RU2132757C1 - Method of removing hydrocarbons from soil - Google Patents

Method of removing hydrocarbons from soil Download PDF

Info

Publication number
RU2132757C1
RU2132757C1 RU97119403A RU97119403A RU2132757C1 RU 2132757 C1 RU2132757 C1 RU 2132757C1 RU 97119403 A RU97119403 A RU 97119403A RU 97119403 A RU97119403 A RU 97119403A RU 2132757 C1 RU2132757 C1 RU 2132757C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
water
hydrocarbons
electrodes
peripheral electrodes
Prior art date
Application number
RU97119403A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.П. Запорожец
Г.К. Зиберт
А.Н. Кульков
Е.Е. Запорожец
Е.М. Хейккинен
Б.П. Шулекин
Original Assignee
Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Российского акционерного общества "Газпром"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Российского акционерного общества "Газпром" filed Critical Дочернее открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро нефтеаппаратуры" Российского акционерного общества "Газпром"
Priority to RU97119403A priority Critical patent/RU2132757C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2132757C1 publication Critical patent/RU2132757C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

FIELD: oil pollution removal. SUBSTANCE: central and peripheral electrodes are plunged into soil at area to be cleaned and voltage gradient between electrodes is created. Then, nonpolluting liquid carrier is fed into the surface region around central electrode, which carrier moves under electroosmosis effect from central electrode toward peripheral electrodes and displaces hydrocarbons in soil that are removed from peripheral electrodes. As liquid carrier, water with pH 9 prepared by cavitation effect or water with pH 5,5 prepared by heating is utilized. Utilization of water taken from bed in oil and gas deposit development is possible. EFFECT: enhanced cleaning efficiency due to accelerated movement of liquid carrier and reduced voltage gradient on electrodes. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к способам очистки почвы от углеводородов (нефти, газового конденсата, машинного масла, бензина и пр.). The invention relates to methods for cleaning the soil of hydrocarbons (oil, gas condensate, engine oil, gasoline, etc.).

Известен способ очистки песка от нефтепродуктов (а.с. СССР N 1629102, МКИ 5: В 03 В 5/00, С 01 В 33/12, опуб. 23.02.91 г. Бюл N 7- аналог.), включающий обработку песка водным раствором плавиковой кислоты концентрацией 0,5 - 2,0 мас.% при отношении массы твердого грунта к жидкому реагенту как 1: (2-6) в течение 30 мин. A known method of cleaning sand from petroleum products (as USSR AS N 1629102, MKI 5: 03 V 5/00, 01 01 33/12, publ. 02.23.91, Bull N 7-analogue), including sand processing an aqueous solution of hydrofluoric acid with a concentration of 0.5 - 2.0 wt.% with the ratio of the mass of solid soil to liquid reagent as 1: (2-6) for 30 minutes

Основным недостатком данного способа является обработка песка химическим реагентом, для нейтрализации которого необходимо вносить дополнительные реагенты и удалять продукты реакции этих реагентов, что влечет дополнительные экономические затраты и не повышает экологию очищаемой песчаной почвы. The main disadvantage of this method is the treatment of sand with a chemical reagent, to neutralize which it is necessary to add additional reagents and remove the reaction products of these reagents, which entails additional economic costs and does not increase the ecology of the cleaned sandy soil.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ удаления загрязненной почвы ( патент США N 54157744 A, МКИ 6 : В 01 D 61/56, опуб, ИСМ, вып.001, N 10, 1996 г., с. 34 - прототип), включающий погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между ними градиента напряжения, подачу в зону, примыкающую к центральному, не загрязняющую жидкость-носитель, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта между электродами, вытеснение жидкостью-носителем загрязненного материала из почвы в периферийные электроды и удаление загрязненного материала из последних. Closest to the technical nature of the present invention is a method of removing contaminated soil (US patent N 54157744 A, MKI 6: 01 D 61/56, publ, ISM, issue 001, N 10, 1996, S. 34 - prototype ), including immersion in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, creating a voltage gradient between them, feeding into the zone adjacent to the central, non-polluting carrier fluid, moving the carrier fluid under the action of the electroosmotic effect between the electrodes, displacing the contaminated carrier fluidmaterial from the soil to the peripheral electrodes and removal of contaminated material from the latter.

Данный способ более экологичен, чем аналог. Однако движение чистых жидкостей-носителей типа воды под действием электроосмотического эффекта не интенсивно, и оно еще более замедляется при вытеснении из почвы жидкостью-носителем таких загрязнений, как вязкие углеводороды типа нефти, машинного масла и им подобных. Особенно большое сопротивление перемещению жидкости-носителя с углеводородами возникает в холодное время года, когда вязкость последних возрастает. Поэтому для обеспечения перемещения жидкости-носителя и вязких углеводородов необходимо поддерживать высокий градиент напряжения, порядка 380 - 500 В, в зависимости от структуры почвы, что приводит к большим энергозатратам и делает данный способ малоэффективным. This method is more environmentally friendly than the analogue. However, the movement of pure carrier fluids such as water under the action of the electroosmotic effect is not intense, and it slows down even more when contaminants such as viscous hydrocarbons such as oil, engine oil and the like are displaced from the soil by the carrier fluid. Particularly great resistance to the movement of the carrier fluid with hydrocarbons occurs in the cold season, when the viscosity of the latter increases. Therefore, to ensure the movement of the carrier fluid and viscous hydrocarbons, it is necessary to maintain a high voltage gradient of about 380-500 V, depending on the soil structure, which leads to high energy consumption and makes this method ineffective.

Цель изобретения заключается в повышении эффективности очистки почвы от углеводородов путем ускорения перемещения жидкости-носителя и снижения градиента напряжения на электродах. The purpose of the invention is to increase the efficiency of soil cleaning from hydrocarbons by accelerating the movement of the carrier fluid and reducing the voltage gradient at the electrodes.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки почвы от углеводородов, включающем погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между первым и вторым градиента напряжения, подачу в область, примыкающую к центральному электроду, не загрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов, в качестве жидкости-носителя используют воду, у которой pH изменяют до 9, воздействуя на нее кавитацией, или до 5,5 - нагревом. This goal is achieved by the fact that in the method of cleaning the soil of hydrocarbons, including immersion in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, creating a voltage gradient between the first and second, supplying to the area adjacent to the central electrode, not polluting the carrier fluid, moving the liquid -carrier under the action of the electroosmotic effect from the central electrode to the peripheral, displacement of hydrocarbons from the soil by the carrier fluid and their removal from the peripheral electrodes, as Carrier liquids use water in which the pH is changed to 9, acting on it by cavitation, or up to 5.5 by heating.

Использование в качестве жидкости-носителя воды, у которой pH изменяют до 9, воздействуя на нее кавитацией, или до 5,5 - нагревом, позволило повысить эффективность очистки почвы при любых температурах без использования химических реагентов и их нейтрализации. The use of water as a carrier fluid, in which the pH is changed to 9, acting on it by cavitation, or to 5.5 by heating, it has improved the efficiency of soil cleaning at any temperature without the use of chemicals and their neutralization.

Заявителю не известны способы очистки почв, в которых бы в качестве жидкости- носителя использовали воду, у которой pH изменяют до 9, воздействуя на нее кавитацией, или до 5,5 - нагревом. The applicant is not aware of soil cleaning methods in which water is used as a carrier fluid, in which the pH is changed to 9 by exposure to it by cavitation, or by 5.5 by heating.

На фиг. 1 представлен график изменения pH дистиллированной и пресной воды в зависимости от времени действия кавитации. In FIG. Figure 1 shows a graph of the pH of distilled and fresh water versus the duration of cavitation.

На фиг. 2 представлен график зависимости pH воды от ее температуры. In FIG. 2 shows a graph of the pH of water versus its temperature.

На фиг. 3 представлена технологическая схема установки для реализации способа очистки почвы от углеводородов. In FIG. 3 shows the technological scheme of the installation for implementing the method of cleaning the soil from hydrocarbons.

Предлагаемый способ очистки почвы от углеводородов осуществляется следующим образом. The proposed method of cleaning the soil from hydrocarbons is as follows.

Вследствие действия кавитации молекулы воды диссоциируют на ионы H+ и ОН-. Ионы H+ частично покидают жидкую фазу, а ионы ОН- накапливаются в последней, повышая pH воды. На фиг. 1 представлен график изменения pH дистиллированной воды и пресной воды, взятой из различных источников 2 и 3, в зависимости от времени действия кавитации. Вода с повышенным pH обладает большой поверхностной активностью и имеет высокие моющие свойства.Due to the action of cavitation, water molecules dissociate into H + and OH - ions. H + ions partially leave the liquid phase and the ions OH - are accumulated in the latter, increasing water pH. In FIG. 1 shows a graph of the pH of distilled water and fresh water taken from various sources 2 and 3, depending on the duration of cavitation. Water with high pH has a high surface activity and has high detergent properties.

Такая вода при контакте с углеводородами
- разрушает вязкую поверхностную пленку углеводородов и интенсивно вымывает их из почвы;
- повышает динамику смешивания вымываемых углеводородов с собой и образует эмульсию, которая имеет небольшое гидравлическое и невысокое электрическое сопротивления.
Such water in contact with hydrocarbons
- destroys the viscous surface film of hydrocarbons and intensively leaches them from the soil;
- increases the dynamics of mixing leachable hydrocarbons with itself and forms an emulsion, which has a small hydraulic and low electrical resistance.

Указанные свойства увеличивают под действием электроосмотического эффекта подвижность в почве образовавшейся жидкой системы (эмульсии), что, в конечном итоге, приводит к уменьшению напряжения между электродами до 60 В и затрат электроэнергии и, как следствие, к повышению эффективности способа очистки почвы от углеводородов. These properties increase under the action of the electroosmotic effect the mobility in the soil of the formed liquid system (emulsion), which, ultimately, leads to a decrease in voltage between the electrodes to 60 V and energy consumption and, as a result, to an increase in the efficiency of the method for cleaning the soil from hydrocarbons.

При нагреве воды снижается ее pH и в связи с этим увеличивается ее электропроводность. На фиг. 2 представлен график зависимости pH воды от ее температуры. С понижением pH воды повышается растворимость в ней углеводородов. When water is heated, its pH decreases and, therefore, its conductivity increases. In FIG. 2 shows a graph of the pH of water versus its temperature. With decreasing pH of the water, the solubility of hydrocarbons in it increases.

Такая вода при контакте с углеводородами
- уменьшает их поверхностное натяжение и вязкость;
- образует подвижную электропроводную эмульсию.
Such water in contact with hydrocarbons
- reduces their surface tension and viscosity;
- forms a mobile electrically conductive emulsion.

Указанные свойства интенсифицируют совместное движение воды с углеводородами в почве под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, что, как следствие, приводит к снижению напряжения между электродами до 60 В и уменьшению затрат электроэнергии и увеличивает эффективность способа очистки почвы от углеводородов. These properties intensify the joint movement of water with hydrocarbons in the soil under the action of the electroosmotic effect from the central electrode to the peripheral one, which, as a result, leads to a decrease in voltage between the electrodes to 60 V and a decrease in energy costs and increases the efficiency of the method of cleaning the soil from hydrocarbons.

Предлагаемый способ очистки почвы от углеводородов по своей интенсивности аналогичен способам очистки почвы с помощью химических реагентов типа ПАВ с pH 9 и кислот pH 5,5. The proposed method for cleaning the soil from hydrocarbons in its intensity is similar to methods for cleaning the soil using chemicals such as surfactants with a pH of 9 and acids of pH 5.5.

Однако данный способ экологически чист, не требует дополнительных затрат на химические реагенты и на их нейтрализацию. However, this method is environmentally friendly, does not require additional costs for chemicals and their neutralization.

По сравнению с прототипом данный способ эффективнее прототипа по энергозатратам в 6-7 раз. Compared with the prototype, this method is 6-7 times more efficient than the prototype in terms of energy consumption.

Способ может быть реализован с помощью установки, изображенной на фиг. 3. Установка состоит из погружаемых в почву на очищаемом участке 1 центрального 2 и периферийных 3 электродов, форсунки 4 для подачи воды, насоса 5, служащего для удаления из периферийных электродов воды с углеводородами, сепаратора 6, служащего для разделения воды и углеводородов, емкости 7 с соплом Вентури 8 и нагревателем 9, насоса 10 для нагнетания воды в форсунки 4 и сопло Вентури 8. Сепаратор 6 и емкость 7 соединены трубопроводом по воде с обратным клапаном 11. Емкость 7 дополнительно соединена с форсункой 4 высоконапорным трубопроводом 12 подачи воды с pH 5,5. The method can be implemented using the setup shown in FIG. 3. The installation consists of central 2 and peripheral 3 electrodes immersed in soil on the cleaned area 1, nozzles 4 for supplying water, pump 5, which serves to remove water with hydrocarbons from peripheral electrodes, separator 6, which serves to separate water and hydrocarbons, capacity 7 with a Venturi nozzle 8 and a heater 9, a pump 10 for pumping water into the nozzles 4 and a Venturi nozzle 8. The separator 6 and the tank 7 are connected by a water pipe to the check valve 11. The tank 7 is additionally connected to the nozzle 4 by a high-pressure supply pipe 12 water with a pH of 5.5.

Пример выполнения способа. Воду с температурой 17oC, имеющую pH 7,4, подают насосом 10 из емкости 7 в сопло Вентури 8 со скоростью 30 м/с. Давление воды, протекающей по диффузору сопла Вентури 8, снижается до величины 2•103 Па. При этом происходит кавитация воды. Кавитированная жидкость поступает вновь в емкость 7. Обработка таким образом кавитацией воды ведется на протяжении 520 сек, после чего вода в емкости имеет pH 9. Полученную поверхностно активную воду насосом 10 подают через форсунку 4 в область, примыкающую к центральному электроду 2. Между центральным и периферийными электродами создают градиент напряжения 60 В. Поверхностно-активная вода с pH 9 под действием электроосмотического эффекта перемещается от центрального электрода 2 к периферийным 3. При этом она контактирует с углеводородами, загрязняющими почву, разрушает их поверхностную пленку и интенсивно вымывает их из почвы. Поверхностно-активная вода с pH 9 с углеводородами образует эмульсию, которая поступает в периферийные электроды 3, откуда она удаляется насосом 5 и подается в сепаратор 6. В сепараторе 6 эмульсию разделяют на воду, располагающуюся внизу, и углеводороды, располагающиеся вверху сепаратора 6. Отделившаяся вода поступает в емкость 7 через обратный клапан 11. Отделившиеся углеводороды направляются в накопительные цистерны.An example of the method. Water with a temperature of 17 o C, having a pH of 7.4, is fed by a pump 10 from a tank 7 to a Venturi nozzle 8 at a speed of 30 m / s. The pressure of the water flowing through the diffuser of the Venturi nozzle 8 is reduced to a value of 2 • 10 3 Pa. In this case, cavitation of water occurs. The cavitated liquid enters again into the container 7. Water is treated in such a way by cavitation for 520 seconds, after which the water in the tank has a pH of 9. The surface-active water obtained by pump 10 is fed through the nozzle 4 to the area adjacent to the central electrode 2. Between the central and peripheral electrodes create a voltage gradient of 60 V. Surface-active water with a pH of 9 under the influence of the electroosmotic effect moves from the central electrode 2 to the peripheral 3. At the same time, it contacts the hydrocarbons, knowing the soil, destroys their surface film and intensively leaches them from the soil. Surface-active water with a pH of 9 with hydrocarbons forms an emulsion, which enters the peripheral electrodes 3, from where it is removed by a pump 5 and fed to the separator 6. In the separator 6, the emulsion is separated into water located at the bottom and hydrocarbons located at the top of the separator 6. Separated water enters the tank 7 through the check valve 11. The separated hydrocarbons are sent to the storage tanks.

Описанный цикл повторяется до полного удаления углеводородов из почвы. Процесс очистки почвы поверхностно-активной водой, полученной с помощью кавитации, энергетически выгоден при температурах почвы выше 0oC.The described cycle is repeated until complete removal of hydrocarbons from the soil. The process of cleaning the soil with surface-active water obtained using cavitation is energetically beneficial at soil temperatures above 0 o C.

В случае очистки почвы с температурой ниже 0oC от углеводородов данным способом применяется вода с pH 5,5, которая получается при нагреве до 240oC в емкости 7 с помощью нагревателя 9. При нагреве воды в емкости 7 поднимается давление до 3,5 МПа. Под этим давлением вода с pH 5,5 подается, минуя насос 10, по трубопроводу 12 через форсунку 4 на обрабатываемый участок 1. Дальнейший процесс очистки почвы от углеводородов выполняется аналогично процессу, описанному выше.In the case of cleaning the soil with a temperature below 0 o C from hydrocarbons in this way, water with a pH of 5.5 is used, which is obtained by heating to 240 o C in the tank 7 using the heater 9. When the water in the tank 7 is heated, the pressure rises to 3.5 MPa Under this pressure, water with a pH of 5.5 is supplied, bypassing the pump 10, through a pipe 12 through the nozzle 4 to the treated area 1. The further process of cleaning the soil from hydrocarbons is carried out similarly to the process described above.

Claims (2)

1. Способ очистки почвы от углеводородов, включающий погружение в почву на очищаемом участке центрального и периферийных электродов, создание между центральным и периферийными электродами градиента напряжения, подачу в область, примыкающую к центральному электроду, не загрязняющей жидкости-носителя, перемещение жидкости-носителя под действием электроосмотического эффекта от центрального электрода к периферийным, вытеснение из почвы жидкостью-носителем углеводородов и удаление их из периферийных электродов, отличающийся тем, что в качестве жидкости-носителя используют воду со значением рН, равным 9, полученную воздействием на нее кавитации, или воду со значением рН, равным 5,5, полученную в результате ее нагрева. 1. A method of cleaning the soil of hydrocarbons, including immersing in the soil on the cleaned area of the central and peripheral electrodes, creating a voltage gradient between the central and peripheral electrodes, applying to the region adjacent to the central electrode not polluting the carrier fluid, moving the carrier fluid under the action the electroosmotic effect from the central electrode to the peripheral, displacement from the soil by a carrier liquid of hydrocarbons and their removal from the peripheral electrodes, characterized in that in honors the carrier liquid is water with a pH of 9, the resultant cavitation influence on it, or water with a pH of 5.5 obtained by heating it. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют воду, добываемую из пласта при разработке месторождений нефти и газа. 2. The method according to claim 1, characterized in that use the water extracted from the reservoir during the development of oil and gas fields.
RU97119403A 1997-11-19 1997-11-19 Method of removing hydrocarbons from soil RU2132757C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119403A RU2132757C1 (en) 1997-11-19 1997-11-19 Method of removing hydrocarbons from soil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97119403A RU2132757C1 (en) 1997-11-19 1997-11-19 Method of removing hydrocarbons from soil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2132757C1 true RU2132757C1 (en) 1999-07-10

Family

ID=20199277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97119403A RU2132757C1 (en) 1997-11-19 1997-11-19 Method of removing hydrocarbons from soil

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2132757C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508954C1 (en) * 2012-10-16 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2508954C1 (en) * 2012-10-16 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" Method of removal hydrocarbons, radioactive nuclides and heavy metals from soil and device to this end

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2305121C2 (en) Composition and process for improved production of oil
Romanova et al. Demulsification of water-in-oil emulsions by exposure to magnetic field
WO2015106154A1 (en) Method for recycling oilfield and other wastewater
DE60201608D1 (en) DISTILLATION DEVICE FOR LIQUIDS, METHOD FOR DISTILLING LIQUIDS, AND EQUIPMENT CONTAINING THE DISTILLATION DEVICE FOR TREATING WASTE WATER
CN110482809B (en) Method and device for electrochemically enhancing sludge concentration and synchronously removing heavy metals
RU2132757C1 (en) Method of removing hydrocarbons from soil
Abdel-Aziz et al. Oil-in-water emulsion breaking by electrocoagulation in a modified electrochemical cell
US3461674A (en) River management
CN215288453U (en) Hot washing equipment for dirty oil sludge
CN112520933B (en) Fracturing flow-back liquid oxidation air flotation-supermagnetic separation-drying system and process thereof
KR970025654A (en) Oil-water separator for emulsified wastewater and oil-water separation method using the same
RU2592521C1 (en) Two-stage method of cleaning surfaces from oil products
RU94564U1 (en) DEVICE FOR CLEANING INDUSTRIAL WASTE WATERS
JPH11502550A (en) How to recover crude oil from oil spill
RU17871U1 (en) INSTALLATION FOR CLEANING OBJECTS FROM HYDROCARBON POLLUTIONS
RU2602615C2 (en) Method of soil cleaning from hydrocarbons and pesticides and device for its implementation
US3090759A (en) Process for breaking emulsions of the oil-in-water class
JP5044746B2 (en) Oil-water separation method
RU2720938C1 (en) Two-step method of cleaning inner surface of container from contamination with oil products
CA1102275A (en) Breaking oil-in-water emulsion using porous iron electrode
KR200234635Y1 (en) Hydrogen sulfide and VOCs remove system using liguid catalyst and AC/ACF
RU2740121C2 (en) Method for washing oil-contaminated soils
RU2248253C1 (en) Method of mechanical-thermal treatment of objects from hydrocarbon pollutions
JP2001046806A (en) Method and apparatus for oil-water separation of emulsion waste liquid
SU969891A1 (en) Method of acid treatment of formation