Меню Рубрики

Установки для выпаривания мазута

Установки для выпаривания мазута

Сердечно поздравляем вас с Новым годом!

Заседание Координационного комитета Проекта по экологически безопасному регулированию и уничтожение ПХБ на предприятиях ОАО «РЖД» и других собственников

Блок разделения нефтешламов и мазутов серии БРНШ

Самая распространенная установка на пропарочных станциях России!

Установка БРНШ удаляет молекулярно связанную и свободную воду из обводненных мазутов и нефтешламов. Выпаривание производится под вакуумом, что позволяет добиваться высокого КПД при низких затратах. Средняя себестоимость осушки 1 т мазута типа М-100 с влажности 20% до 1% составляет около 550 р. Длительность такого процесса — в среднем 1 сутки.

Установки БРНШ изготавливаются на базе стандартных 40-футовых контейнеров HС, в которые помещают резервуары, котел с горелкой, вакуумную и перекачивающую системы, а также гравидинамический сепаратор ГДС, позволяющий сконденсировать и отделить от воды грязь и масляные фракции (если таковые будут закачаны в вакуумную систему вместе с водой) и систему фильтрации (опция). Большинство оборудования импортного производства.

За счет того, что выпаривание производится под вакуумом, температура продукта, как правило, не поднимается выше 65 °С, что делает эксплуатацию установки максимально безопасной.

Установки БРНШ выпускаются в трех стандартных комплектациях — БРНШ-3 (1 контейнер), БРНШ-10 (1 контейнер), БРНШ-25 (2 контейнера) и БРНШ-50 (3 контейнера).

Общий вид и компоненты установки БРНШ

Технические характеристики

Характеристика
Значение
БРНШ-3 БРНШ-10 БРНШ-25 БРНШ-50
Объем перерабатываемой партии сырья, макс 3 10 25 50
Топочная мощность нагревателя, кВт, мин 90 230 450 1000
Высота подъема, м 4
Загрузочный объем бака-дегазатора, л 3300 11000 26000 52000
Объем топливного бака, л 200 500 500 500
Расход топлива, л/ч 1-11 2-27 5-50 7-105
Диапазон рабочих температур, °С -20. +30°
Характеристики входного сырья:
Температура застывания, макс
Условная вязкость
Допустимое число мехпримесей
Допустимое число воды, макс
Температура подаваемого сырья, макс
+10º
1,08:300°ВУ
отсутствуют
40%
+70°
Характеристики выходного сырья:
Содержание воды, оптимально/мин
Температура, макс
1%/0,25%
+70°
Габаритные размеры, Д х Ш х В, м 1 контейнер
6 х 2,5 х 2,6
1 контейнер
12 х 2,5 х 2,9
2 контейнера
12 х 2,5 х 2,9
3 контейнера
12 х 2,5 х 2,9
Масса установки без обрабатываемой среды, кг 6200 9500 16500 32900

Принцип работы установки БРНШ

Предварительно подогретый до жидкого состояния (20-40°С) нефтешлам или мазут нагнетающим насосом для УВ закачивается в вакуумную емкость, где под вакуумом начинается процесс его нагрева до температуры выпаривания воды в 55-65°С. Нагрев производится за счет теплообменников, в которые нагнетается нагреваемый во встроенной котельной жидкий агент (вода или тосол). Вакуумный насос создает рабочее разряжение в баке-дегазаторе до 100 мбар. При достижении температуры нефтепродукта 55°С, из него начинает выпариваться вода. Насос для УВ постоянно перемешивает нефтепродукт в вакуумной емкости, обеспечивая его равномерный прогрев. Испарители, расположенные внутри вакуумной емкости, обеспечивают более интенсивное выпаривание воды. Пары воды непрерывно откачиваются водокольцевым вакуумным насосом, где происходит их смешение с холодной водой из системы охлаждения. Из сконденсированной влаги в дегазаторе происходит отделение воздушной массы, после чего жидкость попадает в сепаратор ГДС. В сепараторе ГДС происходит отделение грязи и масляных фракций, которые могли закачаться вакуумной системой из исходного продукта, после чего водяная фаза отправляется на охлаждение для вакуумного насоса, а ее излишки сбрасываются за пределы установки по подключенным рукавам в резервуар заказчика. Выделенное масло таким же образом сбрасывается через отдельный патрубок.

БРНШ изготавливается в 2- и 3-фазном исполнении. В 3-фазном исполнении возможна дополнительная комплектация входным самоочищающимся фильтром для удаления незначительного количества мехпримесей (к примеру, песка), которые могут содержаться в обрабатываемой среде. Данные фильтра щелевого исполнения уже давно применяются на других известных установках серии ГДС(ф) и УОГ-15 и обеспечивают успешное отделение мехпримесей более 100 микрон (для сравнения, размер песка составляет 140-1000 микрон). Оставшиеся незначительные мехпримеси, как правило, остаются на дне вакуумной емкости, для чего там предусмотрена «мертвая зона» с возможностью ее ручной очистки через ревизионные люки.

источник

способ термического обезвоживания мазута

Изобретение относится к способу обезвоживания мазута и мазутных обводненных шламов. Обводненный мазут подвергают местному нагреву в резервуаре с помощью нагревателей с температурой поверхности 150 — 190 o C. Нагрев ведут до достижения заданного содержания воды в мазуте. При этом отношение поверхности нагревателя к массе мазута составляет 0,2-0,4 м 2 /т. Технический результат состоит в том, что предложенный способ можно реализовать на нефтебазах и нефтеперерабатывающих заво-дах с использованием существующих резервуаров и оборудования. 2 ил.

Рисунки к патенту РФ 2127298

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при обезвоживании мазута и переработке обводненных мазутных шламов в топливный мазут.

Известно обезвоживание мазута путем отстаивания воды при нагреве мазута до 70 — 90 o C. Отстой производят при выключенных нагревателях, так как включенные подогреватели вызывают конвекционные потоки жидкостей и затрудняют отстой (Правила технической эксплуатации нефтебаз, М, недра, 1986)
Недостатки этого способа следующие.

1. При плотности мазута 0,99 — 1,01 г/см 3 , близкой к плотности воды (1,0 г/см 3 ), метод неприемлем, так как скорость седиментации (v) частиц воды, согласно уравнению Стокса уменьшается до нулевого значения.


где r — радиус частиц воды;
D 1 — плотность воды;
D 2 — плотность мазута;
g — ускорение силы тяжести;
— вязкость мазута.

2. Мазут содержит от 8,12 до 16,6% смол, от 0,94 до 14,5% асфальтенов, от 0,03 до 1,32% карбенов и карбоидов, а также парафиновые, нафтеновые, ароматические углеводы и другие соединения. В результате взаимодействия молекул некоторых органических соединений с водой происходит гидратация, образование кристаллогидратов. Образуются также коллоидные системы — мицеллы, сорбционно связывающие на своей поверхности воду.

Связанная вода приобретает свойства отличные от свободной воды. Известно, например, что кристаллогидрат сульфата меди CuSO 4 5H 2 O — медный купорос, полностью обезвоживается выше 258 o C. (Краткая химическая энциклопедия, М., Сов. энциклопедия, 1963).

Из гидратированного мазута путем отстаивания воду удалить невозможно.

3. При длительном хранении обводненного мазута развиваются колонии микроорганизмов. Развитие микроорганизмов способствует эмульгированию топлив, образованию слизи. Это приводит к стабилизации дисперсной системы вода-мазут и затруднениям при отделении воды от мазута методом отстаивания.

В связи с этим мазутные шламы, содержащие до 50% и более воды, чрезвычайно трудно отделить от воды и чаще всего для уничтожения их сжигают в специальных печах (И.Г. Фукс и др. Энциклопедические проблемы рационального использования смазочных материалов», М., Нефть и газ, 1993 г; П.В. Чулков, И. П. Чулков, Краткий словарь-справочник по нефтепродуктам, М, Политехника, 1997 г.; П.В. Чулков, И.П. Чулков, Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, применение, экономика, экология, М., «Политехника», 1995 г.).

Известен способ термического обезвоживания нефтепродуктов, например, битума, нагреванием исходного битума до текучего состояния при перемешивании смеси исходного и обезвоженного битумов при 100 — 150 o C. Этот способ трудоемок, так как необходимо перемешивать смесь битумов с добавкой поверхностно-активного вещества с использованием специальных мешалок при температуре 100 — 150 o C. (Авторское свид. СССР 1747467, 1990 г.).

Температура вспышки у битума находится на уровне 220 — 240 o C поэтому можно греть весь объем битума при такой температуре, но нельзя применить этот способ для обезвоживания такого нефтепродукта, как мазут, температура вспышки которого в открытом тигле не ниже около 110 o C (П.В. Чулков, И.П. Чулков, Краткий словарь-справочник по нефтепродуктам, М., Политехника, 1997 г. ).

Целью изобретения является разработка такого способа обезвоживания мазута и мазутных обводненных шламов длительного хранения, который можно реализовать на нефтебазах и нефтеперерабатывающих заводах, с использованием существующих резервуаров и оборудования.

Данная задача достигается тем, что в емкость с обводненным мазутом помещают нагреватели с температурой поверхности стенки 150 — 190 o C.

За счет местного нагрева мазута до температуры нагревателей (150 — 190 o C) разрушаются кристаллогидраты и мицеллы на составляющие — воду и органические соединения. Для перемешивания мазута нет необходимости в мешалках — он перемешивается конвективным потоком нагретого мазута за счет нагревателей, а также выделяющимися парами воды. Пары воды удаляются из мазута в результате испарения. Одновременно, при наличии, гибнут колонии микроорганизмов — мазут пастеризуется.

Температура вспышки топочного мазута М100 в открытом тигле не ниже 110 o C. Для избежания воспламенения паров мазута от внешнего воздействия, например искры, необходимо чтобы температура мазута на поверхности была меньше 110 o C.

С другой стороны, для удаления связанной воды из обводненного мазута его необходимо нагреть до 150 — 190 o C, в зависимости от требования по конечному содержанию воды в мазуте. Указанное выше противоречие решается за счет размещения в донной части резервуара трубчатых нагревателей с температурой поверхности 150 — 190 o C.

Отношение поверхности нагревателя к массе мазута определяется исходя из следующего:
— средняя температура мазута во время термического обезвоживания должна быть в пределах 100 — 110 o C, что обеспечивает из условий безопасности процесса выкипание воды при температуре ниже температуры вспышки мазута;
— нагрев мазута до температуры 100 — 110 o C не должен быть длительным;
По результатам исследований выбрана оптимальная скорость нагрева мазута до 100 o C, равная 8 — 16 градусов в час.

Исходя из обеспечения этих условий экспериментально установлено отношение поверхности нагревателя к массе мазута в теплоизолированном горизонтальном резервуаре объемом 60 м 3 . Это отношение равно 0,2 — 0,4 м 2 нагревателя на 1 тонну мазута при заполнении резервуара на 70% от общего объема резервуара.

Осуществляется способ следующим образом. Для обезвоживания мазута используют вертикальные и горизонтальные резервуары, предназначенные для хранения нефтепродуктов, и обогреваемые в нижней части нагревателями, например трубчатыми, с температурой поверхности 150 — 190 o C. Резервуар заполняется обводненным мазутом.

После включения обогрева средняя температура мазута в резервуаре поднимается до 105 — 108 o C. Местная температура мазута в локальной зоне соприкосновения его с нагревателем поднимается вплоть до 150 — 190 o C. Нагрев обводненного мазута ведут до тех пор, пока содержание воды не уменьшится для топочных мазутов до величины не более 5% или до выбранного заранее значения. Указанным способом топочный мазут и обводненные мазутные шламы обезвоживаются вплоть до 2% и менее.

Количество испаряемой воды за один час (М) можно оценить по следующей формуле:

где m — масса обводненного мазута, кг;
c — теплоемкость обводненного мазута, ккал/кг-град.;
t 1 — температура в начале нагрева, град.;
t 2 — температура обводненного мазута близкая к температуре кипения воды, o C (например 95 o C);
— время нагрева обводненного мазута от температуры t 1 до t 2 , час;
Q исп. — теплота испарения воды, ккал/кг.

Для определения температуры, до которой следует нагревать обезвоженный мазут, чтобы удалить воду, проводились следующие эксперименты.

Литровый химический стакан, содержащий 300 мл обезвоженного мазута и термометр для измерения температуры жидкости ставили на электроплитку ЭЛГА-1 и снимали кривую зависимости температуры (T) мазута от времени () при его постоянном нагреве. Темп нагрева во время экспериментов не изменяли. На рисунке 1 дана зависимость T () для двух видов мазута — обводненного мазутного шлама длительного хранения (более 5 лет) содержащего 50% воды, не отделяющейся методом отстаивания, и мазута, содержащего 2% воды.

Из фиг. 1 видно, что мазут, содержащий в начале эксперимента 50% воды за 5 минут нагревается до 100 o C, за 20 минут — до 120 o C, а при дальнейшем нагрева вплоть до 110 мин. температура находится в пределах 125 — 130 o C ( = 30-110 мин.) . Содержание воды в мазуте через 110 мин было равно 28%.

При включении подогрева мазут, содержащий 2% воды, нагревается с меньшей скоростью чем обводненный мазут содержащий 50% воды (фиг. 1). Через 30 мин кривая T () выходит на участок независимости T () вплоть до 40 мин. Участок независимости T () наблюдается и при температуре 170 o C в течение 6 мин. Мазут нагревали до 180 o C. При нагреве мазута было слышно потрескивание, при этом на поверхности выделялись газовые пузыри. Началось потрескивание при T = 40 o C с интервалом около 1 мин, а при 95 o C треск слышится через каждую секунду, при 175 o C потрескивание редкое, а при 180 o C потрескивание исчезло.

Потрескивание с выделением пузырьков на поверхности наблюдалось и при нагреве обводненного мазута с 50% воды. На 110 минуте был значительный выброс мазута из стакана — около 5 грамм.

Для полного удаления воды из мазута его необходимо локально нагревать до температуры не менее 180 o C. При использовании трубчатых паронагревателей температура пара должна быть на уровне 190 o C для обеспечения гарантированного локального нагрева мазута до 180 o C.

Нагреватели в резервуарах желательно использовать трубчатые. Они могут обогреваться паром, высокотемпературным носителем, электрическими нагревателями.

Предлагаемый способ термического обезвоживания мазута реализован на Московской нефтебазе.

Способ позволил обезводить 200 тонн обводного мазутного шлама, содержащего 50% воды. Шлам представлял собой однородную желеобразную массу. Попытки обезводить мазутный шлам методом отстаивания результатов не дали — вода не удалялась.

Использовался теплоизолированный горизонтальный резервуар объемом 60 м 3 , обогреваемый паровыми трубчатыми нагревателями с температурой насыщения водяного пара 170 — 180 o C. В одном из опытов в резервуар закачали 46 тонн мазутного шлама. Время обработки шлама было трое суток. Температура мазута на поверхности во время обезвоживания не превышала 108 o C (фиг. 2). За 72 часа удалено 22400 кг воды — за один час 244 кг воды. Содержание воды в полученном мазуте по результатам анализа было доведено до 5%.

Заявленный способ может быть промышленно применим на нефтебазах, нефтеперерабатывающих заводах, теплоэлектростанциях, работающих на мазутном топливе и других объектах, где используется мазут.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ термического обезвоживания мазута путем нагрева обводненного мазута с последующим испарением влаги, отличающийся тем, что осуществляют локальный нагрев мазута с помощью установленного в нижней части резервуара нагревателя с температурой поверхности 150 — 190 o C в течение времени до достижения заданного содержания воды в мазуте, причем отношение поверхности нагревателя к массе мазута составляет 0,2 — 0,4 м 2 /т.

источник

Способы, стоимость и продукты утилизации мазута. Так ли это выгодно?

Мазут и его отходы по общероссийскому классификатору относят к третьему классу опасности со средней степенью воздействия на окружающую среду. Восстановление природной среды, подвергшейся негативному воздействию опасных отходов возможно не ранее чем через 10 лет.

Утилизация мазута возлагается на предприятия и организации, которые используют его в процессе своей деятельности.

Почему мазут нужно утилизировать?

Промышленные предприятия, жилищно-коммунальные службы используют мазут в качестве топлива. Остатки мазута, потерявшего свои физико-химические свойства в результате длительного или ненадлежащего хранения, складируются годами.

Утилизировать мазут нужно по следующим причинам:

  1. Отходы наносят вред окружающей среде, засоряют атмосферу, трудно нейтрализуются, долго разлагаются в естественных условиях.
  2. Складирование и хранение – головная боль для предприятия. Приходится обслуживать резервуары, следить за герметичностью.
  3. Ненадлежащее хранение легко воспламеняющихся веществ взрыво- и пожароопасно.
  4. Используя специальные технологии разогрева и откачки, старый мазут применяют повторно.

Состав отходов мазута

Основу составляют углеводороды молекулярной массой от 400 до 1000, кислород, азот и сера. В состав отходов мазута также входят:

  • смолы;
  • карбены (нейтральные частицы, распространенная – метилен);
  • карбоиды (нерастворимые твердые вещества);
  • асфальтены (высокомолекулярные компоненты нефти);
  • органические соединения металлов – Mg, Ca, Fe, N, Ni, V.

Утилизация мазута

Утилизация и переработка происходят в соответствии с утвержденными санитарными нормами и правилами. Занимаются этим заводы по переработке мазута, имеющие соответствующую лицензию.

Из отработанного топлива получают новое сырье: гудрон, битум, дизтопливо, масла.

Переработка проходит несколькими способами.

Прямое захоронение

Захоронение на изолированном полигоне. Перед этим проводят обезвоживание отработанного мазута с выделением твердого остатка.

Переработка (выпаривание, вакуумная перегонка, пиролиз)

Переработка мазута заключается в разделении на составляющие компоненты и фракции. Для этого подходит вакуумная обработка, суть которой состоит в перегонке при помощи ректификационной колонны.

Процесс переработки сопровождается крекингом – нагревом жидкости до +4300С. При этом испаряются тяжелые углеводородные соединения. По окончании переработки образуется:

  • солярка;
  • масляные фракции, которые идут на очистку и обогащение, чтобы получились технические масла разного состава и назначения;
  • остаток – отправляется на повторную перегонку или служит сырьем для гудрона.

Дизельное топливо получают на специальных установках, где от нагрева до + 300-3500 С разрываются углеводородные связи и образуются полимеры.

Как сопутствующие элементы процесса образуются газ, кокс и бензин, которые используются для отопления производственных помещений и выработки электричества, в промышленности – для обжига металлов и керамики, производства изоляционных материалов.

Пиролиз мазута проходит в два этапа:

  • Пиролиз – равномерный прогрев жидкости в специальных установках при температурах от +500 до +8000С. Происходит распад тяжелых углеводородов, образуются легкие пиролизные масла и твердый остаток – полукокс, газ.
Классы МПК: C10G33/00 Обезвоживание или деэмульсация углеводородных масел
Автор(ы): Кузьминов В.М. , Колодяжный В.Г. , Юдин В.И. , Вишнивецкий И.Я. , Руденко А.И.
Патентообладатель(и): Московская нефтебаза — Филиал Акционерного общества открытого типа «Моснефтепродукт»
Приоритеты:
Пиролизное масло 80-85%
Газ 7-10%
Полукокс 7-10%
  • Ректификация пиролизного масла. Его осветление и разделение на фракции с разной температурой кипения. В итоге получают:
Бензин 10-20%
Керосин 60-80%
Мазут 10-30%

Продукты переработки мазута

В результате разделения отработки на легкие фракции (дистилляты) с разными температурами кипения и тяжелый остаток получают промежуточное сырье. Из него, применяя химические реагенты, изготавливают многие виды сырья с широкой сферой применения.

Соляровый дистиллят

Используют в качестве топлива, в процессе дальнейшей переработки – крекинга под воздействием высокой температуры. Из него получают бензин для автомобилей, авиационное топливо, топливо для котельных.

Масляный дистиллят

Идет на производство технических масел. В процессе получают масляные фракции с определенной вязкостью, удовлетворяющие заданным параметрам цвета, температуры вспышки.

Масляный дистиллят является основой для производства смазочных материалов, уменьшающих трение деталей, механизмов, гидравлических жидкостей.

Гудрон

Из отработанного мазутного остатка получают от 10 до 40% черного смолистого вязкого вещества – гудрона. Это универсальное сырье, из которого делают моторные масла, битум, другие компоненты для дорожного и автомобильного строительства.

Материалы на основе гудрона обладают преимуществами. Они не воспламеняются, устойчивы к действию агрессивной среды, выдерживают высокую температуру, повышенную влажность.

Установки для переработки

Оборудование для термического разложения (пиролиза) вырабатывает жидкое топливо из отходов. Оно энергоэффективно, так как работает за счет самостоятельно произведенной энергии. Имеет низкий уровень выбросов и санитарно-защитную зону до 100 метров. Рентабельность пиролизного производства превышает 500%.

Удобны и универсальны современные модульные перерабатывающие установки нефтепродуктов в моторное топливо (судовое, автомобильное – бензин и дизельное).

Каждый модуль поставляется отдельно или в комплекте, не требует специального фундамента и устанавливается на плиту или подушку из щебня.

Габариты блоков не превышают габаритов транспортного контейнера – 20 футов, что очень удобно для транспортировки. При наличии коммуникаций монтаж установки проходит быстро.

Стандартный комплект включает:

  • Блок теплообмена, где проходит разогрев жидкости.
  • Блок сероочистки, где выделяются сернистые газы и разлагаются на серу и водород. Водород используется в качестве топлива в дальнейшем технологическом процессе.
  • Крекинговый реактор, куда поступает очищенный мазут.
  • Блок коксования для образования твердого остатка.
  • Блок конденсации, где паро-газовая смесь преобразуется в жидкую фракцию и горючий газ.

Предприятия, не имеющие лицензии на обезвреживание отходов, если не хотят ее приобретать, заключают договор со специализированной организацией на утилизацию мазута.

Стоимость утилизации

Цена на утилизацию мазута в среднем от 3 до 7 руб. за 1 кг.

Конкретная стоимость комплекса услуг, включая вывоз жидкостей и очистку территорий, обговаривается непосредственно на месте с исполнителем работ, исходя из условий, объемов сырья и комплекта услуг.

Заказчику предоставляется комплект документации, включая паспорт отходов и документы отгрузки.

Переработка мазута – безотходное производство. Всем производным находится своя ниша на рынке вторичного сырья. Утилизация – это прибыльный бизнес, востребованный во многих сферах производства.

источник

Читайте также:  Установка ловушки на откатные ворота