Введение к работе
В народном хозяйстве первостепенное значение имеет внедрение оборотных систем использования води, интенсификация и повышение степени очистки сточных вод, создание "бессточных промышленных комплексов", снижение себестоимости очистки.
Большие объемы сточных вод, образующиеся на нефтепромыслах, высокие требования к охрана окружающей среды и рациональному использованию воды делают проблему утилизации этих вод весьма сложной и важной. Наиболее эффективным методом утилизации нефтесодержащих сточных вод (НСВ) нефтепромыслов является повторное их использование э системах поддержания пластового давления. Это позволяет значительно сократить потребление пресной воды, решить проблемы утилизации НСВ на промыслах я защиты окружающей среды от загрязнений.
Повышение качества и интенсификация процессов очистки в последние годы реализуется использованием различных методов предварительной обработки НСВ, подаваемых на очистные сооружения. Наиболее аффективные способы предварительной обработки НСВ основаны на реализации процесса коалесценции, способствующему уменьшению количества тонкодиспергировакных частиц нефта в эмульсии и интенсификации процессов очистки отстаиванием, флотацией, фильтрованием и др. Процесс коалесценции может эффективно осуществляться путем фильтрации НСЗ через коалесци-руюгзяо насадки (фильтры), в которых в качестве загрузни применяются различные гранулированные гидрофобные коалесцирующиё ыатериалы.
В связи с внедрением индустриальных методов обустройства нефтяных месторождений широкое применение получили блочные автоматизированные установки очистки заводского изготовления, одтпш из основных элементов которых, интенсифицирующих техно-'"огкз очистки, являются коадеецируюцив насадки различной конструкции. -
l?2]LJLJz!l^Z]LXU2JIii. Ц^яьг! «силой работ?? является теорт-
ров гранулированных коалесцирующих насадок для интенсификации процесса очистки НСВ отстаиванием.
Задачами работы являются: выбор и обоснование направлений интенсификации процессов очистки НСВ с применением гранулированных коалесцирующих материалов; разработка новых коалесцирующих материалов; разработка технологии получения новых коалесцирующих материалов; исследование свойств коалес-цирувдих материалов; разработка прессформы для промышленного изготовления коалесцирующих гранулированных материалов больших размеров зерен; широкое представление геометрических, гидродинамических и технологических параметров коалесцируюянх материалов; разработка новых конструкций коалесцирующих насадок и технологий очистки НСВ с предварительной обработкой их в коалесцирующих насадках; разработка рекомендаций по' выбору и расчету технологических и конструктивных параметров оборудования очистки НСВ с применением коалесцирующих гранулированных насадок; исследование режимов фильтрации НСВ через коаявс-цирующие гранулированные загрузки; визуализация движения жидкости через коалесцирующую загрузку оптическими методами; исследование структуры фильтрационного потока и механизма процесса коалесцзнции в коалесцирующих гранулированных крупнозернистых загрузках; разработка рекомендаций для проектирования промышленных установок; разработка промышленных установок; проверка результатов исследований в промышленных условиях; оценка экономической эффективности от внедрения установок с применением коалесцирующих насадок.
Научная новизна. Теоретическими и экспериментальными исследованиями определены область линейного и нелинейного законов фильтрации и законы сопротивления для крупнозернистых коалесцирующих загрузок.
Разработаны модель крупнозернистой загрузки и оптическая модель коалесцирующей насадки.
Установлена возможность успешного применения бесконтактных оптических методов для исследования процессов движения жидкости в порах гранулированнеЯ загрузки, а также процессов коалесценции при фильтрации нефткнчх эмульсий типа "нефть в
водэ" через гранулированные коалесцирушие загрузки.
Получены тенеграмш процессов фильтрации и коалесценции, установлены структура фильтрационного потока, механизмы процесса коалесценции при различных режимах фильтрации.
Установлены наивыгоднейшие параметры загрузок и режимы фильтрации НСВ, позволяющие получить высокий эффект коалес-цснцни.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
Разработаны новые коалесцирующие материалы на основе вторичного сырья, отходов производства, керамзита и керамических заполнителей; разработана технология получения этих материалов.
Разработаны и внедрены в производство новые установки очкетян НСВ с применением коалесцирующих насадск, защищенных авторскими свидетельствами (а.с. К» 895929 и І2289І2).
Результаты и рекомендации, исследований могут быть исполь-зовены при создании новых установок очистки НСЗ.
Зкокснический эффект от внедрения одной установки типа УБ0-ЗО00 - 121,173 тыс.руб. в год, а от их серийного вшуска-
485,4 тыс.руб.; от внедрения установки типа БГО-300 -
51,15 тне.рубів ценах 1984 г.).
Адробакия. Основные положения диссертационной работы до-rosestu и обсуяухены на Всесоюзном научно-техническом совещании "Дальнейшее совершенствование и опыт эксплуатации блочного ав-тецзткзяровзнного оборудования для сбора и промысловой подготовки нефти, газа я воды" в г.Калани в 1978 г., на каучко-тех-нкческоп конференции "Проблемы разработки автоматизированных систем наблюдения, контроля и оценки состояния окружающей среды в г.Казани в 1979 г., на Республиканской научно-технической конференций "Проблеют охраны окружаг>цей среды и подготовки специалистов в внекия учебных заведениях" в г.Казани з 1982 г., на ХХХІУ-XL 1 научных коррекциях КазИСИ » 1982--1989 г.г., на сенииаре "Современные методы очистки сточных вод о? органических примесей в УД Ш'П г.Челябинске в 1986 г., иа 50-ой научно? кон^епрнтп'и -йчкг-Петер^ургского И СИ в 1993 г.
- б -
Все доклады получили положительную оценку. По теме диссертации опубликовано 28 работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения.
Установки УВО-І500, УБО-3000, БГО-300 экспонировались на Всероссийских, Республиканских и других выставках, на ВДНХ СССР и отмечены наградами, в том числе БГО-300 серебряной медалью ВДНХ СССР.
Объем диссертация. Диссертация состоит из введения,шести глав, перечня использованной литературы, включающего 102 наименования и приложений. Она содержит 251 страницу, в том числе 212 страниц теяста, 22 таблицы, S3 рисунка, приложения на 39 страницах.