DE4438269A1

DE4438269A1 - Verfahren zur Bergung hochviskoser Produkte

Info

Publication number: DE4438269A1
Application number: DE19944438269
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Traut; Helmut Dr Gorke
Original assignee: OMROS GES fur UMWELTTECHNIK G
Current assignee: OMROS GES fur UMWELTTECHNIK G
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2014-10-27
Also published as: DE4438269C2; DE19531828C2; DE19531828A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bergung von hochviskosen Produkten, insbesondere solchen, die als Rückstände oder Abfallstoffe in der Mineralölindustrie anfallen und in Deponien, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten bzw. abgeschlossenen Lagerstätten und Einrichtungen wie Tanks u. a. zwischengelagert sind.

In vielen Bereichen der Wirtschaft fallen nicht mehr verwendungsfähige hochviskose oder schwer pumpfähige Rückstände an, die in vielen Fällen auf Deponien, Becken, Behältern oder ähnlichen Lagerstätten deponiert werden. So fallen in der chemischen Industrie z. B. bei der Raffination von Erdölen oder Erdölprodukten Rückstände oder Abfallstoffe, wie Säureharze aus der Raffination mittels Schwefelsäure oder Oleum, an, die in der Vergangenheit häufig in Deponien, Gruben oder anderen offenen oder abgedeckten bzw. abgeschlossenen Lagerstätten gelagert oder vor einer Weiterverarbeitung zwischengelagert wurden. Insbesondere die in offenen Deponien zwischengelagerten Rückstände stellen eine starke Belastung der Umwelt dar, so daß ein Abbau der in solchen Deponien lagernden zähflüssigen bis pastösen Säureharze unter ökologischen Gesichtspunkten und einer möglichst wirtschaftlichen Verwertung dringend erforderlich ist.

Zur Bergung hochviskoser Produkte aus Deponien sind eine Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden. Als konventionelle Entnahmetechniken sind Tieflöffel- oder Greiferbagger bekannt, die bei geringer Flächenausdehnung der Deponie von Land oder bei größerer Flächenausdehnung auf Pontons betrieben werden. Diese Verfahren können jedoch nur dann angewendet werden, wenn bei der Bergung keine oder nur geringe Emissionen durch die zu bergenden Produkte zu erwarten sind und pastöse Bergungsprodukte eine bestimmte Konsistenzgrenze nicht überschreiten. Verfahren, bei denen die Deponie bzw. das Becken mit Hilfe von Spundwänden in Sektionen eingeteilt wird, aus denen das zu fördernde Gut dann mit Hilfe eines Baggers entnommen werden kann, sind mit einem außerordentlich hohen Aufwand an Material und Kosten zum Aufbau der Spundwände und beim Errichten der Pontons zur Aufnahme der Bergungsgeräte verbunden. Darüber hinaus erfordern Niederschläge eine ständige Abdeckung der abgetrennten Sektionen. Bei hochviskosen bis festen Deckschichten sind Pontons nicht anwendbar. Verfahren bei denen das abgelagerte Material mit Hilfe einer an einem Seilkran befestigten Spüldüse ausgespült und anschließend mit einer Pumpe abgepumpt wird, sind aufgrund ihrer diskontinuierlichen Betriebsweise, ihrem geringen Durchsatz, dem schwierigen Handling der Spüldüse und infolge der Freisetzung von Emissionen für den Betrieb größerer Deponien nicht geeignet.

Es sind weiterhin Verfahren bekannt, insbesondere bei der Reinigung und Entleerung von Behältern, bei denen mit Hochdrucksprühdüsen ein Wasch- und Lösemittel in den Behälter eingebracht wird, um das hochviskose nicht pumpfähige Produkt zu lösen bzw. in eine wäßrige Emulsion oder Suspension zu überführen, um diese anschließend oder gleichzeitig abpumpen zu können. Dabei entsteht durch die hohen Anteile an Spülflüssigkeit ein erheblicher Entsorgungsaufwand und eine aufwendige Abwasserbehandlung.

In der US-PS 4 028 240 wird ein Verfahren beschrieben, nach dem in Gräben gelagerter Schlamm und Sand mittels eines Schrappers gefördert werden kann. Zur Förderung hochviskoser zäher Produkte ist diese Verfahrensweise jedoch nicht anwendbar. Auch Hydromechanisierungsverfahren mittels Saugpumpen können nur zur Gewinnung von Sand und Schlamm eingesetzt werden, nicht aber zur Förderung von zähflüssigen bis pastösen Produkten.

Von der Firma P+P Gerätetechnik GmbH Stuttgart wird in einer Informationsschrift ein Verfahren zur Förderung und Gewinnung von hochviskosen zähflüssigen Produkten aus Deponien vorgeschlagen, bei dem ein Ultraschallsender von einem Ponton aus in das Säureteerbecken eingebracht wird. Gleichzeitig werden zu 1 Teil Säureteer 10 Teile Wasser unmittelbar am Ultraschallsender zugeführt. Die Energie der Ultraschallwellen soll zu einer Homogenisierung der Kohlenwasserstoffe mit dem Wasser zu einer Suspension führen. Diese Suspension wird mittels einer Pumpe abgepumpt und einer Wasseraufbereitungsanlage zugeführt, um die Kohlenwasserstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Nachteilig ist bei diesem Verfahren die schwierige technische Handhabbarkeit der Ultraschalltechnik in einem offenen System wie einem Deponiekörper und der außerordentlich hohe Aufwand zur Aufarbeitung der entstehenden Emulsion. Außerdem ist die Anwendung dieses Verfahrens bei gasenden Produkten nicht möglich.

In der DE-OS 31 45 471 wird ein Verfahren zur Neutralisierung und Gewinnung von Säureharz aus Deponien beschrieben, bei dem eine basisch reagierende Arbeitslösung, die Neutralisationsmittel, Füllstoff und einen oberflächenaktiven Stoff enthält, als Flüssigkeitsstrahl in das Säureharz eingebracht wird und dort mit dem Säureharz eine chemische Reaktion eingeht. Dabei wird das neutralisierte Säureharz gespalten und verliert bei einer bestimmten Zusammensetzung seine Festigkeit. Der entstehende Brei kann danach zerkleinert und über geeignete Fördereinrichtungen abgepumpt werden. Nach einer Sättigung der Arbeitslösung bis etwa 400 kg/m³ Feststoff wird der Feststoff durch Abscheiden entfernt und die anfallende Flüssigkeit zum Herstellen einer neuen Arbeitsflüssigkeit genutzt. Mit diesem Verfahren lassen sich zähflüssige und hochviskose bis feste Säureharze in Deponien verflüssigen und in eine pumpfähige Konsistenz überführen. Die anfallenden Feststoffe müssen jedoch ständig von der Arbeitsflüssigkeit abgetrennt und weiter entsorgt werden. Aufgrund der hohen Wasser- und Aschegehalte der entstehenden Emulsion ist dieses Verfahren nur begrenzt einsetzbar und erfordert einen hohen technischen und ökonomischen Aufwand zur Aufarbeitung der anfallenden Feststoffe im Rahmen einer thermischen Verwertung. Darüber hinaus entstehen durch den Neutralisationsprozeß schädliche Emissionen, die eine Anwendung des Verfahrens wesentlich einschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Bergung hochviskoser Produkte, die insbesondere bei der Verarbeitung von Mineralölen, Hydroraffinaten, Altölen, Teeren und anderen kohlenwasserstoffhaltigen Produkten entstehen und als Abfallprodukte in Becken, Gruben, Behältern u. a. deponiert oder gelagert werden. Dabei sollen die Nachteile des Standes der Technik beseitigt und die hochviskosen Produkte auf geeignete Weise geborgen und in geschlossenen Rohrleitungssystemen gefördert werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem das zu bergende Produkt über an der Peripherie eines Misch-Saug-Reaktors nach innen oder außen angeordneten Düsen mindestens 5 Ma.-% eines viskositätsmindernden Zusatzmittels eingebracht und das anfallende viskositätsverminderde pumpfähige Produkt durch eine Saugpumpe über den Misch-Saug-Reaktor in einen Sammelbehälter gefördert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dem viskositätsvermindertem Produkt weiteres Zusatzmittel in einer Menge bis zu maximal 95 Ma.-%, bezogen auf das zu bergende Produkt, zugefügt.

Zur Erreichung einer pumpfähigen Konsistenz des verflüssigten Produktes hat es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, das im Reaktor anfallende Gemisch mittels geeigneter Düsen in den Reaktor im Kreislauf so oft zurückzuführen, bis das Zusatzmittel-Produktgemisch noch gut pumpfähig aus dem Kreislauf entnommen und dem Sammelbehälter zugeführt werden kann. Dabei hat sich der Einsatz eines geeigneten Steuersystems als zweckmäßig erwiesen.

Als Zusatzmittel wird für kohlenwasserstoffhaltige Produkte erfindungsgemäß ein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch mit einer Viskosität von mindestens 4 mm²/s bei 20°C vorgeschlagen, für alle übrigen Produkte dagegen Wasser. Das Zusatzmittel wird dabei den Düsen bzw. dem Behälter mit Temperaturen zwischen 10 und 95°C zugeführt.

Von Vorteil hat sich erwiesen, die Bergungs-Kreislaufpumpe mit einem Macerator auszurüsten.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, zur Beschleunigung des Verdünnungsprozesses, insbesondere bei der Einbringung des Zusatzmittels in das zu bergende Produkt, dem Zusatzmittel bis zu 10 Ma.-% Tenside oder andere oberflächenaktive Substanzen zuzusetzen.

Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird es ermöglicht, ein nicht pumpfähiges Produkt während der Bergung in ein pumpfähiges Produkt umzuwandeln, das in einem geschlossenen System von Rohrleitungen gefördert werden kann, so daß Emissionen vermieden werden. Darüber hinaus gestattet die vorliegende Erfindung, das Bergungsverfahren bei einem hohen Standard für die Arbeitssicherheit kontinuierlich und automatisiert zu gestalten unter Vermeidung komplizierter und kostenaufwendiger Bau- und Sicherheitsmaßnahmen.

Die Erfindung soll nachstehend an drei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Reihenfolge der Beispiele.

Beispiel 1

In einem Lagerbehälter 1 mit einem Volumen von 5000 m³ sind Terrückstände gelagert, welche unter Normaltemperatur stichfest sind. Die dynamische Viskosität beträgt V₂₀ = 5000 min/s bis 20 000 mm²/s. In diesen Lagerbehälter 10 wird der Misch-Saug-Reaktor 1 über ein Mannloch eingebracht. Aus dem Behälter 9 wird Teeröl mit einer Temperatur von 95°C und einer Viskosität von V₇₀ = 20 mm²/s über die Pumpe 7, die Ventile 15 und 16 und die Düsen 2 und 8 in das hochviskose Teerprodukt eingedüst. Dadurch erhält man ein Produktgemisch mit verringerter Viskosität. Das Gemisch wird mit Hilfe der Pumpe 4 über die Ansaugöffnung des Reaktors 1 angesaugt und solange über den Macerator 11, und die Kreislaufdüsen 3 im Kreislauf gefahren, bis ein homogenes pumpfähiges Produkt vorliegt. Zur Konsistenz verbesserung werden aus dem Behälter 12 über die Pumpe 13 3 Ma.-% eines Polyalkylenglycols als Stabilisator in das Teeröl dosiert. Rat das Produkt die erforderliche Viskosität erreicht, wird das Ventil 6 geöffnet und eine definierte Teilmenge in den Fertigproduktbehälter 5 gefördert.

Beispiel 2

In einem Teich 10 lagern 50 000 t Säureharze bis zu 9 m Tiefe mit einer Viskosität von 6500 bis 18 000 mm²/s. In den Teich wird über ein Führungsschienensystem der Reaktor 1 eingebracht. Aus dem Behälter 9 wird eine Zusatzölkomponente über die Pumpe 7, dem Wärmeübertrager 14 und den Ventilen 15 oder 16 dem Reaktor 1 über die Düsen 2 und 3 zugeführt. Die Temperatur des Öls beträgt 60°C, die Viskosität beträgt V₆₀ = 35 mm²/s. Die Pumpe 4 saugt das Gemisch Öl-Säureharz über die Saugleitung aus dem Misch-Saug-Reaktor 1 und drückt dieses über den Macerator 11, die Kreislaufleitung und die Düsen 3 in den Reaktor 1. Mit Hilfe des Ventils 6 erfolgt eine Teilmengenentnahme, je nach gewünschter Gesamtviskosität in den Behälter 5. Zur Stabilisierung und zur Viskositätsverbesserung des Endproduktes wird dem Zusatzöl aus dem Behälter 12 ein nichtionogenes Tensid auf Fettalkoholbasis über die Dosierpumpe 13 zugegeben.

Beispiel 3

In einem Absetzbecken 10 ist ein hochviskoser Schlamm aus der Kunstfaserproduktion sedimentiert. An einem Ponton 18 wird der Misch-Saug-Reaktor 1 befestigt und in das Becken 10 abgesenkt. Über die Pumpe 7 wird Wasser mit einer Temperatur von 20°C aus dem Behälter 9 über die Zusatzdüsen 2 gefördert. Im Bereich der Düsen wird ein Gemisch aus Kunstfaserschlamm und Wasser erzeugt, welches über die Ansaugöffnung 19 des Reaktors 1 angesaugt wird. Die Bergungs- und Kreislaufpumpe 4 fördert das Gemisch aus Wasser und Faserschlamm so lange im Kreislauf, bis eine Konsistenz erreicht wird, die das Pumpen zum Fertigproduktbehälter 5 ermöglicht.

Bezugszeichenliste

1 Misch-Saug-Reaktor
2 Düsen für Zusatzmittel nach außen
3 Kreislaufdüsen
4 Pumpe
5 Fertigproduktbehälter
6 Steuereinrichtung/Ventil
7 Zusatzmittelpumpe
8 Zusatzmitteldüse
9 Zusatzmittelbehälter
10 Lagerbehälter/Deponie
11 Macerator
12 Tensidbehälter
13 Tensidpumpe
14 Wärmetauscher
15 Ventil
16 Ventil
17 Ventil
18 Ponton
19 Eintrittsöffnung

Claims

1. Verfahren zur Bergung hochviskoser Produkte aus Deponien, Gruben oder anderen Lagerstätten, dadurch gekennzeichnet, daß über Düsen (2) mindestens 5 Ma.-% viskositätsminderndes Zusatzmittel aus einem Behälter (9) in das zu bergende Produkt eingebracht und das anfallende viskositätsverminderte Produkt durch eine Pumpe (4) über eine Eintrittsöffnung (19) in einen Misch-Saug-Reaktor (1) angesaugt und anschließend in einen Sammelbehälter (5) gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem viskositätsverminderten Produkt im Misch-Saug-Reaktor (1) über Düsen (8) weiteres Zusatzmittel bis insgesamt maximal 95 Ma.-% bezogen auf das zu bergende Produkt zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im Reaktor (1) anfallende Gemisch mittels der Pumpe (4) über Düsen (3) im Kreislauf gefördert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischprodukt aus der Kreislauffahrweise, nach Erreichen einer noch pumpfähigen Konsistenz über ein Steuersystem (6 und 17) aus dem Kreislauf ausgeschieden und in den Sammelbehälter (5) gefördert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmittel ein flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch mit einer Viskosität von mindestens 4 mm²/s bei 20°C verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmittel Wasser verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel dem Reaktor 1 mit einer Temperatur von 10 bis 95°C zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bergungspumpe (4) mit einem Macerator (11) ausgerüstet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel bis zu 10 Ma.-% Tenside oder andere geeignete oberflächenaktive Substanzen enthält.