

Таблица 2

Продукт Пределы выкипания, °С Содержание, % масс.
Проба №1 Проба №2
Светлые дистилляты: нк-350 63 63
В том числе
бензиновые нк-180 9 12
керосиновые 180-240 23 12
дизельные 240-350 31 39
Темные (мазут): >350 37 37
В том числе:
вакуумный газойль 350-430 17 17
гудрон >430 20 20

Определены температурные пределы выкипания фракций, групповой углеводородный состав отходов конденсата с ГРС-2. Выполнен сравнительный спектральный анализ состава конденсатных некондиций, отобранных из дренажной емкости ГРС-2 «Печора», и добываемого конденсата на Печоро-Кожвинском и

Югидском месторождениях, который показал идентичность его состава. Поэтому, рассчитав установку по перегонке отходов конденсата из дренажной емкости, ее можно использовать и для переработки добываемого конденсата Печоро-Кожвинского и Югидского месторождений.

Важнейшими характеристиками углеводородных фракций, определяющими условия их разделения, являются энтальпии жидкой и паровой фаз, изобарные температурные кривые и равновесные кривые системы жидкость-пар при различных температурах переработки. Решение этой задачи индивидуально для состава конденсата каждого газоконденсатного месторождения. Расчет теплофизических свойств конденсата и равновесных кривых для разделения исходного сырья на две фракции (бензин – дизельное топливо и дизельное топливо – гудрон) выполнялся по методу Вильсона, а для разделения на четыре фракции (керосин – бензин, бензин – дизельное топливо, дизельное топливо вакуумный газойль, вакуумный газойль – гудрон) – по методу И.А. Александрова. Соответсвующие диаграммы равновесных кривых изображены на рисунках 5 и 6. На рисунках 7 и 8. представлены данные по фазовому равновесию пар-жидкость для выбранных фракций конденсата, равновесие паровой и жидкой фаз фракций Б-К, К-ДТ, ДТ-ВГ близки, что в дальнейшем упрощает расчет разделительной массообменной аппаратуры. Для системы ВГ-Г отмечается отличие в коэффициентах относительной летучести, поскольку в состав высококипящей жидкости (гудрон) входят высоко-молекулярные соединения (нафтены, парафины, смолы и т.д.). Равновесная кривая, полученная для простой перегонки конденсата при разделении его на светлые и темные фракции нефтепродуктов, практически совпадает с кривой ВГ-Г, что говорит о возможности применения метода Александрова для расчета равновесных концентраций как для тонкого, так для грубого разделения многокомпонентных смесей.

jpg" alt=" Диаграмма t - X – Y при разделении бинарной смеси методом ректификации -15">

Рисунок 5 - Диаграмма t - X – Y при разделении бинарной смеси методом ректификации

Рисунок 6 – Кривая равновесия фаз в координатах X – Y

В работе представлены расчеты насадочной ректификационной колонны для разделения конденсата на 2 фракции (бензин, дизельное топливо), а также тарельчатых ректификационных колонн для разделения исходного продукта на 4 фракции (бензин, керосин, дизельное топливо, вакуумный газойль); в кубовом остатке – гудрон.

Насадочные ректификационные колонны обеспечивают высокую поверхность контакта взаимодействующих фаз и применяются главным образом для малотоннажных производств. Для разделения некондиционного конденсата в объеме 27,4м3/сут рассчитана насадочная колонна, работающая в пленочном режиме, высота насадки составляет 8,9 м, диаметр колонны 0,6 м; сопротивление слоя насадки 7217 Па; флегмовое число R=1,95; удельная тепловая нагрузка для испарителя 17,34 кВт/м2. Производительность по ВКК (бензин) составляет 17,3 м3/сут., содержание основного продукта 90%.


  Зависимости t – X, Y: Обозначение фракций: •Б – бензиновая; К –-17

Рисунок 7 – Зависимости t – X, Y: Обозначение фракций: •Б – бензиновая; К – керосиновая; ДТ – дизельное топливо; ВГ – вакуумный газойль; Г – гудрон

Рисунок 8 – Зависимости X – Y: •бензин – керосин; керосин – дизельное топливо; дизельное топливо – вакуумный газойль; вакуумный газойль – гудрон;



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.