NL8105262A

NL8105262A - Werkwijze en inrichting voor het neutraliseren van zuur slik, alsmede de exploitatie daarvan uit putten.

Info

Publication number: NL8105262A
Application number: NL8105262A
Authority: NL
Original assignee: Magyar Szenhidrogenipari
Priority date: 1980-11-21
Filing date: 1981-11-20
Publication date: 1982-06-16
Also published as: HU180394B; GB2088895A; DD207217A1; YU272581A; YU41527B; DE3145471A1; GB2088895B; AT385687B; ATA497981A

Description

% ' /........ - . ~ / - 1 -

Werkwijze en inrichting voor het neutraliseren van zuur slik, alsmede de exploitatie daarvan uit putten.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en een inrichting voor het neutraliseren van zuur slik en de exploitatie daarvan uit het bassin.

Bij de petroleumraffinage worden zure 5 slikken van verschillende consistentie en samenstelling gevormd en deze worden vaak opgeslagen in putten die in de grond worden gegraven.

Zoals algemeen bekend bevat het zure slik sulfonaten van gecondenseerde koolwaterstoffen met een 10 hoog molecuulgewicht en van heterocyclische verbindingen, de nafthenaten daarvan, veel zwavelzuur alsmede opgeloste SO^- en S02~gassen. De toestand ervan varieert van viskeus-taai tot kleverig-vast. ^

Het zure slik, opgeslagen in in de grond 15 gegraven putten verontreinigd het milieu sterk en neemt waarde-vol industrie-terrein in beslag.

Verschillende neutralisatie- en opne-mings-werkwijzen betreffende het elimineren en mogelijk gebruiken van het zure slik worden voorgesteld respectievelijk 20 in het Britse octrooischrift 1.127.255, het Russische octrooi-schrift 414.186, het Duitse octrooischrift 2.241.524 en het DDR octrooischrift 102.403. Deze werkwijzen zijn echter slechts geschikt voor het neutraliseren en opnemen van pas gevormd, viskeus verpompbaar, toevoerbaar zuur slik dat nog niet in een 25 opslagput is gebracht.

Het Meissner-Grundbau-proces (Koolaj és FÖldgaz 1980, _7, p. 212) houdt zich bezig met de verwijdering en het gebruik van taai-kleverig-vast zuur slik dat gestold is in de opslagput. In de loop van deze werkwijze worden afval-30 materialen effectief gemengd met speciale reagentia die kalk bevatten op een groot oppervlak en als eindprodukt van de 8105262 Η - 2 - fysisch-chemische reactie wordt een poedervormig waterafstotend materiaal verkregen. Deze werkwijze vereist zeer veel apparatuur en oppervlak. Sommige gedeelten van de.apparatuur moeten worden beschermd tegen de corrosieve werking van het zuur en 5 de neutralisatiewerkwijze vereist een grote hoeveelheid werk.

Betreffende de exploitatie van olie-slikken opgeslagen in putten zijn diverse werkwijzen bekend, bijvoorbeeld die volgens het Amerikaanse octrooischrift 4.028.240, waarbij gebruik gemaakt wordt van een. schraapinrich-10 ting. Deze werkwijze kan echter niet worden gebruikt bij taai-kleverig-vast zuur slik omdat de schraapinrichting daarin vast komt te zitten.

Voor de exploitatie van zand en slik van onder een waterlaag worden in het algemeen hydromechanische 15 werkwijzen, uitgevoerd met een zuig-bagger-inrichting gebruikt. De zuig-baggerinrichtingen bestaan in het algemeen uit een mechanische splitsingskop en een zuigende pulp-pomp, maar soms wordt de werking van de mechanische qiitsingskop vervangen door de kinetische energie van een waterstraal, bijvoorbeeld in het 20 geval van de Körste hydraulische splitsingskop (zie bijvoorbeeld de Duitse octrooischriften 2.303.849, 2.433.556, 2.506.870). Deze inrichtingen kunnen echter alleen worden gebruikt voor de exploitatie van zand en slik maar ze zijn niet geschikt voor de exploitatie van kleverig-vast materiaal dat 25 een grote hoeveelheid vrij zuur bevat.

De onderhavige uitvinding verschaft een oplossing voor het probleem van het neutraliseren en exploiteren van viskeus, kleverig-vast zuur slik opgeslagen in een put door gebruik te maken van een hydromechanisch proces dat door 30 aanvrager wordt aangeduid als "chemisch-hydromechanisatie"-proces.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de onderkenning dat een straal met voldoende kinetische energie en gevormd uit een waterige oplossing die gesuspendeer-35 de delen bevat de zure sliklaag binnenkomt en er chemisch mee reageert; het aldus gebroken zure slik verliest zijn viskeus- 8105262 - 3 - kleverige eigenschap bij een bepaalde suspensiesamenstelling daarvan, het wordt breekbaar en vormt een verpompbare suspensie.

De werkwijze wordt als volgt uitgevoerd:

Een waterige oplossing die gesuspendeer-5 de deeltjes bevat (deze oplossing wordt verder als werkvloeistof aangeduid) wordt bereid, welke de volgende componenten omvat: neutraliserend materiaal, vulstof en oppervlakte-actief middel.

Als neutraliserend materiaal kunnen metaalhydroxyden, een mengsel van metaalhydroxyden en metaal-10 oxyden of metaalhydroxyden en metaalcarbonaten, basische kracht-centrale-as, enz., worden gebruikt. Onder de neutraliserende materialen moet tenminste éën materiaal een zodanige oplosbaarheid bezitten dat de werkvloeistof basisch is (pH groter dan 7,8). De concentratie van het neutraliserende materiaal is 3 3 15 10 tot 300 kg per m , bij voorkeur 50 tot 150 kg per m . Als vulstof kan gips, kolenstof, perliet, vollersaarde, kleiminera-len, turfmolm, industriële afvalkorrels van plantaardige oorsprong, enz. worden gebruikt. De bovengrens van dejkorrel-grootte van de vulstof is ongeveer 5 mm, terwijl de concentra- 3 20 tie ervan 1 tot 100 kg per m , bij voorkeur 10 tot 20 kg per 3 . . . .

m is. Als oppervlakte-actief middel wordt een oliofiel oppervlakte-actief middel gebruikt dat met de polaire groep ervan verbonden is aan het oppervlak van de vulstofkorrels, terwijl de niet-polaire groep naar buiten gericht is, waardoor het 25 oppervlak van de korrels oleofiel, olie-bindend wordt gemaakt.

Zulke oppervlakte-actieve materialen zijn bijvoorbeeld de basische aardalkalimetaalzouten van sulfonzuren en de naftheen-zuren. De concentratie van het oppervlakte-actieve middel is 3 0,1 tot 50 kg per m . Zonodig wordt de werkvloeistof gehomoge-30 niseerd door mengen of door circuleren met een pomp.

De werkvloeistof wordt gespoten uit een straalbuis met een uitlaatsnelheid van tenminste 4 m per sec. en een uitlaatmassastroom van 3 kg per sec. in de zure sliklaag.

De werkvloeistof dringt binnen in het 35 zure slik, reageert er chemisch mee en daarna wordt een krater, gevuld met suspensie, gevormd in de zure sliklaag. De suspensie 8105262 ______ - 4 - bevat naast de componenten van de werkvloeistof ook de geneutraliseerde, gebroken zure sliksuspensie.

De neutraliserende chemische bestanddelen van de werkvloeistof dienen zo te worden bepaald dat de 5 suspensie steeds· basisch blijft (pH groter dan 7).

De werkvloeistof/zuur sliksuspensie gevormd in de put wordt geëxtraheerd met een geschikte pomp. Dit produkt kan worden getransporteerd, verpompt en het verontreinigd het milieu aanzienlijk minder dan het zure slik. Na 10 dehydrateren kan het als brandstof worden gebruikt. Daar het geen zuur slik bevat, maar in plaats daarvan de produkten daarvan die via chemische reactie worden gevormd, kan het worden beschouwd als een werkvloeistof die verrijkt is met een bitumen-suspensie.

Ï5 Het watergehalte van de verrijkte werk vloeistof gevormd in de loop van een enkele circulatie van de werkvloeistof is hoog, zij bevat betrekkelijk weinig omgezet zuur slik (gesuspendeerd bitumen). Het is derhalve-mogelijk de verrijkte werkvloeistof te circuleren, om deze opnieuw in een 20 straalbuis te leiden en te spuiten in de zure sliklaag. Zo kan het gehalte aan gesuspendeerd bitumen worden verhoogd. In de loop van de circulatie van de werkvloeistof en de verrijkte werkvloeistof kunnen zonodig breek-, meng-, filtreer- en pre-cipiteer-operaties worden ingevoegd in de cyclus om de homogeni-25 teit te verzekeren.

De werkwijze is meer economisch indien de vulstof en het oppervlakte-actieve middel worden verkregen uit het zure slik als gevolg van reacties die plaats vinden met de neutraliserende chemische materialen.

30 De totale hoeveelheid van de chemische materialen die noodzakelijk is voor de werkvloeistof kan worden toegevoegd aan het begin van de werkwijze, of een andere variant is dat een deel van deze hoeveelheid wordt toegevoegd aan het begin van de werkwijze en het overige deel continu of 35 stapsgewijs in de loop van de circulatie van de werkvloeistof. Deze toevoegingsvarianten kunnen worden toegepast op een ver- 8105262 - 5 - schillende wijze voor de afzonderlijke chemicaliën.

Enige mogelijkheden voor de concrete uitvoering van de werkwijze worden getoond in de onderstaande voorbeelden.

5 Voorbeeld I

3 10 m van een werkvloeistof wordt bereid in de vorm van een waterige suspensie met de volgende samenstelling: 150 kg/m1 Ca/0H/„ 3 i 10 5 kg/m vollersaarde 3 1 kg/m Ca-sulfonaat 3 1 m van de werkvloeistof wordt met een druk van 5 bar en een uitlaatsnelheid van de straal van 6 m per sec. gespoten in de zure sliklaag. De onder inwerking van de suspensiestraal ge- 15 vormde suspensie wordt geëxtraheerd met een overeenkomstige 3 pomp en teruggeleid naar de resterende 9 m van de werkvloei- stof. Deze circulatiewerkwijze wordt herhaald tot het gehalte aan gesuspendeerde vaste stof van de werkvloeistof--de concen- 3 tratie van 400 kg per m bereikt. Dan wordt het gesuspendeerde 20 vaste materiaal uit de werkvloeistof verwijderd door precipi-tatie. De oplossing kan worden gebruikt voor de bereiding van een nieuwe werkvloeistof.

Voorbeeld II

3 10 cm van een waterige Ca(OH)„-suspen-

3 L

25 sie wordt bereid welke 100 tot 150 kg per m Ca(OH)„ bevat.

3 , ^ , 9 m van de waterige suspensie wordt gespoten in de zure sliklaag met een druk van 3 bar en een uitlaatstraalsnelheid van 3 m per sec., en de gevormde suspensie in de zuur sliklaag wordt geëxtraheerd met een overeenkomstige pomp. De samenstel-30 ling van de waterige suspensie is als volgt:

Ca(OH)„ 80-140 kg/ m1 1 3

Gips 10- 60 kg/ m 8105262

Ca-sulfonaat 2- 30 kg/m

Deze suspensie wordt gebruikt als werk-35 vloeistof en de exploitatiewerkwijze beschreven in voorbeeld I wordt uitgevoerd.

- 6 -

Een mogelijke vorm van een inrichting die geschikt is voor de uitvoering van de werkwijze wordt getoond in figuur 1. Figuur 1 laat het technologische stroomschema van de chemisch-hydromechanische exploitatie zien.

5 In houder 1 wordt uit de chemicaliën, toegevoerd uit de chemische opslaginrichting 2 en uit water de werkvloei&tof bereid en geperst in straalhuis 4 met pomp 3, de straal van de uitkomende chemische oplossing wordt gericht op zuur slik 6 dat zich bevindt in opslagput 5, waarna de poel 10 7 wordt gevormd in het zure slik. De basische verrijkte werk- vloeistof in de poel wordt gepompt naar houder 1 door de vertika-le suspensiepomp 9, die is opgehangen aan de draagconstructie 8.

Vanuit houder 1 wordt de verrijkte werkvloeistof door pomp 3 naar straalhuis 4 geleid en deze stap wordt uitgevoerd tot de 15 concentratie van het gesuspendeerde asfaltbitumen (reactieprodukt van zuur slik) van de verrijkte werkvloeistof de gewenste waarde bereikt.

De verrijkte werkvloeistof van de gewenste concentratie wordt in de transporthouder 10 gepompt door 20 pomp 3. Pomp 9 kan ook zodanig worden gevormd dat naast het suspensietransport tegelijkertijd de gesuspendeerde de-len worden gebroken, terwijl voor de vermindering in grootte van de nog niet gebroken delen een menger kan worden gebruikt en een zeer kan worden geplaatst boven of naast houder 1 teneinde deze 25 delen te verwijderen. In plaats van de ophangingsdrager 8 kan ook een luchtrail, bevestigd aan een mast, een kabelbrug of een ponton dat op de zure sliklaag drijft of een glijbaan worden gebruikt. Pomp 9 kan een centrifugale pomp, een injectorpomp, een wormpomp, een roterende tandwielpomp, een pulserende pomp 30 of een zuigerpomp zijn. Pomp 9 en straalhuis 4 kunnen worden gemonteerd op een gemeenschappelijke draagconstructie.

De afvoeropening van straalhuis 4 kan zich op dezelfde hoogte bevinden als de zuigopening van pomp 9, daaronder of daarboven.

35 Op één pomp 9 kunnen enige straalbuizen 4 of op één straalhuis 4 kunnen enige pompen 9 worden gebruikt.

8105262 ____ _ ______ __ _________ ______ ί* ~ ·«· - 7 -

Bij het vestigen van de tezamen gebouwde straalbuis 4 en/of het complex van straalbuis 4 en pomp 9 is het geschikt een zodanige constructieoplossing toe te passen waarbij de straalbuis kan worden gericht en bewogen vanuit een 5 werkplaats die zich buiten de opslagput bevindt.

Het voordeel van de werkwijze is dat de neutralisatie van het zure slik en de extractie ervan uit de opslagput kan worden uitgevoerd in ëën operatie, dat de asfalt-bitumensuspensie bereid uit zuur slik kan worden verpompt, dat 10 zij vluchtige en brandbare zwavelverbindingen in een kleine hoeveelheid bevat en als brandstof kan worden gebruikt.

Claims

1. Werkwijze voor het neutraliseren van zuur slik en de exploitatie daarvan uit een opslagput door middel van een straal-hydromechanisatiewerkwijze, met het kenmerk, 5 dat straal-hydromechanisatie-breking wordt uitgevoerd met een werkvloeistof die een neutraliserend materiaal, een vulstof en een oppervlakte-actief middel bevat en dat de basische verrijkte werkvloeistof, gevormd als resultaat van de chemisch/hydro-mechanische breking, die het reactieprodukt van het zure slik 10 bevat in de vorm van een suspensie uit de opslagput wordt gepompt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verrijkte werkvloeistof wordt gecirculeerd als werkvloeistof van de straal-hydromechanische breking.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het neutraliserende materiaal metaal-hydroxyde, een mengsel van metaalhydroxyde en metaalcarbonaat of basische energiecentrale-as is en dat de oplosbaarheid van tenminste ëën van de componenten van de neutraliserende materia-20 len het mogelijk maakt dat de werkvloeistof basisch is, (pH groter dan 7).

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vulstof gips, vollersaarde, kleimineraal, perliet, turfmolm, kolenstof of 25 industrieel afvalstof van plantaardige oorsprong is.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kénmerk, dat het oppervlakte-actieve middel een basisch aardalkalimetaalzout van sulfonzuur en/of naftheenzuur is.

6. Werkwijze uigens een van de voorgaande conclusies,'mét hét'kenmerk, dat de werkvloeistof wordt gehomogeniseerd door mengen en/of circuleren met een pomp en/of zeven en/of precipiteren.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaan-35 de conclusies, met het kenmerk, dat een neutraliserende chemische stof en/of een vulstof en/of een oppervlakte-actief middel 8 1 0 5 2 62 Si" V 1* - 9 - continu of stapsgewijs wordt toegevoegd aan de werkvloeistof en/of aan de verrijkte werkvloeistof.

8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vulstof component en de 5 oppervlakte-actieve component van de werkvloeistof worden ver kregen uit de produkten gevormd als resultaat van de chemische reactie van het zure slik met het neutraliserende materiaal of de neutraliserende materialen.

9. Inrichting voor de uitvoering van de ÏO werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat zij bestaat uit een werkvloeistofhouder (l), een sus-pensiepomp (3), die de straalbuis voedt, een straalbuis (4), een suspensiepomp (9), die de verrijkte werkvloeistof transporteert, alsmede een ophangingsconstructie ¢8) die de straalbuis (4) 15 draagt.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de suspensiepomp (9) een centrifugaalpomp is en dat de waaier en de omhulling daarvan voorzien zijn van zaagranden voor het breken. 20 ll. Inrichting volgens conclusie 9 of ÏO, met het kenmerk, dat tussen de afvoerleiding van pomp (9) en de toevoerleiding van houder (l) van de verrijkte werkvloeistof een menger en/of een stilstaand of vibrerend zeef is geplaatst.

12. Inrichting volgens een van de conclu-25 sies 9 tot ll, met het kenmerk, dat de straalbuis (4) en de suspensiepomp (9) niet gemonteerd zijn op de ophangingsdrager (8) maar op een kabelbaan of een ophangingsbrug of een drijvend ponton of een glijbaan.

13. Inrichting volgens een van de conclu-30 sies 9 tot 12 met hét kenmerk, dat het uiteinde van de straalbuis (4) zich op hetzelfde horizontale niveau bevindt als de zuigopening van pomp (9) of daaronder of daarboven.

14. Inrichting volgens een van de conclusies 9 tot 13, met het kenmerk, dat de straalbuis (4) is voor- 35 zien van een dragende en beweegbare constructie die bestuurbaar is vanuit een punt buiten het gebied van de opslagput. 8105262 % - 10 -

15. Inrichting volgens een van de conclusies 9 tot 14, met het kenmerk, dat de straalbuis (4) en de suspensiepomp (9) zijn gemonteerd op een gemeenschappelijke draagconstructie.

16. Inrichting volgens een van de conclu sies 9 tot 15, met het kenmerk, dat er ëên of meer straalbuizen (4) en ëên of meer suspensiepompen (9) zijn, waarbij het aantal straalbuizen al dan niet gelijk is aan het aantal suspensiepompen.

17. Inrichting volgens een van de conclusies 9 en 11 tot 16, met het kenmerk, dat de suspensiepomp (9) een straalpomp of een wormpomp of een roterende tand-wielpomp of een zuigerpomp of een pulserende pomp is.

18. Werkwijzen, inrichtingen en voort- 15 brengselen in hoofdzaak als beschreven in de beschrijving en/of zoals weergegeven in de tekening. 20 /* 1/ 8 1 0 5 262