RU2088628C1

RU2088628C1 - Method of ground treatment from the oil pollutions

Info

Publication number: RU2088628C1
Application number: RU94007073A
Authority: RU
Inventors: Р.Н. Дияшев; Ф.М. Саттарова; В.И. Зайцев; Г.П. Антонов; И.Р. Дияшев; И.М. Акмалов
Original assignee: Татарский Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Нефтяной Промышленности
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1997-08-27

Abstract

FIELD: oil production, ecology. SUBSTANCE: method is based on the use of selective solvent (concentrated sulfuric acid) after thermic treatment of ground that promotes radioactive components dissolving (radium sulfates and its isotopes). Treatment with concentrated sulfuric acid is carried out at 80-85 C for 3-4 h under circulation condition. EFFECT: improved method of treatment, broadened capability of method. 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к способам охраны окружающей среды при разработке нефтяных месторождений. The invention relates to the oil industry, in particular, to methods of environmental protection in the development of oil fields.

Известен способ биологической очистки загрязненных земель [1] согласно которому земли обрабатываются культурами микроорганизмов. В результате обработки происходит снижение загрязненности через 3-4 недели до 10 раз. A known method of biological treatment of contaminated land [1] according to which the land is cultivated by cultures of microorganisms. As a result of processing, there is a decrease in pollution after 3-4 weeks to 10 times.

Недостатком этого способа является то, что микроорганизмы, понижая степень загрязнения нефтью, не снижают радиоактивности грунта. Кроме того, этот способ дорогостоящий и продолжителен во времени. The disadvantage of this method is that microorganisms, reducing the degree of oil pollution, do not reduce the radioactivity of the soil. In addition, this method is expensive and time consuming.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ отделения органической и минеральной части грунта при добыче тяжелых нефтей и битумов [2]
Этот способ включает следующие этапы обработки грунтов: предварительное нагревание сырья отходящими дымовыми газами и горячим обработанным грунтом; пиролиз тяжелых углеводородов с выделением легких углеводородов и паров воды, и коксование; горение кокса с подкачкой воздуха в камеру.Closest to the technical nature of the proposed is a method of separation of the organic and mineral parts of the soil in the production of heavy oils and bitumen [2]
This method includes the following stages of soil treatment: pre-heating the raw material with exhaust flue gases and hot treated soil; pyrolysis of heavy hydrocarbons with the release of light hydrocarbons and water vapor, and coking; burning coke with pumping air into the chamber.

В результате очистки загрязненного грунта по этому способу выделяются жидкие нефтепродукты, топочный газ, сухой чистый грунт. As a result of the cleaning of contaminated soil, this method releases liquid petroleum products, flue gas, and dry clean soil.

При применении этого способа для очистки грунтов, загрязненных нефтью и радиоактивными компонентами достигается высокая степень очистки от нефтяных загрязнений. Однако радиоактивность при этом концентрируется в твердом остатке, а активность возрастает в 1,5 раза. When applying this method for cleaning soils contaminated with oil and radioactive components, a high degree of purification from oil pollution is achieved. However, the radioactivity in this case is concentrated in the solid residue, and the activity increases by 1.5 times.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей способа за счет дополнительной очистки грунтов от радиоактивных загрязнений. The objective of the invention is to expand the functionality of the method due to the additional purification of soils from radioactive contamination.

Поставленная задача достигается описываемым способом, включающим термическую обработку загрязненных грунтов. The problem is achieved by the described method, including the thermal treatment of contaminated soils.

Новым является то, что грунт после термической обработки дополнительно обрабатывают концентрированной серной кислотой при температуре 80-85^oC в режиме циркуляции в течение 3-4 ч.New is that the soil after heat treatment is additionally treated with concentrated sulfuric acid at a temperature of 80-85 ^o C in a circulation mode for 3-4 hours

Проведенные лабораторные исследования показали, что дополнительная обработка грунта концентрированной серной кислоты после термического воздействия на него способствует растворению радиоактивных компонентов, представленных сульфатами радия и его изотопов, причем растворение увеличивается с увеличением времени контакта и температуры обработки. Полное же растворение их достигается при температуре 80-85^oC при циркуляции кислоты и продолжительности обработки в течение 3-4 ч.Laboratory studies have shown that additional soil treatment with concentrated sulfuric acid after thermal exposure to it promotes the dissolution of radioactive components represented by radium sulfates and its isotopes, and the dissolution increases with increasing contact time and processing temperature. Their complete dissolution is achieved at a temperature of 80-85 ^o C during the circulation of the acid and the duration of treatment for 3-4 hours

На чертеже показана схема осуществления предлагаемого способа очистки грунтов от нефтяных и радиоактивных загрязнений. The drawing shows a diagram of an implementation of the proposed method for cleaning soils from oil and radioactive contaminants.

Предложенный способ в промышленных условиях осуществляют в следующей последовательности. The proposed method in an industrial environment is carried out in the following sequence.

Грунт, загрязненный нефтью и радиоактивными компонентами, поступает в камеру 1 для термообработки, температура в камере постепенно повышается до 600^oC. В результате термообработки выделяются: газ, который может быть использован как топочный, отправляется на установку комплексной подготовки нефти (УКПН); жидкие нефтепродукты (также отправляются на УКПН); сухой, очищенный от нефтяных примесей, грунт.Soil, contaminated with oil and radioactive components, enters the chamber 1 for heat treatment, the temperature in the chamber gradually rises to 600 ^o C. As a result of heat treatment, the following is released: gas, which can be used as a furnace, is sent to the complex oil treatment unit (UKPN); liquid petroleum products (also sent to UKPN); dry soil free of oil impurities.

После термообработки грунт поступает в реактор 2 с селективным растворителем (концентрированной серной кислотой), в котором при температуре 80-85^oC и постоянной циркуляции растворителя в течение 3-4 ч практически полностью растворяются сульфаты бария и изотопы радия.After heat treatment, the soil enters reactor 2 with a selective solvent (concentrated sulfuric acid), in which barium sulfates and radium isotopes are almost completely dissolved at a temperature of 80-85 ^o C and constant solvent circulation for 3-4 hours.

Серную кислоту с растворенными в ней радиоактивными компонентами отделяют и направляют в камеру-отстойник 3, где производят добавление пресной воды, при этом происходит осаждение сульфата бария и изотопов радия. После отстоя разбавленную серную кислоту направляют в емкость 4, откуда используют по назначению, например, в качестве реагента для закачки в нефтяной пласт. Sulfuric acid with the dissolved radioactive components is separated and sent to the settling chamber 3, where fresh water is added, while barium sulfate and radium isotopes are precipitated. After sludge, dilute sulfuric acid is sent to a tank 4, from where it is used for its intended purpose, for example, as a reagent for injection into an oil reservoir.

Осадок из отстойника 3, состоящий, в основном из сульфата бария и радиоактивных солей, представленных изотопами радия, упаковывают в мешки и отправляют на захоронение. Sediment from sedimentation tank 3, consisting mainly of barium sulfate and radioactive salts represented by radium isotopes, is packed in bags and sent for burial.

Отделенный от серной кислоты, очищенный от радиоактивных компонентов грунт из реактора 2 направляют в емкость 5, где дополнительно обрабатывают пресной водой. Промывку осуществляют до нейтральной реакции промывных вод. Separated from sulfuric acid, purified from radioactive components, the soil from the reactor 2 is sent to a tank 5, where it is additionally treated with fresh water. Washing is carried out until the washings are neutral.

Промывные воды отбирают в емкость 6 и используют для заводнения нефтяных пластов. Очищенный от нефтяных и радиоактивных загрязнений грунт (содержание их не превышает ПАК) транспортируют потребителю по месту требования, например, на завод по изготовлению строительных материалов. Wash water is taken into a container 6 and used for flooding the oil reservoirs. Soil cleaned from oil and radioactive contaminants (their content does not exceed PAK) is transported to the consumer at the place of demand, for example, to a plant for the production of building materials.

Эффективность предлагаемого способа была проверена в лабораторных условиях, путем сопоставления данных по качеству очистки при использовании предлагаемого и известного способов в идентичных условиях проведения экспериментов. При проведении испытаний были использованы следующие реагенты: концентрированная серная кислота, ГОСТ 2184-87; дистиллированная вода, ГОСТ 6709-92; грунт, отработанный с Акташского УКПН (республика Татарстан). The effectiveness of the proposed method was tested in laboratory conditions by comparing data on the quality of cleaning using the proposed and known methods in identical experimental conditions. During the tests, the following reagents were used: concentrated sulfuric acid, GOST 2184-87; distilled water, GOST 6709-92; soil mined from the Aktash UKPN (Republic of Tatarstan).

Химическими анализами установлено, что проба грунта состоит на 58,0% из нефтяных компонентов и воды. Минеральная часть осадка представлена песком 10,3% окисью железа 9,2% окисью алюминия 12,1% гипсом 0,4% карбонатом кальция 3,7% сульфатом бария 1,7%
Радиоактивность грунта обусловлена присутствием изотопов радия (Ra226 и Ra228) и продуктов их распада. Удельная активность сырого грунта 6,1E-7 Ки/кг.Chemical analyzes found that the soil sample consists of 58.0% of oil components and water. The mineral part of the sediment is represented by sand 10.3% iron oxide 9.2% aluminum oxide 12.1% gypsum 0.4% calcium carbonate 3.7% barium sulfate 1.7%
The radioactivity of the soil is due to the presence of radium isotopes (Ra226 and Ra228) and their decay products. The specific activity of wet soil is 6.1E-7 Ci / kg.

Термическую обработку грунта проводили в металлической бомбе, снабженной отводами для сбора продуктов горения. После термической обработки удельная активность грунта возросла до 9,1E-7 Ки/кг. При этом масса обработанного грунта составила 42,0% от исходной. Содержание изотопов радия Ra226 2,4E-7 Ки/кг, Ra228 1,9E 8 Ки/кг. На долю жидкой и газообразной фазы пришлось 58% от исходной массы. Газ и жидкие нефтепродукты отобрали в герметичные емкости. Радиоактивность жидкости и газа составила, соответственно 1E-11 Ки/л и 5,8E-11 Ки/л, что не выше предельно допустимой концентрации (ПАК). Thermal treatment of the soil was carried out in a metal bomb equipped with bends for collecting combustion products. After heat treatment, the specific activity of the soil increased to 9.1E-7 Ci / kg. The mass of the treated soil was 42.0% of the original. The radium isotope content is Ra226 2.4E-7 Ci / kg, Ra228 1.9E 8 Ci / kg. The liquid and gaseous phases accounted for 58% of the initial mass. Gas and liquid petroleum products were taken into sealed containers. The radioactivity of the liquid and gas was 1E-11 Ci / l and 5.8E-11 Ci / l, respectively, which is not higher than the maximum permissible concentration (PAA).

Грунт после термической обработки погружали в реактор с селективным растворителем (серной кислотой с концентрацией не менее 96%). Концентрация серной кислоты определена наибольшей растворимостью сульфата бария и радия. Растворимость их резко понижается с понижением концентрации серной кислоты. В течение 3-4 ч поддерживали температуру растворителя 80^oC, при непрерывной циркуляции. При этом сульфаты бария и радия переходят в раствор. Затем отделяли кислоту от грунта.After heat treatment, the soil was immersed in a reactor with a selective solvent (sulfuric acid with a concentration of at least 96%). The concentration of sulfuric acid is determined by the highest solubility of barium and radium sulfate. Their solubility sharply decreases with decreasing sulfuric acid concentration. For 3-4 hours, the temperature of the solvent was maintained at 80 ^° C, with continuous circulation. In this case, barium and radium sulfates pass into solution. Then the acid was separated from the soil.

При разбавлении дистиллированной водой из раствора серной кислоты осаждали сульфаты бария и изотопов радия. Количество его не более 1,7% от исходной массы. Радиоактивность по сравнению с первоначальной возросла на два порядка и составила: Ra226 1,4E-5 Ки/кг, Ra228 1,1E-6 Ки/кг. Радиоактивность отделенного от осадка раствора серной кислоты и промывных вод не более 1E-11 Ки/кг, что не превышает ПАК. When diluted with distilled water, barium sulfates and radium isotopes were precipitated from a solution of sulfuric acid. Its amount is not more than 1.7% of the initial mass. The radioactivity compared with the initial one increased by two orders of magnitude and amounted to: Ra226 1.4E-5 Ci / kg, Ra228 1.1E-6 Ci / kg. The radioactivity of the sulfuric acid solution and washings separated from the precipitate is not more than 1E-11 Ci / kg, which does not exceed PAA.

Грунт промывали дистиллированной водой до отсутствия реакции на сульфат-ион. Масса сухого очищенного от нефтяного и радиоактивного загрязнения грунта составляет 30% от исходной. Удельная активность его меньше 1E-8 Ки/кг, что не превышает ПДК для почв и строительных материалов. The soil was washed with distilled water until there was no reaction to the sulfate ion. The mass of dry soil and oil-free contaminated soil is 30% of the original. Its specific activity is less than 1E-8 Ci / kg, which does not exceed the MPC for soils and building materials.

Работы в лаборатории проводились в соответствии с "Нормами радиационной безопасности (НРБ 76/87) и основными санитарными правилами (ОСП 72/87)". Work in the laboratory was carried out in accordance with the "Radiation Safety Standards (NRB 76/87) and the basic sanitary rules (OSP 72/87)."

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Из приведенной таблицы видно, что при применении для очистки грунтов ранее известного способа достигается полная очистка от нефтяного загрязнения, однако содержание радиоактивных компонентов остается столько же сколько в исходном. Только применение предлагаемого способа позволяет очистить грунт не только от нефтяного, но и от радиоактивного загрязнения и понизить содержание изотопов радия более чем в 10 раз, что способствует содержанию их в естественном строительном материале. The table above shows that when applying the previously known method for cleaning soils, complete purification from oil pollution is achieved, however, the content of radioactive components remains the same as in the original. Only the application of the proposed method allows you to clean the soil not only from oil, but also from radioactive contamination and reduce the content of radium isotopes by more than 10 times, which contributes to their content in the natural building material.

Эффективность предложенного способа выражается в полной очистки грунта от нефтяного и радиоактивного загрязнения. The effectiveness of the proposed method is expressed in the complete cleaning of the soil from oil and radioactive contamination.

Claims

The method of purification of soils from oil pollution by thermal exposure, characterized in that when the soil is contaminated with radioactive components after thermal exposure, the soil is treated with a solution of concentrated sulfuric acid in a circulation mode at 80 - 85 ^o C for 3-4 hours.