RU2724778C2 - Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов - Google Patents
Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724778C2 RU2724778C2 RU2016119643A RU2016119643A RU2724778C2 RU 2724778 C2 RU2724778 C2 RU 2724778C2 RU 2016119643 A RU2016119643 A RU 2016119643A RU 2016119643 A RU2016119643 A RU 2016119643A RU 2724778 C2 RU2724778 C2 RU 2724778C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- oil
- magnetite nanoparticles
- magnetite
- ferromagnetic filter
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D17/00—Separation of liquids, not provided for elsewhere, e.g. by thermal diffusion
- B01D17/02—Separation of non-miscible liquids
- B01D17/0202—Separation of non-miscible liquids by ab- or adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/288—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using composite sorbents, e.g. coated, impregnated, multi-layered
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/40—Devices for separating or removing fatty or oily substances or similar floating material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/48—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields
- C02F1/488—Treatment of water, waste water, or sewage with magnetic or electric fields for separation of magnetic materials, e.g. magnetic flocculation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях для доочистки вод от эмульгированных нефтепродуктов. Для осуществления способа в очищаемую воду добавляют водный раствор суперпарамагнитных наночастиц магнетита с размерами около 10 нм и средним размером агрегатов 0,8 мкм. Для извлечения омагниченной эмульсии, покрытой слоем наночастиц магнетита, используют ферромагнитный фильтр, наполнитель которого представляет собой упорядоченный набор тонких стальных стержней диаметром 1 мм, вдоль которых проходит очищаемая вода. Очищаемые воды пропускают через такой ферромагнитный фильтр, внутри которого создают магнитное поле, обеспечиваемое неодимовыми магнитами, с индукцией от 2000 до 5500 Гс. Способ обеспечивает оптимизацию способа и повышение степени очистки обрабатываемых вод от эмульгированных нефтепродуктов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 3 пр.
Description
Изобретение предназначено для защиты окружающей среды от нефтяных загрязнений. Может быть использовано для доочистки вод от эмульгированных нефтепродуктов на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях.
Известны многочисленные способы очистки воды с применением различных ферромагнитных сорбентов и способов захвата загрязнений.
Известен способ очистки воды от эмульгированной нефти, где предложено использовать в качестве адсорбента гранулы и порошка с диаметром частиц не более 100 мкм прокаленного гальваношлама, в котором основную часть занимает у оксид железа [Пат. 2156225 Российская Федерация, МПК C02F 1/40, B01D 17/05, C02F 101:32. Способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты / В. М. Макаров; Л. А. Петрухно; Л. А. Тельцова; заявитель и патентообладатель Ярославский государственный технический университет. - №:99119876/12; заявл. 16.09.1999; опубл. 20.09.2000]. При этом порошок имеет функцию не только сорбента, но и деэмульгатора. Данный порошок смешивают с постоянными магнитами сферической формы 8-10 мм. Полученная смесь является адсорбционным комплексом, через который пропускают загрязненную воду.
Недостатком данного способа очистки является сложность обслуживания адсорбционного комплекса.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является метод по очистке сточных вод от нефти, масел и других органических примесей [Пат. 1792919 СССР, МПК C02F 1/28, 1/48. Способ очистки воды от органических примесей / В.А, Чумаков, В.А. Ларичев, М.М. Загубытько и А.А. Харитонова; заявитель и патентообладатель Днепропетровский горный институт им. Артемова. - №:408909; заявл. 29.05.1990; опубл. 07.02.1993, Бюл. №5. - 3 с.]. В воду, загрязненную органическими примесями, добавляют сухой магнетитовый концентрат с размером частиц 50-70 мкм в количестве 65-70% масс. Полученную суспензию пропускают через намагничивающее устройство, где отделяют очищенную воду. В дальнейшем для экономического эффекта направляют магнетитовый концентрат загрязненный нефтепродуктами на аглофабрики металлургических заводов. Сгорающие при этом нефтепродукты экономят энергию, которая расходуется на аглопроцесс.
Недостатком данного способа является применение крупного размер сухого порошкового магнетита, что снижает его сорбционную способность.
Своеобразный подход магнитной обработки воды описан в работе [Пат. 2466238 Российская Федерация, МПК Е02В 15/04, C02F 1/48. Способ сбора с поверхности воды разливов нефти / В.В. Шайдаков, А.А. Селуянов, О.Ю. Полетаева, Е.В. Шайдаков, Е.В. Чернова; заявитель и патентообладатель ООО "Инжиниринговая компания "ИНКОМП-НЕФТЬ. - 2011119014/13; заявл. 12.05.2011; опубл. 10.11.2012, Бюл. №31. - 4 с.]. Тонкодисперсный магнетит распыляют по поверхности. После растворения сорбента в нефтепродуктах его прокачивают через намагничивающее устройство, которое состоит из магнитных пластин с антифрикционным покрытием, снижающим силу адгезии между частицами и поверхностью пластинки. Ферромагнитные частицы, покрытые нефтепродуктами, намагничиваются в этом магнитном поле. Далее смесь направляется в турбулизатор, где происходит коагуляция частиц и образование крупных агрегатов за счет остаточной намагниченности. После чего агломераты отделяются от воды осаждением или фильтрованием. Эффект очистки воды с использованием данного устройства автор оценивает на 98%.
Недостатком данного способа очистки является сложный многократный процесс очистки.
Цель изобретения - оптимизировать способ очистки вод от эмульгированных нефтепродуктов путем увеличения степени дисперсности магнитного сорбента и использования предлагаемого ферромагнитного фильтра.
Данный способ очистки заключается в использовании водного раствора высокодисперсных магнитных частиц магнетита. Конденсация магнитных наночастиц магнетита проводилась, путем воздействия оснований на раствор смеси солей 2- и 3-валентного железа. Образующиеся наночастицы Fe3O4 имеют достаточно узкое распределение по размерам около 10 нм. Частицы таких размеров обладают суперпарамагнитными свойствами, т.е. обладают большим магнитным моментом и отсутствием остаточной намагниченности. Несмотря на это, частицы подвержены слипанию и образованию агрегатов за счет межмолекулярного взаимодействия. При этом, средний размер образованных из наночастиц агрегатов в водном растворе составил 0,8 мкм. Несмотря на свои низкие гидрофобные свойства наночастицы обладают повышенной поверхностной активностью на границе нефти и воды, даже при высоком минеральном составе пластовых и сточных вод и при образовании стабильных эмульсий.
Вода, содержащая тонкоэмульгированные нефтепродукты, первоначально смешивается в определенном соотношении с водным раствором наночастиц магнетита. После этого она поступает в ферромагнитный фильтр. Фиг. 1 - Ферромагнитный фильтр. а) Общий вид ферромагнитного фильтра. б) Стержни ферромагнитного фильтра. Внутри него размещена упаковка из упорядоченного множества тонких стальных стержней. Силовые линии магнитного поля пронизывают стальные стержни, тем самым, образуя полюса, где наблюдается усиление индукции магнитного поля. Омагниченные эмульсионные капли стремятся занять область, где наблюдается наибольшее значение магнитной индукции. На поверхности стержня капли укрупняются под действием магнитной силы. Исследования показали, что наночастицы магнетита становятся магнитно насыщенными в поле не менее 100 кА/м, поэтому для эффективного извлечения должно наблюдаться поле выше этого значения.
Для проведения опытов макет ферромагнитного фильтра (Фиг. 1) был изготовлен из железных стержней диаметром 1 мм. Корпус устройства изготовлен из пластикового материала. Магнитное поле внутри, создаваемое неодимовыми магнитами, составляло от 2000 до 5500 Гс.
Все образцы пластовых вод были отобраны с Ярегского и Нижнечутинского месторождений из резервуаров-отстойников.
Пример 1: Водный концентрат высокодисперсного магнетита перемешивался в емкости объемом 1 л. нефтесодержащей пластовой воды с Ярегского месторождения в течение 10 мин. Далее жидкость пропускалась через ферромагнитный фильтр со скоростью 15 м/ч. Результаты приведены в таблице 1.
Пример 2: В следующем эксперименте водный концентрат высокодисперсного магнетита перемешивался в емкости объемом 1 л. с нефтесодержащей пластовой водой с Нижнечутинского месторождения в течение 10 мин. И далее пропускался через магнитный сепаратор со скоростью 15 м/ч. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.
Пример 3: Результаты очистки пластовой воды Нижнечутинского месторождения водным раствором наночастиц магнетита (размер частиц магнетита 10 нм, средний размер агрегатов 0,8 мкм)
Claims (3)
1. Способ очистки вод от эмульгированных нефтепродуктов, включающий использование магнетита в качестве сорбента с последующим отделением очищенной воды, отличающийся тем, что используют суперпарамагнитные наночастицы магнетита, для извлечения омагниченной эмульсии, покрытой слоем наночастиц магнетита, используют ферромагнитный фильтр, наполнитель которого представляет собой упорядоченный набор тонких стальных стержней, вдоль которых проходит очищаемая вода.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используются суперпарамагнитные наночастицы магнетита с размерами около 10 нм и средним размером агрегатов 0,8 мкм.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель ферромагнитного фильтра представляет собой упорядоченное множество тонких стальных стержней диаметром 1 мм, находящихся в магнитном поле с индукцией от 2000 до 5500 Гс, создаваемом неодимовыми магнитами.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016119643A RU2724778C2 (ru) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016119643A RU2724778C2 (ru) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016119643A RU2016119643A (ru) | 2017-11-23 |
| RU2016119643A3 RU2016119643A3 (ru) | 2018-08-01 |
| RU2724778C2 true RU2724778C2 (ru) | 2020-06-25 |
Family
ID=63113280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016119643A RU2724778C2 (ru) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724778C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796307C1 (ru) * | 2022-07-07 | 2023-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Навигатор" | Наноструктурированные сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов и способ очистки воды |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2752892C2 (ru) * | 2018-12-05 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ухтинский государственный технический университет" | Высокоградиентный неодимовый магнитный сепаратор с ферромагнитным картриджем |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1792919C (ru) * | 1990-05-29 | 1993-02-07 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Способ очистки воды от органических примесей |
| RU2430887C1 (ru) * | 2010-04-07 | 2011-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов |
| RU2011121238A (ru) * | 2008-10-27 | 2012-12-10 | Адвантаджес Системс, Ллс | Способ очищения жидкости с использованием магнитных наночастиц |
| CN102910684A (zh) * | 2012-08-13 | 2013-02-06 | 中国科学院物理研究所 | 单分散四氧化三铁纳米颗粒的克规模合成方法 |
| CN103966908A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-06 | 蚌埠凤凰滤清器有限责任公司 | 一种具有强磁性的机油滤清器用复合滤纸及其制备方法 |
| US9241679B2 (en) * | 2012-06-26 | 2016-01-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for filtering high-frequency electromagnetic beams and irradiation apparatus or device for irradiating an object |
-
2016
- 2016-05-20 RU RU2016119643A patent/RU2724778C2/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU1792919C (ru) * | 1990-05-29 | 1993-02-07 | Днепропетровский горный институт им.Артема | Способ очистки воды от органических примесей |
| RU2011121238A (ru) * | 2008-10-27 | 2012-12-10 | Адвантаджес Системс, Ллс | Способ очищения жидкости с использованием магнитных наночастиц |
| RU2430887C1 (ru) * | 2010-04-07 | 2011-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" | Способ очистки сточных вод от эмульгированных нефтепродуктов |
| US9241679B2 (en) * | 2012-06-26 | 2016-01-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and apparatus for filtering high-frequency electromagnetic beams and irradiation apparatus or device for irradiating an object |
| CN102910684A (zh) * | 2012-08-13 | 2013-02-06 | 中国科学院物理研究所 | 单分散四氧化三铁纳米颗粒的克规模合成方法 |
| CN103966908A (zh) * | 2014-03-31 | 2014-08-06 | 蚌埠凤凰滤清器有限责任公司 | 一种具有强磁性的机油滤清器用复合滤纸及其制备方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2796307C1 (ru) * | 2022-07-07 | 2023-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Навигатор" | Наноструктурированные сорбенты для очистки воды от нефтепродуктов и способ очистки воды |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016119643A3 (ru) | 2018-08-01 |
| RU2016119643A (ru) | 2017-11-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Simonsen et al. | Potential applications of magnetic nanoparticles within separation in the petroleum industry | |
| Merino-Martos et al. | Setting up high gradient magnetic separation for combating eutrophication of inland waters | |
| KR101681309B1 (ko) | 자성을 이용한 응집 슬러지 고속 침전방법 | |
| Xiong et al. | Acceleration of floc-water separation and floc reduction with magnetic nanoparticles during demulsification of complex waste cutting emulsions | |
| Xiong et al. | Coupling magnetic particles with flocculants to enhance demulsification and separation of waste cutting emulsion for engineering applications | |
| CN109354139B (zh) | 一种利用磁性颗粒快速处理机械加工废弃乳化液的方法 | |
| RU2724778C2 (ru) | Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов | |
| WO2020070336A1 (en) | A method for purifying a liquid with magnetic and centrifugal forces | |
| Tsouris et al. | Surfactant effects on the mechanism of particle capture in high-gradient magnetic filtration | |
| RU2462303C2 (ru) | Порошкообразный магнитный сорбент для сбора нефти, масел и других углеводородов | |
| Wang et al. | Demulsification performance and mechanism of oil droplets by electrocoagulation: Role of surfactant | |
| Chun et al. | Oil spill remediation using magnetic separation | |
| Štefušová et al. | Use of magnetic filtration in waste water treatment | |
| Osorio et al. | Oilfield-produced water treatment using bare maghemite nanoparticles | |
| Golzar et al. | Experimental study and numerical solution of poly acrylic acid supported magnetite nanoparticles transport in a one-dimensional porous media | |
| CA2822704A1 (en) | Method and apparatus for the separation of oil and water using hydrophobic and hydrophilic functional solid particles | |
| KR100977527B1 (ko) | 자기장을 이용한 중금속 오염 미세토양 슬러리 정화 방법 | |
| RU2333158C1 (ru) | Способ очистки нефтесодержащих сточных вод | |
| Candido et al. | A review on the synthesis and application of magnetic nanoadsorbents to the treatment of oilfield produced water | |
| Denisova et al. | Synthesis of magnetic adsorbents for the purification of aquatic environments from oil. | |
| JP6845538B2 (ja) | マグネタイト強磁性物質懸濁微粒子の除去設備 | |
| RU2088534C1 (ru) | Порошкообразный сорбент для сбора нефти, масел и других углеводородов | |
| CN105967433A (zh) | 一种重质石油乳化废水处理方法 | |
| RU2466238C1 (ru) | Способ сбора с поверхности воды разливов нефти | |
| RU2750039C1 (ru) | Лабораторная установка для испытания образцов магнитоактивных сорбентов по очистке воды |