Введение к работе
Актуальность работы. Развитие нефтяной, нефтехимической промышленности и смежных областей техники и народного хозяйства происходит в условиях постоянно возрастающих требований к экологическим стандартам предприятий. Высокие цены на сырьевые ресурсы стимулирует разработку и внедрение экономически и технически обоснованных технологий утилизации углеводородсодержащих отходов и вторичного техногенного сырья с получением товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью.
Проблема утилизации жидких нефтяных шламов, тяжелой смолы пиролиза, смеси нефтяных отходов и т.д., представляющих собой высокоустойчивые водонефтяные эмульсии, является актуальной, их образование и накопление представляют не только экологическую опасность, но и наносит прямой и косвенный экономический ущерб предприятиям. Многообразие и сложность состава подобных систем, нестабильность состава и объемов образования затрудняет, а часто делает невозможным применение общепринятых методов разрушения высокоустойчивых эмульсий по причине их технической неэффективности или экономической нецелесообразности.
В качестве эффективного метода их утилизации был предложен термомеханический способ обезвоживания нефтешламов.
Методы стабилизации процесса кипения нефтяных эмульсий, основанные на испарении водной фазы в условиях механического воздействия, несмотря на их эффективность, являются новым направлением в этой области и недостаточно изучены, как в экспериментальном, так и теоретическом отношении. Промышленное внедрение термомеханического способа обезвоживания невозможно без разработки научно-технологических основ процесса. При этом требуется решить множество научных, технических и экономических вопросов.
Цель работы.
Разработка научно-технологических основ процесса термомеханического обезвоживания высокоустойчивых водонефтяных и водо-углеводородных эмульсий
Создание промышленных технологий утилизации углеводородсодержащих отходов и вторичного техногенного сырья, не имеющих ограничений по коллоидной устойчивости и физико-химическим свойствам компонентов эмульсий.
Основными задачами, решаемыми для достижения поставленной цели, являются:
установление закономерностей, описывающих протекание процесса термомеханического обезвоживания,
разработка математического аппарата, позволяющего осуществить моделирование и масштабирование лабораторных исследований до уровня пилотных и промышленных установок,
проверка адекватности моделирования в условиях, максимально приближенных к промышленным,
разработка методов и системы автоматического регулирования
процесса, позволяющих осуществить перевод периодического процесса в
непрерывный режим.
Научная новизна.
впервые установлена зависимость конечной температуры обезвоживания от физико-химических свойств сырья;
разработан метод расчета конечной температуры обезвоживания;
разработана количественная математическая модель термомеханического обезвоживания высокоустойчивых водонефтяных эмульсий.
Практическая значимость.
Разработана технология термомеханического обезвоживания и утилизации жидких нефтяных отходов, представляющих собой высокоустойчивые водонефтяные эмульсии.
Предложен принцип перевода процесса термомеханического обезвоживания в непрерывный режим проведения.
Сконструирована, смонтирована и внедрена в эксплуатацию полупромышленная установка термомеханического обезвоживания.
Показана адекватность математической модели на примере полупромышленной установки
Подготовлен технологический регламент промышленной
установки по утилизации смеси нефтесодержащих отходов
производительностью 7000 тонн/год.
Достоверность полученных результатов подтверждается
использованием современных и стандартизированных методов анализа свойств нефтепродуктов и результатами исследований, полученными независимыми аккредитованными организациями
результатами испытаний технологии, в условиях максимально приближенных к промышленным
Апробация работы. Отдельные разделы докладывались и были отмечены дипломами на Российских и Международных конференциях: V Всероссийская научно-практическая конференция «Нефтепромысловая химия» (24-25 июня 2010 г., Москва); XXI Менделеевская конференция молодых ученых (24-29 апреля 2011 г., Дубна); Международная научно-практическая конференция «Нефтегазопереработка - 2011» (25 мая 2011 г., Уфа); Международная научно-техническая конференция «Нефть и газ Западной Сибири» (19-20 октября 2011 г., Тюмень); IV молодежная научно-техническая конференция «Наукоемкие химические технологии -2011» (9-10 ноября 2011г., Москва); Международный форум-конкурс молодых ученых «Проблемы недропользования» («Topical issues of rational use of natural resources») (25-27 апреля 2012г., Санкт-Петербург); Международная молодежная конференция «Экологические проблемы горнопромышленных регионов» (11-12 сентября 2012 г., Казань).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 14 печатных работ, в том числе 4 статьи (3 статьи в рецензируемых журналах), тезисы 7 докладов на научных конференциях, 2 патента РФ и 1 монография.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка и приложения. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, содержит 38 таблиц, 70 рисунков и библиографический список из 106 источников.
