RU2041861C1

RU2041861C1 - Method of processing oil slime and trap oils

Info

Publication number: RU2041861C1
Application number: RU92001940A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Беляев; В.А. Хорошилов; И.И. Шопов
Original assignee: Беляев Юрий Александрович
Priority date: 1992-10-23
Filing date: 1992-10-23
Publication date: 1995-08-20

Abstract

FIELD: coal chemistry. SUBSTANCE: oil slimes and trap oils were subjected for settling at 60-100 C. Sediment is subjected for oxidative cracking by spraying latter in the closed volume with a mixture of air and steam heated up to 400-500 C for 0.5-6.0 s, cooled, and liquid phase is separated. Oxidative cracking is carried out at the mass ratio sediment air steam 1: (0.2-0.3): (0.05-0.15). Before cracking sediment can be mixed with water-soluble metal salts of transient valency, such as iron, chrome, nickel, cobalt, tungsten taken at concentration 0.02-0.5 wt.-% (as salt). EFFECT: improved method of oil processing. 4 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нефтяной и нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при переработке нефтяных шламов и ловушечных нефтей на товарную нефть и сырье для производства асфальта. The invention relates to the oil and oil refining industry and can be used in the processing of oil sludge and trap oils for marketable oil and raw materials for the production of asphalt.

Известен способ переработки нефтяных шламов и ловушечных нефтей путем их центрифугирования [1]
Недостатком данного способа являются высокие энергетические затраты, а также интенсивный износ движущихся механизмов за счет абразивного воздействия мех-примесей, находящихся в сырье.A known method of processing oil sludge and trap oils by centrifugation [1]
The disadvantage of this method is the high energy costs, as well as the intensive wear of moving mechanisms due to the abrasive effects of fur impurities in the feed.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки нефтяных шламов путем их отстоя, смешения с растворителем и последующей седиментации твердых остатков [2]
Известный способ недостаточно эффективен, отличается длительностью процесса, недостаточной глубиной отделения мехпримесей, относительно высоким выходом растворителя, невысоким выходом готового продукта, т.е. товарной нефти.The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of processing oil sludge by sludge, mixing with a solvent and subsequent sedimentation of solid residues [2]
The known method is not effective enough, differs in the duration of the process, insufficient depth of separation of mechanical impurities, relatively high yield of solvent, low yield of the finished product, i.e. commercial oil.

Целью изобретения является увеличение эффективности способа. The aim of the invention is to increase the efficiency of the method.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки нефтяных шламов и ловушечных нефтей, включающем отстой и отделение механических примесей и воды, отстой проводят при температуре 60-100^оС и дополнительно отделенный нефтяной шлам или ловушечную нефть распыляют в закрытом объеме нагретой до температуры 400-500^оС смесью воздуха и водяного пара, проводят окислительный крекинг в течение 0,5-6 с, охлаждают и выделяют жидкую фазу. Соотношение между нефтяным шламом или ловушечной нефтью, воздухом и водяным паром составляет соответственно 1:(0,2-0,3):(0,05-0,15). Перед распылением нефтяной шлам или ловушечную нефть возможно смешивать с водорастворимыми солями металлов переменной валентности в количестве 0,02-0,5% по массе на активный металл. В качестве солей металлов переменной валентности используют водорастворимые соли железа, хрома, никеля, кобальта, вольфрама.The goal is achieved in that in the process of processing oil sludge trap and oils, comprising the sludge and the separation of solids and water, the sludge is carried out at a temperature of 60-100 ^{° C} and further separated oil or slurry oil pot is sprayed in a closed volume to a temperature of the heated 400- 500 ^about With a mixture of air and water vapor, conduct oxidative cracking for 0.5-6 s, cool and isolate the liquid phase. The ratio between oil sludge or trap oil, air and water vapor is respectively 1: (0.2-0.3) :( 0.05-0.15). Before spraying, oil sludge or trap oil can be mixed with water-soluble salts of metals of variable valency in an amount of 0.02-0.5% by weight per active metal. Water-soluble salts of iron, chromium, nickel, cobalt, tungsten are used as metal salts of variable valency.

Сырьем для реализуемой технологии являются:
1. Ловушечная нефть, представляющая собой отстой из резервуаров технологической цепочки подготовки нефти, состоит из тяжелых нефтяных углеводородов (в основном смолистых и асфальтеновых) в виде чрезвычайно стойких эмульсий типа "вода-масло" с содержанием тонкодисперсных механических примесей и воды примерно до 20 мас. Например, ловушечная нефть с нефтесборного пункта г. Отрадный представляет собой сбор из башкирских и татарских нефтей со следующими характе- ристиками: кинематическая вязкость при 50^оС 12 сСт; плотность при 20^оС 898 кг/м³; температура застывания 21^оС. Начало кипения нефти составляет 65^оС, 10% перегоняется при 105^оС, до температуры 480^оС отгоняется 51% дистиллята. Содержание механических примесей 2,6% Гранулометрический состав примесей: более 1 мм 5% 0,5-1,0 мм 19% 0,3-0,5 мм 22% 0,01-0,3 54%
2. Нефтяной шлам, представляющий собой эмульсию типа "вода-масло" тяжелых продуктов нефтеподготовки и нефтепереработки, сбрасываемых в отвалы, амбары, приямки или накапливаемые в резервуарах, содержит от 1 до 50 мас. механических примесей и соответственно столько же воды. Наиболее распространенное содержание примесей и воды составляет от 2 до 15 мас. Например, нефтяной шлам из амбара Пермского нефтехимического комплекса г. Перми представляет собой смесь тяжелых углеводородов, сбрасываемых с нефтеперерабатывающих и нефтехимических установок, накапливаемых многие годы в открытых амбарах, и имеет следующие характеристики: кинематическая вязкость при 50^оС составляет 9 сСт, плотность при 20^оС 965 кг/м³; температура застывания 23^оС; начало кипения 72^оС, 10% перегоняется при 112^оС, до температуры 480^оС отгоняется 48% дистиллята. Содержание воды и механических примесей в шламе составляет 15% Гранулометрический состав примесей, мас. более 1 мм 15; 0,5-1,0 мм 22; 0,3-0,5 мм 31; 0,01-0,3 мм 32.Raw materials for the implemented technology are:
1. Trap oil, which is sludge from the reservoirs of the technological chain of oil preparation, consists of heavy petroleum hydrocarbons (mainly resinous and asphaltene) in the form of extremely persistent water-oil emulsions containing fine particulate matter and water up to about 20 wt. For example, the trapped oil from the oil-gathering station Otradny is a collection of Bashkir and Tatar oil with the following characteristics: Kinematic viscosity at 50 ° ^C of 12 cSt; density at 20 C ^of 898 kg / m ^3; pour point 21 ^о С. The beginning of oil boiling is 65 ^о С, 10% is distilled at 105 ^о С, 51% distillate is distilled off to a temperature of 480 ^о С. Content of mechanical impurities 2.6% Granulometric composition of impurities: more than 1 mm 5% 0.5-1.0 mm 19% 0.3-0.5 mm 22% 0.01-0.3 54%
2. Oil sludge, which is an emulsion of the type "water-oil" of heavy oil and petroleum products, dumped in dumps, barns, pits or accumulated in tanks, contains from 1 to 50 wt. mechanical impurities and, accordingly, the same amount of water. The most common content of impurities and water is from 2 to 15 wt. For example, oil sludge from petrochemical complex barn Perm Perm is a mixture of heavy hydrocarbons discharged from refinery and petrochemical plants, accumulated for many years in open barns, and has the following characteristics: Kinematic viscosity at 50 ^C is 9 cSt, density at 20 ^about 965 kg / m ³ ; pour point 23 ^{° C;} initial boiling point 72 ^{° C,} 10% distilled at 112 ^C to a temperature 480 ^{° C} 48% distilled distillate. The content of water and mechanical impurities in the sludge is 15%. Granulometric composition of impurities, wt. more than 1 mm 15; 0.5-1.0 mm 22; 0.3-0.5 mm 31; 0.01-0.3 mm 32.

Для осуществления способа переработки нефтяных шламов и ловушечных нефтей разработана технологическая схема и установка для переработки. To implement the method of processing oil sludge and trap oils, a technological scheme and a processing plant have been developed.

Технологическая схема включает следующие основные операции:
предварительный прогрев и забор нефтяного шлама или ловушечной нефти;
сепарация от основного количества механических примесей и их эвакуация;
окислительное или окислительно-каталитическое превращение жидкой части отсепарированного нефтяного шлама или ловушечной нефти;
закалка продуктов реакции (охлаждение);
сепарация товарной нефти от газа, воды и остатка примесей.The technological scheme includes the following main operations:
preliminary heating and collection of oil sludge or trap oil;
separation from the main quantity of mechanical impurities and their evacuation;
oxidative or oxidation-catalytic conversion of the liquid part of the separated oil sludge or trap oil;
quenching of reaction products (cooling);
separation of commercial oil from gas, water and residual impurities.

В соответствии с технологической схемой собрана установка для переработки нефтяных шламов и ловушечных нефтей, представленная на чертеже. In accordance with the technological scheme, an installation for the processing of oil sludge and trap oils was assembled, shown in the drawing.

Установка включает амбар 1 для хранения сырья, представляющего собой нефтяной шлам или ловушечную нефть, соединенный трубопроводом 2 сырья с насосом 3, теплообменником 4 и сепаратором 5 сырья. Сепаратор 5 сырья соединен трубопроводом 6 отстоя с отстойником 7, трубопроводом 8 отсепарированной жидкой фазы с насосом 9 и форсунками 10 сдвоенного реактора 11, а также снабжен выкидным трубопроводом 12 газа. К форсункам 10 подведен воздухопровод 13, соединенный с компрессором 14, теплообменником 15, электропечью 16 и трубопроводом 17 подачи газа. Реактор 11 соединен газопроводом 18 с парогенератором 19, теплообменником 15 и сепаратором 20 товарной нефти. Сепаратор товарной нефти соединен трубопроводом 21 с отстойником-сепаратором 22, трубопроводом 23 с выкидным трубопроводом 12 газа, а также снабжен трубопроводом 24 отвода товарной нефти. Водопровод 25 соединен с насосом 26, парогенератором 19, насосом 4 и теплообменником 27 подогрева шлама. The installation includes a barn 1 for storing raw materials, which is oil sludge or trap oil, connected by a pipeline 2 of raw materials with a pump 3, a heat exchanger 4 and a separator 5 of raw materials. The raw material separator 5 is connected by a sludge pipe 6 to a sump 7, a separated liquid phase pipe 8 with a pump 9 and nozzles 10 of a dual reactor 11, and is also equipped with a gas discharge pipe 12. An air pipe 13 is connected to the nozzles 10, connected to a compressor 14, a heat exchanger 15, an electric furnace 16, and a gas supply pipe 17. The reactor 11 is connected by a gas pipe 18 to a steam generator 19, a heat exchanger 15 and a commercial oil separator 20. The commodity oil separator is connected by a pipe 21 to a sump-separator 22, a pipe 23 with a gas discharge pipe 12, and is also equipped with a pipe 24 for the removal of commercial oil. The water supply 25 is connected to a pump 26, a steam generator 19, a pump 4 and a heat exchanger 27 for heating the sludge.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Нефтяной шлам или ловушечную нефть в амбаре 1 подогревают с помощью теплообменника 27. Пар в теплообменник 27 подают из парогенератора 19, при этом часть тепла пара теряется в теплообменнике 4. Острый пар для подогрева нефтяного шлама или ловушечной нефти может подаваться из парогенератора 19 или заводской сети. Подогретый нефтяной шлам или ловушечную нефть по трубопроводу 2 сырья подают насосом 3 через теплообменник 4, где сырье дополнительно подогревают до температуры 60-100^оС и далее в сепаратор 5 сырья. В сепараторе 5 происходит отделение основной части механических примесей до 95-97% отделение основной части воды до 70-80% отделение газа и нефтяной жидкой фазы. Скорость отделения мехпримесей составляет 8-15 см/ч. Отделенные механические примеси и воду по трубопроводу отстоя 6 перепускают в отстойник 7. Газ направляют в выкидной трубопровод 12. Отсепарированную нефтяную жидкую фазу насосом 9 по трубопроводу отсепарированной жидкой фазы 8 нагнетают в форсунки 10 сдвоенного реактора 11. В эти же форсунки 10 компрессором 14 по воздухопроводу 13 нагнетают воздух, который подогревают в теплообменнике 15 и электропечи 16. Перед электропечью 16 в воздухопровод нагнетают пар из трубопровода 17.Oil sludge or trap oil in the barn 1 is heated using a heat exchanger 27. Steam is supplied to the heat exchanger 27 from the steam generator 19, while part of the heat of the steam is lost in the heat exchanger 4. Hot steam to heat the oil sludge or trap oil can be supplied from the steam generator 19 or the factory network . Heated oil or slurry oil pot 2 through line 3 raw material is pumped through the heat exchanger 4, wherein the feedstock is further heated to a temperature of 60-100 ^{° C} and further to a separator 5 feedstock. In the separator 5, the main part of the mechanical impurities is separated up to 95-97%, the main part of the water is separated up to 70-80%, the gas and the oil liquid phase are separated. The separation rate of solids is 8-15 cm / h. The separated mechanical impurities and water are passed through the sludge pipe 6 to the sump 7. The gas is sent to the discharge pipe 12. The separated oil liquid phase is pumped through the separated liquid phase 8 pipe to the nozzles 10 of the dual reactor 11. Into the same nozzles 10 is the compressor 14 through the air pipe 13 pump air, which is heated in the heat exchanger 15 and the electric furnace 16. Before the electric furnace 16, steam is pumped into the air pipe from the pipe 17.

Соотношение между нефтяным шламом или ловушечной нефтью, воздухом и водяным паром составляет соответственно 1:(0,2-0,3):(0,05-0,15) мас. Водяной пар считается суммарно из оставшейся воды в нефтяном шламе (ловушечной нефти) и нагнетаемого пара. В реакторе 11 жидкую фазу распыляют нагретыми до температуры 400-500^оС воздухом и водяным паром. Под действием температуры, воздуха и водяного пара жидкая нефтяная фаза подвергается окислительному крекингу. Часть нефти окисляется, повышая температуру до 450-650^оС. Продолжительность окислительного крекинга составляет 0,5-6 с. При этом давление в реакторе 11 может повышаться до 10 атм.The ratio between oil sludge or trap oil, air and water vapor is respectively 1: (0.2-0.3) :( 0.05-0.15) wt. Water vapor is considered the total of the remaining water in the oil sludge (trap oil) and the injected steam. In the reactor 11, the liquid phase is sprayed heated to a temperature of 400-500 ^about With air and water vapor. Under the influence of temperature, air and water vapor, the liquid oil phase undergoes oxidative cracking. Part of the oil is oxidized, increasing the temperature to 450-650 ^about C. The duration of oxidative cracking is 0.5-6 s. In this case, the pressure in the reactor 11 may increase to 10 atm.

Продукты реакции в газообразном виде поступают на закалку (охлаждение) по газопроводам 18 в теплообменники 19 и 15. Теплообменник 19 выполняет функцию парогенератора, поскольку в нем продукты реакции охлаждают водой, нагнетаемой насосом 26. Часть получаемого пара направляют в линию подачи воздуха до электропечи 16, а часть на нагрев сырья в амбаре 1 и теплообменнике 4. После окончательного охлаждения в теплообменнике 15 продукты реакции в газовой и жидкой фазе подают в сепаратор 20 товарной нефти, где происходит окончательное разделение на газ, направляемый по трубопроводу 23 в выкидной трубопровод 12 газа, на товарную нефть, направляемую в трубопровод 24 отвода товарной нефти, и на механические примеси и воду, направляемые по трубопроводу 21 в отстойник-сепаратор 22. Газ из выкидного трубопровода 12 газа расходуют на технологические нужды, а механические примеси используют при производстве дорожных покрытий. Перед подачей в реактор 11 отсепарированную жидкую фазу возможно смешивать с водорастворимыми солями металлов переменной валентности: железа, хрома, никеля, кобальта, вольфрама и др. Соли металлов переменной валентности инициируют окислительно-каталитические превращения отсепарированной жидкой фазы, способствуют более глубокому превращению жидкой фазы в товарную нефть. Количество солей металлов переменной валентности составляет от 0,02 до 0,5 мас. на активный металл от жидкой фазы. The reaction products in gaseous form go to quenching (cooling) through gas pipelines 18 to heat exchangers 19 and 15. The heat exchanger 19 performs the function of a steam generator, since in it the reaction products are cooled by water pumped by pump 26. Part of the resulting steam is sent to the air supply line to the electric furnace 16, and part for heating the raw materials in the barn 1 and the heat exchanger 4. After the final cooling in the heat exchanger 15, the reaction products in the gas and liquid phase are fed to the commercial oil separator 20, where the final separation into gas takes place, directed by pipeline 23 into the gas discharge line 12, for commercial oil sent to the commercial oil drain pipe 24, and to mechanical impurities and water sent through the pipe 21 to the separator 22. Gas from the gas discharge pipe 12 is spent on technological needs, and mechanical impurities are used in the manufacture of road surfaces. Before feeding the separated liquid phase into reactor 11, it is possible to mix with water-soluble salts of metals of variable valency: iron, chromium, nickel, cobalt, tungsten, etc. Metal salts of variable valence initiate oxidative-catalytic conversions of the separated liquid phase, contribute to a deeper conversion of the liquid phase into a commodity oil. The amount of metal salts of variable valency is from 0.02 to 0.5 wt. on the active metal from the liquid phase.

П р и м е р 1. Ловушечную нефть с Новоотрадненского сборного нефтяного пункта в количестве 100 кг отстаивают в течение 10 ч при температуре 60^оС. Скорость отстоя составила 8 см/ч, выделение воды 80% механических примесей 95% Отделяют воду и механические примеси. Отсепарированную жидкую фазу подают в реактор, где распыляют нагретой до температуры 400^оС смесью воздуха и водяного пара в соотношении соответственно 1:0,2:0,05 по массе. Смесь выдерживают в реакторе в течение 6 с, охлаждают и отделяют жидкую фазу, представляющую собой товарную нефть.EXAMPLE EXAMPLE 1. Novootradnenskogo trapped oil from the oil collecting point in an amount of 100 kg settled for 10 hours at a temperature of 60 ^C. The rate of the sludge was 8 cm / hr, the release of water to 80% solids 95% water separation and mechanical impurities. The separated liquid phase is fed to a reactor where the pulverized heated to 400 ^{° C} a mixture of air and steam in the ratio of 1: 0.2: 0.05 by weight. The mixture is kept in the reactor for 6 s, cooled and the liquid phase, which is a commercial oil, is separated.

П р и м е р 2. Выполняют как пример 1. В качестве сырья используют нефтяной шлам Пермского нефтехимического комплекса. Температуру отстоя назначают 80^оС, время отстоя 9 ч. Распыляют жидкую фазу нагретой до температуры 450^оС смесью воздуха и водяного пара в соотношении соответственно 1: 0,25: 0,10 по массе. Смесь выдерживают в реакторе в течение 3 с, охлаждают и отделяют товарную нефть.PRI me R 2. Perform as example 1. As a raw material used oil sludge Perm petrochemical complex. The temperature of the sludge administered 80 ^C, standing time 9 h Spray liquid phase is heated to a temperature of 450 ^{° C} a mixture of air and steam in the ratio of 1:. Of 0.25: 0.10 by weight. The mixture is kept in the reactor for 3 s, cooled and the crude oil is separated.

П р и м е р 3. Выполняют как пример 1, температуру отстоя назначают 100^оС, время отстоя 8 ч. Распыляют жидкую фазу нагретой до температуры 500^оС смесью воздуха и водяного пара в соотношении соответственно 1:0,3:0,15 по массе. Смесь выдерживают в реакторе в течение 0,5 с, охлаждают и отделяют товарную нефть.EXAMPLE EXAMPLE 3. Carry out as in Example 1, the sludge temperature is prescribed 100 ^{° C,} 8 hours standing time Spray the liquid phase is heated to a temperature of 500 ^{° C} a mixture of air and steam in the ratio of 1:. 0.3: 0 15 by weight. The mixture is kept in the reactor for 0.5 s, cooled and the crude oil is separated.

П р и м е р 4. Выполняют как пример 1, но перед распылением ловушечную нефть смешивают с нафтенатом кобальта в количестве 0,02 мас. в расчете на кобальт. PRI me R 4. Perform as example 1, but before spraying the trap oil is mixed with cobalt naphthenate in an amount of 0.02 wt. calculated on cobalt.

П р и м е р 5. Выполняют как пример 2, но перед распылением ловушечную нефть смешивают с триоксидом хрома в количестве 0,25 мас. в расчете на хром. PRI me R 5. Perform as example 2, but before spraying the trap oil is mixed with chromium trioxide in an amount of 0.25 wt. calculated on chrome.

П р и м е р 6. Выполняют как пример 3, но перед распылением ловушечную нефть смешивают с сульфатом железа в количестве 0,5 мас. в расчете на железо. PRI me R 6. Perform as example 3, but before spraying the trap oil is mixed with iron sulfate in an amount of 0.5 wt. based on iron.

Свойства товарной нефти, получаемой по примерам 1-6, представлены в таблице. The properties of the crude oil obtained in examples 1-6 are presented in the table.

Из таблицы следует, что нефть, полученная по предложенному способу, обладает меньшим количеством воды, примесей, имеет меньшую плотность. From the table it follows that the oil obtained by the proposed method has less water, impurities, has a lower density.

Claims

1. METHOD FOR PROCESSING OIL SLUDGES AND TRAP OILS, including the separation of solids and water from them by the sludge method, characterized in that the sludge is carried out at 60-100 ^° C, the settled oil sludge and trap oil are additionally subjected to oxidative cracking by spraying the latter in a closed volume to a heated temperature 400 500 ^o With a mixture of air and water vapor for 0.5 to 6.0 s, cool and separate the liquid phase.

2. The method according to claim 1, characterized in that the oxidative cracking is carried out at a ratio of settled oil sludge or trap oil air water vapor equal to 1 (0.2 0.3) (0.05 0.15).

3. The method according to claim 1, characterized in that prior to oxidative cracking, separated oil sludge and trap oil are pre-mixed with water-soluble metal salts of variable valency in an amount of 0.02 to 0.5 wt. on the salt.

4. The method according to claim 3, characterized in that water-soluble salts of iron, chromium, nickel, cobalt, tungsten are used as metal salts of variable valency.