Отправить заявку

Продукция / Выделение легких фракций из нефтяных шламов

Выделение легких фракций из нефтяных шламов

Выделение легких фракций из нефтяных

шламов, являющихся отходами нефтедобывающих производств

Добыча нефти на современном технологическом этапе сопровождается образованием значительного количества разнообразных отходов:

  • буровые шламы, являющиеся смесью полученных при очистке нефти пластовых вод,
  • буровые и тампонажные растворы, продукты испытания скважин, материалы для приготовления и химической обработки буровых и тампонажных растворов,
  • ГСМ, хозяйственно-бытовые сточные воды и твердые бытовые отходы, ливневые сточные воды.

Процентное соотношение между этими компонентами может быть самое разнообразное в зависимости от геологических условий, технического состояния оборудования, культуры производства и т.д. Так, по данным ОАО "Когалымнефтегаз", при бурении скважины глубиной 2600 м в амбаре содержится около 65% воды, 30% шлама (выбуренной породы), 5,5% нефти, 0,5% бентонита и 0,5% различных присадок, обеспечивающих оптимальную работу буровой установки.

Содержание нефтепродуктов в шламе того же месторождения колеблется в пределах от 2000 до 13870 мг/кг. Нефтяная часть шлама представлена в основном парафино-нафтеновыми углеводородами — 41,8% масс., из них 20% масс. — твердые парафины. асфальтены — 5,6% масс.; смолы — 19,2% масс., полициклические ароматические углеводороды — 20,1 % масс. В образцах асфальто-смолистых парафиновых отложений, отобранных из амбаров нефтепромыслов Западной Сибири, содержание парафино-церезиновых компонентов с температурами плавления 66-84°С составляет 40-70% масс.; содержание органической части — 72-90% масс. Нефтяная часть отходов распределяется в шламовом амбаре следующим образом: 7-10% нефтеуглеводородов сорбируется на шламе, 5-10% находится в эмульгированном и растворенном состоянии, остальные углеводороды находятся на поверхности амбара в виде пленки.


Неорганическую часть составляют в основном окислы кремния и железа (песок, продукты коррозии), небольшие количества (менее 1%) соединений алюминия, натрия, цинка и других металлов. Складируемые в амбарах и на поверхности земли нефтяные отходы испытывают влияние внешних факторов, что создает возможность появления в их составе дополнительных соединений, отсутствующих в исходных техногенно-минеральных образованиях.

Н.Д.Зелинским была предложена идея низкотемпературного каталитического крекинга нефтяного сырья с использованием в качестве катализатора хлорида алюминия. При этом в качестве основной реакции пиролиза выступает крекинг углеводородной цепи с образованием олефина и парафина. Первичные продукты реакции претерпевают дальнейшее расщепление (вторичный крекинг). В итоге получается смесь легких углеводородов, обогащенная олефинами. Конечными продуктами дальнейшего цикла реакций, представляющих собой реакции дегидрирования в условиях пиролиза при температурах 900 – 1000 градусов Цельсия являются полициклические углеводороды и кокс.

Недостатками цикла реакций Н.Д.Зелинского являются высокие затраты энергии на нагрев до температуры реакции, значительные финансовые затраты, связанные с необходимостью использования печи больших размеров, усложнения системы, связанные с необходимостью разделения продуктов пиролиза и полимеризации ненасыщенных углеводородов.

Многообразие протекающих вторичных реакций усложняет точное моделирование процесса. Разнообразие химического состава, токсичность соединений и высокая стоимость доставки на перерабатывающие предприятия затрудняют использование нефтешламов в качестве сырья.

Использование низкотемпературной (газоразрядной) плазмы может стать одним из перспективных и технологичных способов выделения легких фракций из нефтяных шламов.

Особенностью использования низкотемпературной плазмы является возможность достижения высоких энерговкладов (10 – 20 кВт/см2) в объем плазмы. Высокая энергия радикалов, образующихся в плазме, придает процессам, происходящим в плазме высокую химическую активность. Это создает хорошие перспективы для управления процессами деструкции высокомолекулярных соединений нефтяных шламов.

Эксперимент, проводившейся на модельной установке, на другой среде, на водяной пульпе, содержащей высокомолекулярные (крахмалсодержащие) органические соединения, показал, что при пропускании ее через низкотемпературную плазму происходит гидролитическое разложение данных соединений.

При облучении разбавленных водных растворов радикалами и легкими частицами, в том числе ускоренными электронами содержащимися в плазме, растворенные вещества претерпевают химические изменения. Вода, являясь основным по массе компонентом пульпы, поглощает почти всю энергию излучения и переходит в химически активное состояние с возникновением относительно короткоживущих и стабильных продуктов радиолитического разложения — свободных радикалов Н+ и ОН-, а также молекулярных ионов Н2 и Н2О2. Радиолитические превращения парафинов нефти в водяной пульпе происходят в результате интенсивного химического взаимодействия с ними образующихся в плазме радикалов и молекулярных ионов. Окислительно-восстановительные свойства продуктов радиолиза воды и их взаимодействие с растворенными веществами обусловливает возможность не только интенсивного, но и «безреагентного» (без введения дополнительных окислителей и катализаторов) проведения радиационных химических процессов.

Все это позволяет в значительной степени обходить недостатки используемых в настоящее время технологий и рассчитывать на создание компактных плазмохимических реакторов по переработке нефтяных шламов.

На сегодняшний день у нас имеется экспериментальная плазменная установка. Дальнейшая реализация проекта требует продолжения экспериментов по оптимизации свойств водяной пульпы нефтяного шлама и подбора режимов ее пропускания через плазму.

 
 
 

О компании Для инвесторов Нефтедобыча Нефтепереработка Газификация и пиролиз Спиртовая промышленность Водоподготовка и очистка сточных вод Продукция Услуги Выполненные проекты Статьи