RU2606385C1

RU2606385C1 - Method for processing oil wastes

Info

Publication number: RU2606385C1
Application number: RU2015156814A
Authority: RU
Inventors: Владимир Арнольдович Винокуров; Валентин Ивлиевич Фролов; Сергей Викторович Лесин; Михаил Павлович Крестовников
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2017-01-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry; waste processing and recycling.

SUBSTANCE: present invention relates to a method of processing oil wastes containing water and mechanical impurities. Method comprises pre-activation of homogenised raw material with electromagnetic radiation with frequency 40.0–55.0 MHz, radiation power 0.2–0.6 kW for 1–8 hours, then activated material is heated in a single-flow vertical reactor in two stages, first stage is carried out at temperature of 110–120 °C with formation of steam-gas phase of first stage with its output from top of reactor, second stage is carried out at temperature of up to 375–400 °C with formation of steam-gas phase of second stage, coming from top of reactor, and solid residue with subsequent separation of steam-gas phases of first and second stages into water, liquid hydrocarbon phase and gas. Raw material is heated by means of high-frequency inductors with frequency of 8–20 kHz and power of 40–80 kW in presence of pre-heated steel balls fed into reactor cavity while ensuring their rotational motion in raw material under action of electromagnetic field, generated by inductors of low frequency 45–55 Hz and power of 6–10 kW, and inductors are arranged in series along reactor height with alternating low and high-frequency inductors, starting from low frequency inductor, located in upper part of reactor.

EFFECT: proposed method enables to obtain desired products with high output, as well as increase content of hydrogen in obtained hydrocarbon gas.

1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к способам переработки нефтяных отходов, в частности нефтешламов, с использованием волновых методов воздействия на сырье, и может быть использовано в нефтяной и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.The invention relates to methods for processing oil waste, in particular oil sludge, using wave methods for influencing raw materials, and can be used in the oil and oil refining industries.

Нефтяные отходы по составу чрезвычайно многообразны и представляют собой сложные системы, состоящие из нефтепродуктов, воды и механических примесей (песок, глина, ил). Соотношение этих компонентов колеблется в очень широких пределах. Органические вещества в среднем составляют от 10 до 56% мас., вода - 30-85% мас., твердые примеси - 1-46% мас. Для них характерна высокая вязкость, благодаря повышенному содержанию механических примесей и, самое главное, высокая агрегативная устойчивость шламов, обусловленная преимущественно повышенным содержанием асфальтенов, смол, парафинов и других высокомолекулярных компонентов.Oil wastes are extremely diverse in composition and are complex systems consisting of oil products, water and mechanical impurities (sand, clay, silt). The ratio of these components varies widely. Organic substances on average make up from 10 to 56% wt., Water - 30-85% wt., Solid impurities - 1-46% wt. They are characterized by high viscosity, due to the increased content of mechanical impurities and, most importantly, high aggregate stability of sludge, due mainly to the high content of asphaltenes, resins, paraffins and other high molecular weight components.

Переработка такого сырья до светлых нефтепродуктов возможна преимущественно с помощью термических методов, требующих большой энергии для активации сырья. Термические методы переработки нефтяных отходов зависят от способа нагрева сырья, предполагающего длительный межремонтный период работы оборудования. Наиболее распространен способ нагрева таких видов сырья в трубчатых печах либо в кубах с обогревом топочными газами от сжигания органического топлива. Нагрев сырья в трубчатых печах сопряжен с интенсивным коксоотложением и требует удаления кокса с внутренних стенок змеевика трубчатой печи. Нагрев в кубах требует больших затрат органического топлива и трудно поддается автоматизации.The processing of such raw materials to light petroleum products is possible mainly using thermal methods that require high energy to activate the raw material. Thermal methods for processing oil waste depend on the method of heating the raw materials, which involves a long overhaul period of equipment operation. The most common method of heating these types of raw materials in tube furnaces or in cubes with heating by flue gases from burning fossil fuels. The heating of raw materials in tube furnaces is associated with intense coke deposition and requires the removal of coke from the inner walls of the coil of the tube furnace. Heating in cubes requires a large amount of fossil fuels and is difficult to automate.

Известны различные методы переработки нефтесодержащих отходов, такие как диспергирование, флотация, деэмульгирование, деструкция, стерилизация, экстракция и другие химические и механические способы, используемые в зависимости от решаемой задачи.There are various methods of processing oily waste, such as dispersion, flotation, demulsification, destruction, sterilization, extraction and other chemical and mechanical methods used depending on the task.

Известен способ переработки нефтеотходов (RU 2156750, 2000), включающий предварительное их обезвоживание с последующей термической обработкой при температуре 300-400°С во вращающемся трубчатом смесителе путем контактирования обезвоженного сырья с нагретым в барабанных печах до температуры 300-400°С щебнем или гравием, предварительно нагретым во вращающейся барабанной печи в массовом соотношении 1:2 или 1:3. Для поддержания температуры термообработки во вращающемся смесителе в заданных пределах в него на выход вращающегося смесителя подают дымовые газы с печей нагрева щебня или гравия. Основным недостатком способа являются большие энергозатраты на термическую обработку нефтешлама и щебня (гравия), а также незначительные выходы дистиллятных фракций.A known method of processing oil waste (RU 2156750, 2000), including their preliminary dehydration, followed by heat treatment at a temperature of 300-400 ° C in a rotary tube mixer by contacting the dehydrated raw materials with crushed stone or gravel heated in drum furnaces to a temperature of 300-400 ° C, preheated in a rotary drum furnace in a mass ratio of 1: 2 or 1: 3. To maintain the heat treatment temperature in the rotary mixer within the specified limits, flue gases from crushed stone or gravel heating furnaces are fed to it at the output of the rotary mixer. The main disadvantage of this method is the high energy consumption for the thermal treatment of oil sludge and crushed stone (gravel), as well as insignificant yields of distillate fractions.

Известен способ переработки нефтяных шламов, в котором шламы переводят сначала в вязкотекучее состояние. Затем проводят нагрев в один или несколько этапов со скоростью 1,25-20,0 град./мин при режиме от температуры окружающей среды до 700°С. При этом выделяют соответствующие фракции, которые модифицируют, причем модифицирование осуществляют на любом этапе нагрева. Модифицированные фракции используют в качестве добавок при получении конструкционных материалов, в частности пластмасс. В качестве модификатора используют двухатомный фенол, аминное соединение, продукты пиролиза твердых горючих ископаемых и т.д. (RU 2193578, 2000). Преимуществом этого метода является возможность получения модифицированных добавок для широкого ассортимента продукции. К недостаткам относятся высокая температура процесса, большая длительность процесса, значительные энергозатраты на его осуществление, а также то, что способ позволяет очистить шлам от углеводородных фракций, остальные же примеси остаются, следовательно, эта технология не является безотходной.A known method of processing oil sludge, in which the sludge is first converted into a viscous flow state. Then, heating is carried out in one or several stages with a speed of 1.25-20.0 deg./min with a mode from ambient temperature to 700 ° C. In this case, the corresponding fractions are isolated that modify, and the modification is carried out at any stage of heating. Modified fractions are used as additives in the preparation of structural materials, in particular plastics. A diatomic phenol, an amine compound, pyrolysis products of solid fossil fuels, etc. are used as a modifier. (RU 2193578, 2000). The advantage of this method is the possibility of obtaining modified additives for a wide range of products. The disadvantages include the high temperature of the process, the long duration of the process, significant energy consumption for its implementation, as well as the fact that the method allows you to clean the sludge from hydrocarbon fractions, the remaining impurities remain, therefore, this technology is not waste-free.

Известен способ (SU 17477400, 1992), включающий предварительное обезвоживание нефтешлама методом капиллярного отсоса волокнистым материалом до влажности 60-70% с последующим высушиванием остатка в барабанных печах при 300-400°С с добавлением гравия или щебня в массовом соотношении от 1:2 до 1:3. В результате получают "черный" щебень - строительный материал с гидрофобным покрытием, масляный конденсат и очищенную воду. Недостатком данного способа переработки нефтешламов является образование в процессе пиролиза большого объема парогазовой фазы, образование которой требует высоких температур и большой длительности процесса. Такой длительный процесс необходим для получения на щебне органической пленки с высокой адгезией и высокой температурой размягчения, что необходимо для получения дорожного гидрофобного щебня. Пиролиз нефтешлама приводит к частичной термодеструкции углеводородов, однако приводится только выход масла (5-10% мас. на обезвоженный нефтешлам). Недостатком способа являются незначительные выходы дистиллятных фракций.The known method (SU 17477400, 1992), including preliminary dewatering of oil sludge by capillary suction by fibrous material to a moisture content of 60-70%, followed by drying of the residue in drum furnaces at 300-400 ° C with the addition of gravel or crushed stone in a mass ratio of from 1: 2 to 1: 3. The result is a “black” crushed stone - a building material with a hydrophobic coating, oil condensate and purified water. The disadvantage of this method of processing oil sludge is the formation in the process of pyrolysis of a large volume of gas-vapor phase, the formation of which requires high temperatures and a long process. Such a lengthy process is necessary to obtain an organic film with high adhesion and high softening temperature on crushed stone, which is necessary to obtain road hydrophobic crushed stone. Pyrolysis of oil sludge leads to partial thermal degradation of hydrocarbons, however, only the oil yield is given (5-10% by weight for dehydrated oil sludge). The disadvantage of this method is the insignificant yields of distillate fractions.

Известен способ переработки нефтяных отходов, включающий процесс жидкофазного термолиза обезвоженных нефтеэмульсионных нефтешламов, донных нефтешламов и нефтяных отходов с высоким содержанием механических примесей (Десяткин А.А. Разработка технологии утилизации нефтяных шламов. Кандидатская диссертация, Уфа, 2004). Для разрушения эмульсий, стабилизированных механическими примесями, применяют композиционные деэмульгаторы, в составе которых наряду с неионогенными деэмульгаторами используют полиэлектролиты, которые взаимодействуют с механическими примесями (объединяя их в крупные агрегаты и облегчая тем самым их удаление из нефтяной эмульсии), реагенты-деэмульгаторы, представляющие собой отходы древесины - подготовленные опилки. Процесс проводят на лабораторной установке при атмосферном давлении и постепенном нагреве до 550°С. Выходы термолизного дистиллята - 14-35% мас., газа - 4,4-5,8% мас., твердого остатка - 11,7-14,6% мас., водного конденсата - 45,7-67,1% мас. в зависимости от типа сырья. Недостатки указанного способа заключаются в использовании композиционных деэмульгаторов, определенное количество которых остается в сырье термолиза, а также высокая температура процесса.A known method of processing oil waste, including the process of liquid phase thermolysis of dehydrated oil emulsion sludge, bottom oil sludge and oil waste with a high content of mechanical impurities (Desyatkin AA Development of technology for the utilization of oil sludge. Candidate dissertation, Ufa, 2004). To destroy emulsions stabilized by mechanical impurities, composite demulsifiers are used, in which, along with nonionic demulsifiers, polyelectrolytes are used that interact with mechanical impurities (combining them into large aggregates and thereby facilitating their removal from the oil emulsion), demulsifiers, which are wood waste - prepared sawdust. The process is carried out in a laboratory setup at atmospheric pressure and gradual heating to 550 ° C. The yields of thermolysis distillate are 14-35% wt., Gas - 4.4-5.8% wt., Solid residue - 11.7-14.6% wt., Water condensate - 45.7-67.1% wt. . depending on the type of raw material. The disadvantages of this method are the use of composite demulsifiers, a certain amount of which remains in the raw materials of thermolysis, as well as the high temperature of the process.

Более близким к изобретению является способ переработки нефтяных отходов, в частности нефтешлама, путем деструкции органических соединений, включающий одновременное или последовательное воздействие на деструктурируемое сырье волновыми электромагнитными и акустическими полями с энергией и частотами, соответствующими резонансным частотам с последующим температурным воздействием в пределах атмосферной перегонки (RU 2246525, 2005). В качестве деструктурируемого сырья используют обводненные отработанные моторные масла, сверхвысоковязкие пластичнообразные нефтешламы. Известный способ переработки предусматривает предварительную гомогенизацию обводненного сырья и получение эмульсий типа "вода в масле" с помощью генератора ультразвуковых колебаний роторного типа мощностью 0,8 кВт и дальнейшую термическую переработку эмульсии с использованием генератора электромагнитного излучения, который позволяет варьировать параметры волнового поля в пределах частот 1-10⁴ Гц и интенсивности 1-10⁴ МВт/м². Термокрекинг сырья осуществляют в трубчатой печи при температуре до 400°С. Выход дистиллятных фракций составляет 40-80% в зависимости от типа сырья, газа - до 7% и кубового остатка - до 6-8% (от углеводородной составляющей шлама). Однако указанный способ невозможно использовать при переработке нефтяных отходов с содержанием мехпримесей более 1%, воды более 7 мас. %, т.к. это предельное содержание воды, которое можно эмульгировать в нефтяных остатках с помощью ультразвука. Переработка таким способом нефтяных остатков с большим количеством воды и механических примесей не представляется возможной и ведет к необходимости наличия предварительной стадии их удаления. К недостаткам способа относятся недостаточно высокий выход светлых нефтепродуктов, высокое коксообразование, приводящее к высокой степени закоксованности трубчатой печи, что способствует быстрому выходу ее из строя.Closer to the invention is a method of processing oil waste, in particular oil sludge, by the destruction of organic compounds, including simultaneous or sequential exposure of the raw materials to be degraded by electromagnetic wave and acoustic fields with energy and frequencies corresponding to resonant frequencies followed by temperature exposure within atmospheric distillation (RU 2246525, 2005). As destructible raw materials use irrigated used motor oils, ultrahigh-viscosity plastic-like oil sludge. The known processing method provides for the preliminary homogenization of irrigated raw materials and the production of water-in-oil emulsions using a rotor-type ultrasonic vibration generator with a power of 0.8 kW and further thermal processing of the emulsion using an electromagnetic radiation generator that allows you to vary the wave field parameters within the frequency range 1 -10 ⁴ Hz and intensities 1-10 ⁴ MW / m ² . Thermocracking of raw materials is carried out in a tube furnace at temperatures up to 400 ° C. The yield of distillate fractions is 40-80%, depending on the type of raw materials, gas - up to 7% and bottoms - up to 6-8% (from the hydrocarbon component of the sludge). However, this method cannot be used in the processing of oil waste with a solids content of more than 1%, water more than 7 wt. % since this is the ultimate water content that can be emulsified in oil residues using ultrasound. Processing in this way of oil residues with a large amount of water and mechanical impurities is not possible and leads to the need for a preliminary stage of their removal. The disadvantages of the method include insufficiently high yield of light petroleum products, high coke formation, leading to a high degree of coking of the tube furnace, which contributes to its rapid failure.

Задачей описываемого изобретения является повышение эффективности способа переработки нефтяных отходов.The objective of the described invention is to increase the efficiency of the method of processing oil waste.

Поставленная задача достигается описываемым способом переработки нефтяных отходов, содержащих воду и механические примеси, заключающимся в том, что предварительно проводят активацию гомогенизированного исходного сырья электромагнитным излучением с частотой 40,0-55,0 МГц, мощностью излучения 0,2-0,6 кВт в течение 1-8 часов, затем активированное сырье подвергают нагреву в однопоточном вертикальном реакторе, в две стадии, первую стадию осуществляют при температуре 110-120°С с образованием парогазовой фазы первой стадии с выводом ее с верха реактора, вторую стадию осуществляют при температуре до 375-400°С с образованием парогазовой фазы второй стадии, выводимой с верха реактора и твердого остатка с последующим разделением парогазовых фаз первой и второй стадий на водную, жидкую углеводородную фазы и газ, причем нагрев сырья осуществляют с помощью индукторов высокой частоты 8-20 кГц и мощностью 40-80 кВт в присутствии подаваемых в полость реактора предварительно нагретых стальных шаров с обеспечением их вращательного движения в потоке сырья под воздействием электромагнитного поля, генерируемого индукторами низкой частоты 45-55 Гц и мощностью 6-10 кВт, при этом индукторы размещены последовательно по высоте реактора с чередованием индукторов низкой и высокой частот, начиная с индуктора низкой частоты, размещенного в области верхней части реактора.The problem is achieved by the described method of processing oil waste containing water and mechanical impurities, which consists in the fact that the homogenized feedstock is preliminarily activated by electromagnetic radiation with a frequency of 40.0-55.0 MHz, and a radiation power of 0.2-0.6 kW for 1-8 hours, then the activated feed is subjected to heating in a single-flow vertical reactor, in two stages, the first stage is carried out at a temperature of 110-120 ° C with the formation of the vapor-gas phase of the first stage with its conclusion from the top of the reactor a, the second stage is carried out at a temperature of up to 375-400 ° C with the formation of the vapor-gas phase of the second stage, which is removed from the top of the reactor and the solid residue, followed by separation of the gas-vapor phases of the first and second stages into an aqueous, liquid hydrocarbon phase and gas, and the raw materials are heated using high-frequency inductors of 8–20 kHz and a power of 40–80 kW in the presence of preheated steel balls supplied to the reactor cavity, ensuring their rotational motion in the feed stream under the influence of an electromagnetic field, generated by low frequency inductors of 45-55 Hz and a power of 6-10 kW, while the inductors are arranged sequentially along the height of the reactor with alternating low and high frequency inductors, starting with the low frequency inductor located in the region of the upper part of the reactor.

Технический результат заключается в интенсификации процессов испарения и термического крекинга, следствием чего является повышение выхода целевых продуктов, снижение газообразования и коксообразования, образование углеводородного газа с высоким содержанием водорода.The technical result consists in the intensification of the processes of evaporation and thermal cracking, resulting in an increase in the yield of the target products, a decrease in gas formation and coke formation, the formation of a hydrocarbon gas with a high hydrogen content.

Описываемый способ проводят следующим образом.The described method is carried out as follows.

В качестве сырья возможно использование донных нефтешламов (ДНШ) с содержанием нефтепродукта (16-30% мас.), минеральных примесей (6-12% мас.), воды (60-70% мас.), сбросов при подготовке нефти, при зачистке резервуаров, сбросов нефтесодержащих промывочных жидкостей, используемых при производстве буровых работ, сбросов при испытании и капитальном ремонте скважин, при аварийных разливах, сливных нефтяных остатков с ж/д цистерн, морских и речных судов, кислых гудронов.As a raw material, it is possible to use bottom oil sludge (DSH) with a content of oil product (16-30% wt.), Mineral impurities (6-12% wt.), Water (60-70% wt.), Discharges during oil preparation, during stripping reservoirs, discharges of oil-containing flushing liquids used in drilling operations, discharges during testing and overhaul of wells, during emergency spills, oil drainage residues from railway tanks, sea and river vessels, acid tars.

Исходное сырье гомогенизируют с помощью, например, пластинчатого (шиберного) сырьевого насоса для исключения выпадения механических примесей и расслоения. Затем предварительно проводят активацию гомогенизированного исходного сырья электромагнитным излучением с частотой 40,0-55,0 МГц, мощностью излучения 0,2-0,6 кВт в течение 1-8 часов. Дальнейшую переработку проводят в однопоточном вертикальном реакторе, по высоте которого снаружи размещены индукторы низкой частоты 45-55 Гц, мощностью 6-10 кВт и индукторы высокой частоты 8-20кГц, мощностью 40-80 кВт. При этом индукторы размещены по высоте реактора последовательно с чередованием индукторов низкой и высокой частот, начиная с индуктора низкой частоты с верха реактора. Количество индукторов низкой частоты может составлять, например, 4 шт., количество индукторов высокой частоты, например, 3 шт.The feedstock is homogenized using, for example, a plate (slide) feed pump to prevent precipitation and separation. Then, the homogenized feedstock is preliminarily activated by electromagnetic radiation with a frequency of 40.0-55.0 MHz and a radiation power of 0.2-0.6 kW for 1-8 hours. Further processing is carried out in a single-threaded vertical reactor, the height of which is located outside the low frequency inductors 45-55 Hz, power 6-10 kW and high frequency inductors 8-20 kHz, power 40-80 kW. In this case, the inductors are placed along the height of the reactor in series with the alternation of low and high frequency inductors, starting with the low frequency inductor from the top of the reactor. The number of low frequency inductors may be, for example, 4 pcs., The number of high frequency inductors, for example, 3 pcs.

Исходное активированное сырье подают в верхнюю часть реактора. Одновременно в реактор загружают предварительно нагретые (например, до 100-120°С) стальные шары предпочтительно диаметром 50-75 мм. Под воздействием электромагнитного поля, генерируемого индуктором низкой частоты 45-55 Гц, мощностью 6-10 кВт нагретые стальные шары верхней части реактора начинают вращаться, оказывая интенсивное перемешивание сырья в горизонтальной плоскости полости реактора. Таким образом осуществляется первая стадия нагрева активированного сырья при температуре 110-120°С, в результате чего происходит интенсивное испарение воды, а также азеотропной смеси воды с бензином с образованием парогазовой фазы. Указанную фазу отводят с верха реактора.Initial activated feed is fed to the top of the reactor. At the same time, preheated (for example, up to 100-120 ° C) steel balls, preferably with a diameter of 50-75 mm, are loaded into the reactor. Under the influence of an electromagnetic field generated by a low-frequency inductor of 45-55 Hz, with a power of 6-10 kW, the heated steel balls of the upper part of the reactor begin to rotate, providing intensive mixing of the raw materials in the horizontal plane of the reactor cavity. Thus, the first stage of heating the activated raw material at a temperature of 110-120 ° C is carried out, as a result of which intense evaporation of water, as well as an azeotropic mixture of water with gasoline occurs with the formation of a vapor-gas phase. The indicated phase is withdrawn from the top of the reactor.

После первой стадии нагрева обезвоженный нефтешлам после отделения от него парогазовой фазы вместе со стальными шарами поступают в дальнейшую высокотемпературную зону реактора и движутся в вертикальной плоскости вниз, где под воздействием электромагнитного поля, генерируемого поочередно индукторами высокой частоты и индукторами низкой частоты, происходит соответственно постепенный дальнейший нагрев обезвоженного сырья со стальными шарами и дальнейшее перемешивание обезвоженного шлама и стальных шаров. На данной стадии в высокотемпературной зоне реактора осуществляется непосредственно процесс крекинга. Процесс крекинга проводят до температуры 375-400°С в течение 3-7 часов. Предельное время пребывания в реакторе определяется длиной реактора и скоростью движения реакционной массы. В результате крекинга образующаяся парогазовая смесь углеводородов поднимается в верхнюю часть реактора и выводится с его верха. Отводимые с верха реактора парогазовую смесь первой стадии и парогазовую смесь второй стадии подвергают охлаждению и разделению. При разделении получают водную фазу, жидкую углеводородную фракция и газ.After the first stage of heating, the dehydrated oil sludge after separation of the vapor-gas phase together with steel balls enters the further high-temperature zone of the reactor and moves downward in the vertical plane, where, under the influence of an electromagnetic field generated alternately by high-frequency inductors and low-frequency inductors, a gradual further heating occurs dehydrated raw materials with steel balls and further mixing of dehydrated sludge and steel balls. At this stage, the cracking process is carried out directly in the high-temperature zone of the reactor. The cracking process is carried out to a temperature of 375-400 ° C for 3-7 hours. The maximum residence time in the reactor is determined by the length of the reactor and the speed of the reaction mass. As a result of cracking, the resulting vapor-gas mixture of hydrocarbons rises to the upper part of the reactor and is discharged from its top. The vapor-gas mixture of the first stage and the gas-vapor mixture of the second stage removed from the top of the reactor are subjected to cooling and separation. Upon separation, an aqueous phase, a liquid hydrocarbon fraction and a gas are obtained.

С низа реактора отводят твердый остаток крекинга и стальные шары. Последние подвергают отпарке. Полученные при отпарке стальные шары, нагретые до температуры, например, 100-120°С, направляют на смешение с исходным сырьем, подаваемым в реактор. Твердый остаток, представляющий из себя механические примеси и кокс, может быть использован в дорожном строительстве, в том числе для отсыпных работ.Solid cracking residue and steel balls are removed from the bottom of the reactor. The latter is subjected to steaming. The steel balls obtained by steaming, heated to a temperature of, for example, 100-120 ° C, are sent for mixing with the feedstock fed to the reactor. The solid residue, which is a mechanical impurity and coke, can be used in road construction, including for dumping work.

Способ иллюстрируется примерами, не ограничивающими его использование.The method is illustrated by examples, not limiting its use.

Пример 1Example 1

5 кг донного нефтешлама, состава: вода - 69% мас., углеводороды - 20,1% мас., механические примеси - 10,9% мас. подвергают гомогенизации. Далее предварительно проводят активацию гомогенизированного исходного сырья электромагнитным излучением с частотой 49,5 МГц, мощностью излучения 0,6 кВт в течение 4 часов. Исходное активированное сырье подают в верхнюю часть однопоточного вертикального реактора. По высоте реактора размещены индукторы низкой частоты 45-55 Гц, мощностью 6-10 кВт и индукторы высокой частоты 8-20 кГц, мощностью 40-80 кВт. При этом индукторы размещены по высоте реактора последовательно с чередованием индукторов низкой и высокой частот, начиная с индуктора низкой частоты, размещенного в области верхней части реактора. Количество индукторов низкой частоты составляет 4 шт., количество индукторов высокой частоты - 3 шт. Одновременно в реактор загружают предварительно нагретые до 110°С стальные шары диаметром 60 мм. Под воздействием электромагнитного поля, генерируемого индуктором низкой частоты 50 Гц, мощностью 7 кВт нагретые стальные шары в верхней части реактора начинают вращаться. Происходит интенсивное перемешивание сырья в горизонтальной плоскости полости реактора. Таким образом осуществляется первая стадия нагрева активированного сырья при температуре 110°С. При этом происходит интенсивное испарение воды, а также азеотропной смеси воды с бензином с образованием парогазовой фазы первой стадии. Указанную фазу отводят с верха реактора.5 kg of bottom sludge, composition: water - 69% wt., Hydrocarbons - 20.1% wt., Mechanical impurities - 10.9% wt. subjected to homogenization. Next, the homogenized feedstock is preliminarily activated by electromagnetic radiation with a frequency of 49.5 MHz and a radiation power of 0.6 kW for 4 hours. Initial activated feed is fed to the top of a single-threaded vertical reactor. The height of the reactor placed inductors of low frequency 45-55 Hz, power 6-10 kW and high frequency inductors 8-20 kHz, power 40-80 kW. In this case, the inductors are placed along the height of the reactor in series with the alternation of low and high frequency inductors, starting with a low frequency inductor located in the region of the upper part of the reactor. The number of low frequency inductors is 4 pcs., The number of high frequency inductors is 3 pcs. At the same time, steel balls 60 mm in diameter, preheated to 110 ° C, are loaded into the reactor. Under the influence of an electromagnetic field generated by a low-frequency inductor of 50 Hz, with a power of 7 kW, heated steel balls in the upper part of the reactor begin to rotate. Intensive mixing of the feedstock occurs in the horizontal plane of the reactor cavity. Thus, the first stage of heating the activated raw material at a temperature of 110 ° C is carried out. In this case, intense evaporation of water, as well as an azeotropic mixture of water with gasoline, occurs with the formation of the vapor-gas phase of the first stage. The indicated phase is withdrawn from the top of the reactor.

После первой стадии нагрева обезвоженный нефтешлам со стальными шарами поступают в дальнейшую высокотемпературную зону реактора и движутся в вертикальной плоскости вниз, где под воздействием электромагнитного поля, генерируемого поочередно индукторами высокой частоты и индукторами низкой частоты, происходит соответственно постепенный дальнейший нагрев обезвоженного сырья со стальными шарами и дальнейшее перемешивание обезвоженного шлама и стальных шаров. На данной второй стадии в высокотемпературной зоне реактора осуществляется непосредственно процесс крекинга. Процесс крекинга проводят при температуре 375-400°С в течение 5 часов. В результате крекинга образующаяся парогазовая смесь углеводородов второй стадии поднимается в верхнюю часть реактора и выводится с его верха. Отводимые с верха реактора парогазовую смесь первой стадии и парогазовую смесь второй стадии подвергают охлаждению и разделению. При разделении получают водную фазу, жидкую углеводородную фракцию и газ. С низа реактора отводят твердый остаток крекинга и стальные шары. Последние подвергают отпарке. Полученные при отпарке стальные шары, нагретые до температуры 110°С, направляют на смешение с исходным сырьем, подаваемым в реактор. Твердый остаток - механические примеси и кокс используют в дорожном строительстве.After the first stage of heating, the dehydrated oil sludge with steel balls enters the further high-temperature zone of the reactor and moves downward in a vertical plane, where under the influence of an electromagnetic field generated alternately by high frequency inductors and low frequency inductors, respectively, a gradual further heating of the dehydrated raw material with steel balls and further mixing dehydrated sludge and steel balls. At this second stage, the cracking process is carried out directly in the high temperature zone of the reactor. The cracking process is carried out at a temperature of 375-400 ° C for 5 hours. As a result of cracking, the resulting vapor-gas mixture of the second stage hydrocarbons rises to the upper part of the reactor and is discharged from its top. The vapor-gas mixture of the first stage and the gas-vapor mixture of the second stage removed from the top of the reactor are subjected to cooling and separation. Upon separation, an aqueous phase, a liquid hydrocarbon fraction and a gas are obtained. Solid cracking residue and steel balls are removed from the bottom of the reactor. The latter is subjected to steaming. The steel balls obtained by steaming, heated to a temperature of 110 ° C, are sent for mixing with the feedstock fed to the reactor. Solid residue - mechanical impurities and coke are used in road construction.

Выход широкой газойлевой фракции (90-360°С) в расчете на исходный ДНШ составляет 24,3% мас. или 82,4% мас. от углеводородной составляющей ДНШ, углеводородного газа, соответственно 2% мас. или 6% мас. (содержание водорода 28% об.), кокса, соответственно 4% мас. или 13,2% мас. По известному способу выход дистиллята в расчете от углеводородной составляющей составляет 74,5% мас., углеводородного газа 4,5% мас. (содержание водорода 12% об.), кокса 21% мас.The yield of a wide gas oil fraction (90-360 ° C), calculated on the basis of the initial DNS, is 24.3% wt. or 82.4% wt. from the hydrocarbon component of DNS, hydrocarbon gas, respectively 2% wt. or 6% wt. (hydrogen content 28% vol.), coke, respectively 4% wt. or 13.2% wt. According to the known method, the yield of distillate in the calculation of the hydrocarbon component is 74.5% wt., Hydrocarbon gas 4.5% wt. (hydrogen content 12% vol.), coke 21% wt.

Из приведенных данных следует, что использование предварительной электромагнитной активации нефтеотхода и использование в качестве теплоносителя - стальных шаров, которые интенсифицируют процессы испарения и термического крекинга жидких сред, позволяет значительно увеличить выход продуктов крекинга на 8% мас., снизить коксообразование на 7,8% мас. и газообразование на 1,5% мас. по сравнению с известным способом. При этом в углеводородном газе увеличивается содержание водорода на 16% об. по сравнению с известным способом.From the above data it follows that the use of preliminary electromagnetic activation of oil waste and the use of steel balls as the heat carrier, which intensify the processes of evaporation and thermal cracking of liquid media, can significantly increase the yield of cracking products by 8% wt., Reduce coke formation by 7.8% wt. . and gas production of 1.5% wt. in comparison with the known method. At the same time, the hydrogen content in the hydrocarbon gas increases by 16% vol. in comparison with the known method.

Таким образом, описываемый способ переработки нефтяных отходов позволяет: повысить выход целевых дистиллятных фракций за счет использования предварительной волновой обработки сырья и эффективного теплоносителя - стальных шаров, на поверхности которых более эффективно протекают процессы испарения жидких сред и термический крекинг перерабатываемого сырья; снизить газообразование и коксообразование; получать углеводородный газ с высоким содержанием водорода (более 20% об.), что, в свою очередь позволяет получать высококалорийный топливный газ. Описываемый способ позволяет также исключить стадию предварительного отделения воды и механических примесей от сырья, исключить ультразвуковую обработку сырья, перерабатывать нефтяные отходы с высоким содержанием воды и механических примесей за счет использования однопоточного реактора с высокочастотными индукторами обогрева и низкочастотными индукторами для перемешивания реакционной массы и эффективного теплоносителя - стальных шаров, использовать выделяемые механические примеси и кокс в дорожном строительстве, в том числе для отсыпных работ, что делает описываемый способ переработки безотходным и экологически безопасным.Thus, the described method of processing oil waste allows you to: increase the yield of target distillate fractions through the use of preliminary wave processing of raw materials and an effective coolant - steel balls, on the surface of which processes of evaporation of liquid media and thermal cracking of processed raw materials are more efficient; reduce gas and coke formation; receive hydrocarbon gas with a high hydrogen content (more than 20% vol.), which, in turn, allows you to get high-calorie fuel gas. The described method also allows to exclude the stage of preliminary separation of water and mechanical impurities from raw materials, to exclude ultrasonic processing of raw materials, to process oil waste with a high content of water and mechanical impurities through the use of a single-threaded reactor with high-frequency heating inductors and low-frequency inductors for mixing the reaction mass and an effective heat carrier - steel balls, use emitted solids and coke in road construction, including for dumping works, which makes the described method of processing waste-free and environmentally friendly.

Claims

A method of processing oil waste containing water and solids, which is that they preliminarily activate the homogenized feedstock by electromagnetic radiation with a frequency of 40.0-55.0 MHz, a radiation power of 0.2-0.6 kW for 1-8 hours, then the activated feed is subjected to heating in a single-flow vertical reactor in two stages, the first stage is carried out at a temperature of 110-120 ° C with the formation of the vapor-gas phase of the first stage with its conclusion from the top of the reactor, the second stage is carried out at a temperature of 375-400 ° C with the formation of the second-phase vapor-gas phase discharged from the top of the reactor and the solid residue, followed by the separation of the first-second and vapor-gas phases into the aqueous, liquid hydrocarbon phases and gas, and the raw materials are heated using high-frequency inductors 8-20 kHz and a power of 40-80 kW in the presence of preheated steel balls supplied to the reactor cavity to ensure their rotational motion in the feed stream under the influence of an electromagnetic field generated by low-frequency inductors 45-55 Hz and with a power of 6-10 kW, while the inductors are arranged sequentially along the height of the reactor with alternating low and high frequency inductors, starting with the low frequency inductor located in the region of the upper part of the reactor.