Ключевым ноу-хау, малораспространенном в области экологического оборудования в нефтегазовой отрасли, является применение акустических технологий, воплощенных в таких узлах как:

• Акустические самоочищающиеся фильтры
• Ультразвуковые системы деструкции и стабилизации тяжелых углеводородов
• Акустические системы обеззараживания воды, растворов и грунта

В нашем оборудовании применяется вся номенклатура существующих технологий по переработке нефтесодержащих отходов, за исключением термического обезвреживания, что дает возможность в рамках только собственных технических решений показать «экологический ноль» (по очистке грунта, воды и углеводорода друг от друга).

В инженерном комплексе «Установка для очистки нефти и грунта «THOR -100M» применяются следующие технологические циклы:

1. Обработка сырья деэмульгаторами (химическая обработка)

Для каждого сырья подбирается свой тип, количество и набор применяемых деэмульгаторов. Максимальный успех достигается при использовании композиции из двух-трех типов деэмульгаторов.

2. Нагрев сырья (термическая подготовка)

В качестве теплоносителя используется водяной пар. Применяются два способа нагрева сырья: ввод теплоносителя в поток сырья и нагрев «через стенку». При нагреве сырья «через стенку» происходит плавление наиболее вязких, высокомолекулярных фракций. При вводе теплоносителя (пара) в поток сырья используются коллекторы специальной конструкции. В результате охлаждения вводимого в поток сырья пара происходит охлаждение и схлопывание пузырьков пара – пароструйная кавитация. При этом достигается эффект деструкции отдельных сложных углеводородов на более простые (легкие) углеводороды.

3. Гравитационный отстой (механическое разделение)

При работе в современных условиях не переработку поступают нефтешлым, содержащие исключительно высоковязкие по значениям плотности (близкие к плотности воды) углеводороды. Вязкость смеси возможно снизить деэмульгатором, экстрагированием (смешением) с более легким нефтепродуктом с последующей деструкцией сложных углеводородов на более простые. Дополнительно используются ступени гравитационного отстоя в «тонком слое» нефтепродукта, эмульсии.

4. Обработка сырья акустическими системами (тип 1)

Данная технология позволяет оказывать деэмульгирующее воздействие, а именно разделять эмульсии нефть-вода и разрушать оболочки заэмульгированной жидкости нефть-вода на поверхности механических примесей. Один комплект такой системы состоит из трех блоков пьезокерамических излучателей и одного источника питания. Параметры акустического поля поддерживаются в автоматическом режиме. Воздействие этих систем сопровождается электролизом воды с образованием ионов Н+ и ОН-. Процесс гидроочистки нефтепродуктов от серы основан на воздействии ионов водорода с образованием сероводорода и выведением его через растворение в воде.

Помимо этого, в акустическом поле скорость растворения компонентов в воде многократно увеличивается. Это способствует растворению компонентов до точки насыщения за короткий промежуток времени. В акустическом поле нефть очищается от солей и других компонентов, которые растворяются в воде.

5. Обработка сырья акустическими системами (тип 2)

Принципиально отличается от системы первого типа. За счет концентрации акустического излучения в небольшом объеме, под действием кавитационных процессов происходит ослабление и разрыв С-С связей углеводородных молекул с образованием углеводородных радикалов с меньшей молекулярной массой.

Системы по типу 1 размещаются в воде, либо в эмульсии и оказывают объемное воздействие, в то время как системы по типу 2 – размещаются в потоке нефтепродукта и оказывают локальное мощное воздействие. При этом, ионы водорода из акустической системы типа 1 вводятся в поток разрушенных углеводородных радикалов из системы типа 2, в результате чего происходит стабилизация легких углеводородов и предотвращается возврат сырья в исходное состояние.

6. Обработка сырья флокулянтом перед центрифугой (химическая обработка)

Особая проблема заключается в очистке нефтепродукта от взвешенных частиц, плотность которых близка к значению плотности нефтепродукта. Для решения проблемы используются специальные реагенты – флокулянты (коагулянты). Их действие основано на объединении частиц в композиции. Частицы с высокими и малыми значениями плотности объединяются во флоккулы, и в результате сопротивление жидкости для объединенной флоккулы уменьшается, и она намного быстрее всплывает/выпадает в осадок. Такие флоккулы центробежная машина способна вывести в кек.

7. Центрифугирование, центробежное сепарирование предварительно очищенного нефтепродукта (физико-химическая обработка)

Центробежный сепаратор используются на стадии финишной очистки нефтепродукта от воды и механических примесей. Обеспечить стабильно высокие показатели очистки нефтепродукта – это значит реализовывать на высоком техническом уровне подготовку обрабатываемой среды до подачи в машину. Принцип очистки (разделения) в центробежном поле основан на наличии разности плотностей компонентов, составляющих обрабатываемую смесь.

8. Экстрагирование механических примесей (акустическая обработка)

На этапе очистки грунта применяется ступень экстрагирования предварительно очищенных и сгущенных механических примесей (песка и т.п.), которые выводятся пластинчатым конвейером с нижнего уровня гравитационного гидроакустического сепаратора. В качестве экстрагентов используются самые различные углеводороддные растворители, в том числе и сырая амбарная нефть. Конструкция нашего оборудования позволяет применять на разных ступенях композиции растворителей (два, три разных типа), а также позволяет совмещать операции экстрагирования и акустической обработки. А именно, осуществлять экстрагирование в акустическом поле.

9. Финишная акустическая очистка мехпримесей (акустическая обработка)

Данная операция используется для удаления остатков растворителей с поверхности механических частиц. В сочетании с водяным паром, вводимым в поток обрабатываемой среды, акустическое воздействие, в режиме деструкции углеводородов, позволяет дополнительно отделить механические примеси от остатков непроэкстрагированных углеводородов. После завершения этих операций, если на поверхности механических частиц и остаютсяуглеводороды, то они нерастворимы в воде и надежно связаны с выводимыми твердыми частицами.

10. Биологическая очистка мехпримесей (биологическая обработка)

Если после выполнения операций физико-химической очистки на поверхности механических частиц присутствуют остаточные УВ, то их возможно разложить на углекислый газ и воду с помощью микробиологических штаммов. В отличии от конкурирующих технологий, биологическая очистка на нашем оборудовании осуществляется в специальных аппаратах, по замкнутому циклу в компактном оборудовании. Что позволяет избежать сезонности применения технологии биоремедиации и снимает необходимость в больших площадях для размещения сырья на большой площади, как это делается при использовании биоремедиации классического типа.

Научные исследования технологии холодного крекинга

Описание применяемой на нашем оборудовании технологии холодного крекинга углеводородов подробно изложена в статье «Низкотемпературный крекинг углеводородов в кавитационых ультразвуковых полях» в журналах:

«Мир нефтепродуктов 6#2009» (стр. 14-18) (.pdf 1,8 Мб)

«Мир нефтепродуктов 7-8#2009» (стр. 52-58) (.pdf 3,12 Мб)