Przegląd metod usuwania osadów olejowych

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

W procesie wydobycia, transportu, przechowywania i rafinacji ropy naftowej nieuchronnie powstaje szlam olejowy. Takie odpady zawierają dużą ilość toksycznych związków. Zagospodarowanie osadów olejowych jest pilnym problemem w przemyśle naftowym, gdyż wiele przedsiębiorstw przechowuje je na swoim terenie przez wiele lat z powodu braku składowisk odpadów lub braku obiektów przetwórczych. Tymczasem substancje te mogą być wykorzystywane jako wtórne zasoby materiałowe, które przynoszą korzyści ekonomiczne.

Klasyfikacja osadów olejowych

Szlam olejowy to złożona mieszanina ciężkich węglowodorów zawierająca znaczną ilość produktów naftowych. Te ostatnie można wydobywać na kilka sposobów i wykorzystywać do celów komercyjnych. Obiekty, w których przechowywane są osady olejowe, dzielą się na 2 rodzaje: jeziora osadów olejowych, stodoły i zbiorniki. W pierwszym przypadku substancje wylewa się bezpośrednio na ziemię, a w drugim - na wybetonowany obszar o wyraźnych granicach.

W zależności od pochodzenia szlamu olejowego dzieli się je na następującegrupy:

• pojawia się na dnie naturalnych zbiorników po przypadkowym wycieku ropy (na dole);
• utworzone w mieszaninie z płynami wiertniczymi podczas budowy studni;
• pochodzące z rafinacji ropy naftowej;
• zbiornik - składający się z płynnych substancji lepkich i żelopodobnych substancji tworzących się na ścianach;
• mielenie (gdy produkty ropopochodne dostają się na ziemię).

Skład chemiczny i zawartość zanieczyszczeń mechanicznych w szlamie olejowym jest bardzo zróżnicowana.

Metody utylizacji

Najpopularniejsze metody usuwania osadów olejowych to:

• chemiczne;
• biologiczne;
• termiczne;
• fizyczne;
• fizyczne i chemiczne.

Racjonalny wybór tej lub innej metody zależy od zawartości produktów naftowych w osadzie.

Metoda chemiczna

Obróbka chemiczna i usuwanie szlamów olejowych odbywa się metodą hermetyzacji i neutralizacji podczas reakcji z metalami ziem alkalicznych (najczęściej z wapnem palonym). W wyniku tego procesu otrzymuje się suchą substancję sproszkowaną w postaci drobnych granulek z kapsułką wapienną. Produkt ten należy do 4 klasy zagrożenia, czyli jest bezpieczny dla środowiska. Stosowany jest jako dodatek mineralny w betonie asf altowym oraz przy budowie nasypów ziemnych.

Schemat instalacji utylizacji osadów olejowych dla tej technologii przedstawia poniższy rysunek.

Granulat charakteryzuje się dużą wytrzymałością i szczelnością. Karbonizacja ich muszli trwa przez kilka miesięcy. Wady tej technologii obejmują fakt, że konieczne jest użycie specjalnego sprzętu, dużej ilości wysokiej jakości wapna palonego. Wpływ produktu końcowego na środowisko również nie jest w pełni zrozumiały. Zaletami neutralizacji chemicznej są stosunkowo niskie koszty oraz możliwość produkcji jednostek mobilnych.

Technologia biologiczna

Dekontaminacja biologiczna jest metodą najbardziej przyjazną dla środowiska, ale jej zastosowanie ogranicza się do oczyszczania tych rodzajów szlamów olejowych, które tworzą się w zbiornikach, a także wycieków na ziemi lub w naturalnych zbiornikach wodnych. Wynika to z takich czynników, jak:

• wysoka cena bioodczynników;
• konieczność przeznaczenia dużych połaci ziemi pod składowiska;
• możliwość neutralizacji w terenie tylko w ciepłym sezonie;
• wysokie ryzyko zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi i innymi szkodliwymi substancjami.

Istotą biologicznej technologii utylizacji szlamów olejowych jest wykorzystanie mikroorganizmów do biodegradacji oleju.

Istnieje również metoda przetwarzania w ogrzewanym bioreaktorze. Jest to komora, do której dostarczana jest zanieczyszczona gleba, woda, nawozy oraz pożyteczna mikroflora. W wyniku stworzenia sprzyjających warunków drobnoustroje szybko się namnażają iwystępuje rozwarstwienie substancji - produkty ropopochodne gromadzą się w górnej części reaktora, a woda - w dolnej. Pozostały osad olejowy jest wyładowywany na suszarnie. Czas trwania tego procesu wynosi 10-15 dni, po czym do komory wprowadzana jest nowa partia surowców wtórnych.

Metoda termiczna

Technologia obróbki cieplnej ma kilka modyfikacji:

• palenie w piekarnikach lub na otwartym ogniu;
• odwodnienie lub suszenie, a następnie powrót do produkcji;
• rozkład termiczny z brakiem powietrza (piroliza);
• gazyfikacja (utlenianie szlamu olejowego w celu wytworzenia gazu używanego jako paliwo).

Spalanie to najłatwiejszy sposób na pozbycie się odpadów olejowych, ale wymaga oczyszczenia i neutralizacji gazów spalinowych, które powodują znaczne szkody dla środowiska. Suszenie towarzyszą wysokie koszty energii.

Jednym z najbardziej obiecujących obszarów jest ciągła piroliza. Dzięki tej obróbce uzyskuje się olej syntetyczny i gaz pirolityczny, które są wykorzystywane jako paliwo do tego samego procesu. W tym przypadku sprzętem do utylizacji szlamów olejowych jest instalacja, której głównym elementem jest komora pirolizy, w której rozkład termiczny na frakcje następuje w temperaturze ok. 500°C. Uwolniony gaz trafia do filtrów i skraplaczy, gdzie jest oczyszczany.

W przypadku korzystania z dodatkowego systemu krakingu z szlamu olejowegoMożesz uzyskać wysokiej jakości benzynę. Jednostka jest w stanie przetwarzać wszystkie rodzaje osadów, ale z ekonomicznego punktu widzenia bardziej celowe jest stosowanie stałych produktów olejowych o niskim stopniu zawilgocenia.

Metody fizyczne i fizykochemiczne

Fizyczne metody usuwania szlamu olejowego obejmują następujące metody frakcjonowania:

• Proste osiedlenie. Jest to najtańsza i jednocześnie nieefektywna technologia.
• Wirowanie. Sprzęt odśrodkowy jest również często używany na etapie pośrednim w przygotowaniu szlamów olejowych do ich przetwarzania na inne sposoby.
• Wprowadzenie środków powierzchniowo czynnych (demulgatorów, środków zwilżających, rozpuszczalników).
• Filtrowanie.
• Ekstrakcja rozpuszczalnikami organicznymi, odpady z produkcji etylenu i acetylenu, skroplone gazy lub para. Metoda ta opiera się na wzajemnym rozpuszczaniu się związków polarnych.

Wadami wszystkich powyższych technologii jest niepełna separacja produktów naftowych.