Использование нефтяных шламов

Твердые примеси, присутствующие в перерабатываемых и вспомогательных материалах на заводах нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, и ряд других веществ приводят к образованию такого распространенного вида отходов, как нефтяные шламы. Выход их составляет около 7 кг на 1 т перерабатываемой нефти, что приводит к скоплению огромных масс этих отходов в земляных амбарах нефтеперерабатывающих заводов. Такие шламы представляют собой тяжелые нефтяные остатки, содержащие в среднем 10-56 % нефтепродуктов, 30-85 % воды и 1,3-46 % твердых примесей. При хранении в шламонакопителях (амбарах) такие отходы расслаиваются с образованием верхнего слоя, в основном состоящего из водной эмульсии нефтепродуктов, среднего слоя, включающего загрязненную нефтепродуктами и взвешенными частицами воду, и нижнего слоя, около 3/4 которого приходится на влажную твердую фазу, пропитанную нефтепродуктами.

Использование нефтяных шламов возможно по нескольким направлениям. В частности, при обезвоживании и сушке этих отходов возможен их возврат в производство с целью последующей переработки по существующим схемам в целевые продукты. Возможно также использование их как топлива, однако это связано с большими материальными затратами.

В случае использования нефтяных шламов для получения горючего газа вода, равномерно распределенная в нефтепродуктах и тесно с ними связанная, служит активной химической средой: при термической переработке шламов она взаимодействует с топливом более эффективно, чем пар, используемый в подобных процессах. Кроме того, в присутствии воды значительно снижается сажеобразование. Промышленная реализация процесса газификации также требует больших капитальных затрат, что сдерживает его широкое применение.

К нефтяным шламам можно добавлять негашеную известь (5-50 %) и после высушивания получаемой массы в течение 2-20 сут в естественных условиях использовать ее как наполнитель и для подсыпки при нивелировке поверхности в строительстве, поскольку выщелачиваемость такого материала незначительна.

Самым распространенным способом утилизации и обезвреживания нефтяных шламов является их сжигание в печах различной конструкции (камерных, кипящего слоя, барабанных и др.). Для сжигания таких отходов, содержащих не более 20 % твердых примесей, широко используются печи кипящего слоя. Нефтяной шлам из узла подготовки поступает в печь кипящего слоя, где сжигается в присутствии нагнетаемого воздуха. Для увеличения эффек­тивности сжигания в качестве теплоносителя в печи используют кварцевый песок фракции 2-3 мм. При сжигании шлама с теплотворной способностью до 2,09 МДж/кг в печь дополнительно подают топливный газ и подогретый воздух. При сжигании высококалорийного шлама необходимо предусматри­вать охлаждение кипящего слоя. Дымовые газы сжигания в воздухонагрева­теле отдают свое тепло холодному воздуху, поступающему на сжигание. После очистки от золы их дымососом отводят через дымовую трубу. При со­держании в исходном шламе 67-83% воды, 8-12% нефтепродуктов и 6-15% минеральных веществ образуется зола, содержащая 23,51% 5Ю2, 0,2% СиО, 0,59% ZпО, 1,22% А1₂О₃, 44,8% Fе₂О₃, 16,75% СаО, 1,73% МgО, 1,2% Nа₂О, 4,66% Р₅О₃ , 0,25% Н₂О. Золу от сжигания шлама транспорти­руют в отвал.

При сжигании нефтяных шламов, содержащих до 70% твер­дых примесей, большое распространение получили вращающие­ся печи барабанного типа, позволяющие сжигать отходы раз­личного гранулометрического состава. Нефтяной шлам закачивают в емкости и сжимают воздухом. Из емко­стей компримированиый шлам подают в разогретую вращающуюся футеро­ванную печь длиной 12,75 м и диаметром 1,5 м. В передней (по направлению движения шлама) части печи, установленной с уклоном 30 мм на 1 м, происходит испарение из шлама воды и газификация содержащихся в нем неф­тепродуктов. В средней части печи начинается основное сжигание горючих компонентов шлама. Образующаяся в процессе сжигания зола поступает в камеру дожигания, где за счет тепла огнеупорной футеровки, нагретой при помощи дополнительной горелки, происходит окончательное дожигание горю­чих твердых частиц и газов, выходящих из барабанной печи. Камера дожи­гания сообщается с дымовой трубой.

Производительность установки составляет 1,3-3,0 т/ч нефтяных шламов, что в 2-4 раза превышает производительность описанной выше установки с печью кипящего слоя. Сжигание отходов на современном нефтехимическом комбинате оптимальной мощности может обеспечить работу силовой станции мощностью 1 млн. кВт.