RU2775096C1 - Способ переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости - Google Patents

Способ переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости Download PDF

Info

Publication number
RU2775096C1
RU2775096C1 RU2021118835A RU2021118835A RU2775096C1 RU 2775096 C1 RU2775096 C1 RU 2775096C1 RU 2021118835 A RU2021118835 A RU 2021118835A RU 2021118835 A RU2021118835 A RU 2021118835A RU 2775096 C1 RU2775096 C1 RU 2775096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
sandstone
sent
flotation
separation
Prior art date
Application number
RU2021118835A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Дмитриевич Ким
Алексей Владимирович Премудров
Степан Владимирович Захаров
Марк Андреевич Суетин
Original Assignee
Акционерное общество «СИТТЕК»
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество «СИТТЕК» filed Critical Акционерное общество «СИТТЕК»
Application granted granted Critical
Publication of RU2775096C1 publication Critical patent/RU2775096C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости, в котором последовательно осуществляют измельчение до 90% фракции 0,1-0,3 мм подаваемого в шаровую мельницу нефтесодержащего песчаника со скоростью 6 т/ч нефтесодержащего песчаника. После чего полученную пульпу подвергают флотации при температурном режиме пульпы 35-38°С с использованием раствора из смеси реагентов кислоты жирной талловой и керосина авиационного ТС-1 в соотношении 1:1 и 20% раствор триполифосфата натрия технического с подачей раствора в час в количестве 0.5 л из смеси реагентов и 3 л триполифосфата натрия с разделением пульпы на пенный продукт и камерный продукт контрольной флотации в виде отмытого песка направляют в вакуумный фильтр для обезвоживания и временного хранения. Пенный продукт направляют на двухфазное разделение в декантерную центрифугу с разделением на нефтесодержащую жидкость и кек, при этом нефтесодержащую жидкость направляют в нефтеловушку для разделения на нефть и воду, которую используют в оборотном цикле процесса водоснабжения, а кек, в виде обезвоженного нефтефлотоконцентрата, направляют во флотомашину на дополнительную очистку. Технический результат - повышение степени очистки нефтесодержащего песчаника от нефти с получением отмытого песка, соответствующего требованиям, предъявляемым к отходам 5 класса опасности (неопасные отходы). 1 пр., 2 табл., 1 ил.

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для извлечения нефти из нефтеносных песчаников, загрязненных нефтью почв, тяжелых нефтяных отложений в системах добычи, транспорта, хранения и переработки нефти, а также для экологической очистки грунтов (песков) от нефтепродуктов, том числе, после аварий транспортных средств и/или скважин, трубопроводов, емкостей и/или очистки морских и речных побережий.
Нефтеносные пески, известные также как гудронные пески или битумные пески, являются одним из наиболее распространенных в мире источников неочищенной нефти. Поэтому переработку нефтесодержащего песчаника, в том числе, это нефтеносные, нефтенасыщенные, битуминозные пески (далее: нефтесодержащие), в неопасные отходы относят к важной экологической и экономической мировой проблеме (подавляющее большинство мировых месторождений нефтеносного песка обнаружено в Северной Америке, в частности, в Канаде, и еще несколько месторождений - в Южной Америке).
Нефтесодержащие пески существуют в виде песчинок, окруженных тонким слоем воды и дополнительно окруженных слоем битума. Битум представляет собой тяжелую, вязкую неочищенную нефть, которую можно обрабатывать с получением высококачественных синтетических масел, используемых, например, в качестве автомобильного или авиационного топлива.
Известны способы переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости.
Известен способ разделения нефтесодержащих пород [1 - патент РФ №2051165], сущность которого состоит в измельчении нефтесодержащих пород и смешивании их с жидкостью в роторно-пульсационном аппарате при акустическом воздействии в диапазоне частот 1,0 10,0 кГц и введении полученной суспензии в среднюю часть колонны установки ниже уровня воды. С верха колонны выводят нефтесодержащие продукты. Продукт низа разделяют на твердую и жидкую фазы в одном или нескольких гидроциклонах с возвратом жидкой фазы в разделительную колонну. В качестве десорбирующей жидкости используют сырую нефть, газовый конденсат, фракции перегонки нефти, воду, водные растворы карбоната натрия, щелочей, поверхностно-активных веществ. Однако известный способ вследствие периодичности процесса перемешивания смеси песок-нефть обусловливает ограничение его производительности.
Известен способ для выделения углеводородов из твердого источника и устройство для его реализации [2 - патент РФ №2337938]. Способ включает стадии смешение содержащего битум твердого источника с водой в резервуаре первичного разделения с образованием суспензии, затем последующее отделение от суспензии, по меньшей мере, части битума при помощи одного из известных методов (например, осаждения, флотации, механического перемешивания, промывки водой, насыщения воздухом, гравитационного разделения и противоточного обезвоживания); отведение части отделенного битума от суспензии; после чего перемещение оставшейся суспензии в резервуар вторичного разделения; отведение битума и твердой фазы из резервуара вторичного разделения; и последующей рециркуляция воды из резервуара вторичного разделения в резервуар первичного разделения. Однако известный способ не обеспечивают рационального экстрагирования битума из нефтеносного песка, а его использование в промышленности ограничено из-за существенного удорожания процесса экстрагирования битума, но, что является главным, его использование ведет к образованию большого количества опасных отходов.
Известен способ переработки нефтесодержащих песков [3 - патент РФ №2408652], сущность реализации которого состоит в измельчении исходного сырья, экстракции с использованием органического растворителя, разделении полученной смеси на жидкую и твердую фазы, последующим разделении жидкой фазы с получением целевого продукта-битума и регенерируемого растворителя, причем с выводом осушенной твердой фазы путем контактирования в экстракторе во взвешенном состоянии измельченного нефтеносного песка в органическом растворителе с последующей подачей полученной суспендированной среды на центрифугирование для разделения на жидкую и твердую фазы; при этом процесс экстракции проводят циклически, а центрифугирование - непрерывно, причем разделение жидкой фазы на целевой продукт-битум и регенерируемый растворитель проводят путем двухстадийного испарения с отделением от них на второй стадии - ректификации дизельной фракции; полученную осушенную твердую фазу песка направляют на брикетирование. Достоинством известного способа является то, что в нем не используются пожаро- или взрывоопасные химические реагенты. Однако известный способ переработки нефтеносных песков и устройство для его реализации имеют достаточно сложную схему разделения водонефтяной эмульсии, полученной в результате прямого контакта частиц нефтеносного песка, воды, ПАВ и водяного пара, поскольку для отделения углеводородов приходится применять специальные приемы и осуществлять отделение целевых продуктов в две стадии, а, кроме того, для проведения экстракции битума требуется использование большого количества воды.
Известен способ получения углеводородов из содержащего их песка [4 - патент РФ №2475514] с использованием водного раствора реагента, способного эмульгировать углеводороды в водной среде, включающего перемешивание песка с указанным водным раствором реагента с получением смеси песка с водно-углеводородной эмульсией, при этом в качестве реагента используют композицию, содержащую полиэлектролит, неионогенное ПАВ и щелочной агент, способную эмульгировать углеводороды в водной среде с образованием нестойкой эмульсии, используют водный раствор указанной композиции с концентрацией от 2 до 6 мас.% в количестве не менее 1,0 м3 на одну тонну песка, при этом осуществляют гравитационный отстой смеси, полученной на стадии перемешивания песка с водным раствором композиции, с разделением указанной смеси на органическую фазу, содержащую углеводороды, на водную фазу, содержащую водный раствор композиции, и на твердую фазу, а также с последующим отбором органической фазы в качестве целевого продукта. Однако в известном способе, в котором обеспечивается достаточно полное извлечение углеводородов из нефтенасыщенного песка, необходимость осуществления операции введения в эмульсию специального разрушающего агента усложняет способ необходимостью использования углеводородного растворителя.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ флотации нефтесодержащих песков [5 - патент РФ №2452761], выбранный в качестве прототипа. Известный способ предназначен для извлечения битумного концентрата из нефтесодержащих (битуминозных) пород с повышенным качеством, для чего поток сырья подают в резервуар, содержащий, по меньшей мере, одну камеру для грубой флотации для создания потока грубого концентрата и потока грубых отходов, причем поток грубого концентрата подают в резервуар, содержащий, по меньшей мере, одну камеру для очистной флотации для создания потока более чистого концентрата, содержащего окончательный продукт флотации, и потоков как более чистых отходов, так и более грубых отходов, которые, по меньшей мере, частично обезвоживают и выпускают в зону хранения отходов.
Недостатками известного способа являются потери, связанные с не извлеченным битумом в виде отходов, а также связанные с этим дополнительные издержки на следующих стадиях производства, которые связаны с удалением песка из нефтесодержащего песчаника.
Технический результат заявленного изобретения состоит в повышении степени очистки нефтесодержащего песчаника от нефти с получением отмытого песка, соответствующего требованиям, предъявляемым к отходам 5 класса опасности (неопасные отходы).
Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости, в соответствии с заявленным изобретением, последовательно осуществляют измельчение до 90% фракции 0,1-0,3 мм подаваемого в шаровую мельницу со скоростью 6 т/ч нефтесодержащего песчаника, после чего полученную пульпу подвергают флотации при температурном режиме пульпы 35-38°С с разделением пульпы на пенный продукт и отмытый песчаник с использованием раствора из смеси реагентов кислоты жирной талловой и керосина авиационного ТС-1 в соотношении 1:1 и 20% раствор триполифосфата натрия технического с подачей раствора в час в количестве 0.5 л из смеси реагентов и 3 л триполифосфата натрия, после чего проводят двухфазное разделение в декантерной центрифуге, затем камерный продукт контрольной флотации в виде отмытого от нефти песка направляют в вакуумный фильтр для обезвоживания и временного хранения, затем нефтесодержащую жидкость направляют в нефтеловушку для разделения на нефть и воду, которую используют в оборотном цикле процесса водоснабжения, а кек, в виде обезвоженного нефтефлотоконцентрата, направляют во флотомашину на дополнительную очистку.
Сущность заявленного способа переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости поясняется чертежом, на котором представлена схема установки для реализации указанного способа, которая состоит из приемных бункеров 1 и 2, дробилки 3, аккумулирующих бункеров 4, 5, 6 и 7 шаровых мельниц 8 и 9, насосов 10, 11, 13, 14, 16, 17, 21, 22, 24 и 27, бурового насоса 19, флотомашин 12, 15, 20, декантерных центрифуг 18, 23, ленточного вакуумного фильтра 25, нефтеловушки 26.
Заявленный способ переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы иллюстрируется принципиальной схемой установки, приведенной на чертеже, и его работа осуществляется следующим образом.
Нефтетитановая руда (далее НТР) аккумулируется в приемном бункере 1, а нефтесодержащий песчаник (далее ННП) - в бункере 2. Цепочкой конвейеров нефтетитановая руда или нефтесодержащие песчаники подаются и измельчаются на дробилке 3 и распределяются в аккумулирующие бункеры: НТР – в бункеры 4 и 5; ННП - в бункеры 6 и 7.
Нефтетитановая руда из аккумулирующего бункера 4 или 5 направляется на измельчение в шаровую мельницу 8. Измельченная руда насосом 10 направляется на флотомашину основной флотации 12. Пенный продукт флотации (нефтефлотоконцентрат) насосом 14 направляется на перечистную флотацию 15, где содержание TiO2 доводится до 45%. Отмытый песчаник насосом 13 направляется на фильтр для его обезвоживания и дальнейшего складирования на место накопления и временного хранения. Нефтефлотоконцентрат насосом 17 направляется на декантерную центрифугу 18 для двухфазного разделения. Кек (в виде обезвоженного нефтефлотоконцентрата), буровым насосом 19 направляется на прокалку (обжиг).
Нефтесодержащие песчаники из аккумулирующих бункеров 5 или 6 направляются на измельчение в шаровую мельницу 9. Измельченный ННП насосом 11 направляется во флотомашину 20 для отделения от песчаника нефти. Отмытый песок насосом 21 направляется на фильтр 25 для его обезвоживания и дальнейшего складирования на место накопления и временного хранения. Пенный продукт флотации насосом 22 направляется на декантерную центрифугу 23, где происходит разделение на песчаник и нефтесодержащую жидкость. Песчаник насосом 24 подается во флотомашину 12. Нефтесодержащая жидкость с декантерных центрифуг 18 и 23 разделяется в нефтеловушке 26 на воду и нефть. Вода c помощью насоса 27 поступает в водооборотный цикл производства. Нефть вывозится автомобильным транспортом.
Пример
Ниже в качестве примера реализации заявляемого способа приведен его рабочий цикл, включающий последовательное проведение технологической операции в режиме реального времени с использованием конкретного оборудования и полученного в результате переработки нефтесодержащего песчаника заявленным способом в отмытый песчаник класса опасности 5.
При проведении апробации заявленного способа получения отмытого песчаника была осуществлена переработка нефтесодержащего песчаника с содержанием диоксида титана до 6,59% и содержанием нефти от 7% до 12% (технологическая схема установки представлена на чертеже). На шаровой мельнице 9 проводили измельчение нефтесодержащего песчаника до 90% фракции 0,1-0,3 мм. Подача нефтесодержащего песчаника в шаровую мельницу 9 составляет 6 т/ч. С шаровой мельницы 9 полученную пульпу шламовым насосом 11 направляли на флотомашину 20, в процессе флотации за счет гидрофобности и гидрофильности веществ происходило разделение пульпы на пенный продукт и камерный (отмытый песчаник). В процессе флотации использовались следующие реагенты: раствор кислоты жирной талловой сорт первый и керосина авиационного ТС-1 в соотношении 1:1 (далее КЖТ) и 20% раствор триполифосфата натрия технического. Подача реагентов осуществлялась в следующем количестве в час: КЖТ 0,5 л и 3 л триполифосфата натрия во флотомашину 20. Температурный режим пульпы во флотомашине составляет 35-38°С. Пенный продукт флотации (нефтефлотоконцентрат) направлялся на двухфазное разделение в декантерную центрифугу 23. Камерный продукт контрольной флотации (отмытый песок) шламовым насосом 21 направлялся на ленточный вакуумный фильтр 25 для его обезвоживания и отведения на временное место хранения. В декантерной центрифуге 23 на нефтефлотоконцентрат воздействует центробежная сила, в результате чего из-за разности плотностей песчаника и нефтесодержащей жидкости происходит его разделение на нефтесодержащую жидкость (НСЖ) и кек. Нефтесодержащая жидкость направляется в нефтеловушку 26 для разделения на нефть и воду, которая используется в оборотном цикле водоснабжения процесса. Кек направляется в флотомашину 12 для дополнительной очистки песчаника.
Данные лабораторных исследований на содержание нефти в отмытых песках нефтесодержащего песчаника представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Содержание нефти в нефтесодержащем песчанике
№ пробы Наименование пробы Содержание нефти, %
1 2 3
246 Нефтесодержащий песчаник 8,14
305 Нефтесодержащий песчаник 8,29
308 Нефтесодержащий песчаник 8,18
331 Нефтесодержащий песчаник 9,97
338 Нефтесодержащий песчаник 12,59
Таблица 2
Содержание нефти в отмытом песке нефтесодержащего песчаника
№ пробы Наименование пробы Содержание нефти, %
1 2 3
4370 Отмытый песок 0,2
4398 Отмытый песок 0,29
4431 Отмытый песок 0,25
4443 Отмытый песок 0,38
4456 Отмытый песок 0,29
Как показывают результаты проведенных опытно-промышленных испытаний, наблюдается существенное снижение содержания нефти в нефтесодержащем песчанике порядка на 96,19% - 97,7% от ее исходного содержания, что подтверждается также и многочисленными лабораторными исследованиями нефтесодержащего песчаника и отмытого песка нефтесодержащего песчаника, как это видно из представленных выше таблиц 1 и 2, в столбце 3 которых указано содержания нефти в исследуемых пробах: соответственно в таблица 1 – в нефтесодержащем песчанике, и в таблице 2 – в отмытом песке нефтесодержащего песчаника.
Результаты проведенных лабораторных и промышленно-опытных апробаций подтверждают перспективность использования заявленного изобретения в промышленных масштабах с реальной возможностью существенного снижения рисков загрязнения окружающей среды, связанные с деятельностью нефтяной промышленности.
Кроме этого, дополнительным положительным фактором использования заявленного способа, являются и такие сопутствующие экономические факторы, как реальная возможность дополнительного извлечения нефти, что в целом повышает эффективность деятельности в этой сфере предприятий по коэффициенту ее извлечения, а кроме того, появляется реальная возможность использовать в строительной отрасли отмытый при этом новом способе переработки песок, что делает, в свою очередь, деятельность компаний по добыче нефтесодержащих песчаников и руд подземным способом, безотходным производством.
Вместе с тем, новый способ позволяет переработать нефтесодержащий песчаник (наряду с измельченной нефтетитановой рудой) от нефти с высокой степенью очистки и с получением отмытого песка, соответствующего требованиям, предъявляемым к отходам 5 класса опасности (неопасные отходы), что делает его особенно востребованным, для очистки подтоварных вод, которые загрязнены нефтесодержащими продуктами или отходами, например, образовавшимися в результате отстаивания в резервуарах на объектах, связанных с нефтедобычей или другими нефтяными промыслами, в частности, нефтеперерабатывающими заводами, нефтебазами, или установками подготовки нефти, а также в пластовых водах, которые залегают в расщелинах, трещинах или подземных порах горных пород или нефтяном пласте.
Источников информации
1. Патент РФ №2051165; МПК: C10G 1/04; B03B 5/34.
2. Патент РФ №2337938; МПК: C10G 1/04.
3. Патент РФ №2408652; МПК: C10G 1/04.
4. Патент РФ №2475514; МПК: C10G 1/00; C10G 1/04.
5. Патент РФ №2452761; МПК: C10G 1/00; B03B 5/00; C10C 3/00 (прототип).

Claims (1)

  1. Способ переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости, в котором последовательно осуществляют измельчение до 90% фракции 0,1-0,3 мм подаваемого в шаровую мельницу нефтесодержащего песчаника со скоростью 6 т/ч нефтесодержащего песчаника, после чего полученную пульпу подвергают флотации при температурном режиме пульпы 35-38°С с использованием раствора из смеси реагентов кислоты жирной талловой и керосина авиационного ТС-1 в соотношении 1:1 и 20% раствор триполифосфата натрия технического с подачей раствора в час в количестве 0.5 л из смеси реагентов и 3 л триполифосфата натрия с разделением пульпы на пенный продукт и камерный продукт контрольной флотации в виде отмытого песка направляют в вакуумный фильтр для обезвоживания и временного хранения, а пенный продукт направляют на двухфазное разделение в декантерную центрифугу с разделением на нефтесодержащую жидкость и кек, при этом нефтесодержащую жидкость направляют в нефтеловушку для разделения на нефть и воду, которую используют в оборотном цикле процесса водоснабжения, а кек, в виде обезвоженного нефтефлотоконцентрата, направляют во флотомашину на дополнительную очистку.
RU2021118835A 2021-06-28 Способ переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости RU2775096C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2775096C1 true RU2775096C1 (ru) 2022-06-28

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425227A (en) * 1981-10-05 1984-01-10 Gnc Energy Corporation Ambient froth flotation process for the recovery of bitumen from tar sand
RU2214439C2 (ru) * 1998-11-16 2003-10-20 БиЭйчПи МИНЕРАЛС ИНТЕРНЭШНЛ ИНК. Способ экстракции и восстановления битума из битумной пены и применяемый для этого способ противоточной декантации
RU2408652C1 (ru) * 2009-08-04 2011-01-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Способ и установка переработки битуминозных песков
RU2452761C2 (ru) * 2007-05-29 2012-06-10 Экстрейта Текнолоджи Пти Лтд Схема флотации нефтеносных песков
RU2475514C1 (ru) * 2011-10-17 2013-02-20 Валерий Владимирович Минаков Способ получения углеводородов из содержащего их песка
WO2020227613A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 Arq Ip Limited Processes for utilisation of purified coal to upgrade refinery process components in the manufacture of petroleum coke

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425227A (en) * 1981-10-05 1984-01-10 Gnc Energy Corporation Ambient froth flotation process for the recovery of bitumen from tar sand
RU2214439C2 (ru) * 1998-11-16 2003-10-20 БиЭйчПи МИНЕРАЛС ИНТЕРНЭШНЛ ИНК. Способ экстракции и восстановления битума из битумной пены и применяемый для этого способ противоточной декантации
RU2452761C2 (ru) * 2007-05-29 2012-06-10 Экстрейта Текнолоджи Пти Лтд Схема флотации нефтеносных песков
RU2408652C1 (ru) * 2009-08-04 2011-01-10 Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") Способ и установка переработки битуминозных песков
RU2475514C1 (ru) * 2011-10-17 2013-02-20 Валерий Владимирович Минаков Способ получения углеводородов из содержащего их песка
WO2020227613A1 (en) * 2019-05-09 2020-11-12 Arq Ip Limited Processes for utilisation of purified coal to upgrade refinery process components in the manufacture of petroleum coke

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5985138A (en) Tar sands extraction process
US5316664A (en) Process for recovery of hydrocarbons and rejection of sand
CA2580098C (en) Separation of tar from sand
US8382976B2 (en) Recovery of bitumen from froth treatment tailings
EP2238215A1 (en) Separation of tailings that include asphaltenes
EA021809B1 (ru) Способ отделения неорганического материала от необработанных нефтеносных песков
US4575418A (en) Coal cleaning and the removal of ash from coal
US4055480A (en) Multi-phase separation methods and apparatus
US4392941A (en) Recovery of bitumen from tar sands sludge using additional water
US3509037A (en) Tar sand separation process using solvent,hot water and correlated conditions
CA1291957C (en) Treatment of froth form oil sands hot water recovery process
US4456533A (en) Recovery of bitumen from bituminous oil-in-water emulsions
US3547803A (en) Recovery of oil from bituminous sands
RU2775096C1 (ru) Способ переработки нефтесодержащего песчаника в неопасные отходы с получением отмытого песка, нефти и/или нефтесодержащей жидкости
US4294695A (en) Multi-phase separation methods and apparatus
CA2758608C (en) Methods for separation of bitumen from oil sands
EP0034896B1 (en) Treatment of heterogeneous liquid materials
CA1238597A (en) Process for recovery of bitumen from waste water of tar sands processing
US20020104799A1 (en) Tar sands extraction process
EA026296B1 (ru) Способ извлечения битума из нефтеносного песка
US9296954B2 (en) Treatment of poor processing bitumen froth using supercritical fluid extraction
CA2932835C (en) Process for recovering bitumen from froth treatment tailings
RU2051165C1 (ru) Способ разделения нефтесодержащих пород
CA2183380C (en) Increasing settling rate of fine solids in oil sand tailings
CA1146897A (en) Recovery of bitumen from tar sands sludge using additives