Способ очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты с утилизацией продуктов очистки

 

Изобретение относится к нефтепереработке, нефтехимии, нефтепродуктоснабжению и, в частности, касается способов очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты, с утилизацией продуктов очистки. Способ включает механическую очистку путем пропускания стоков через песколовки, нефтеловушки, отстойники дополнительного отстоя и флотационные установки с улавливанием части песка и до 95% нефти и возвращением ее в основной технологический процесс для электрообессоливания и обезвоживания в электродегидраторах, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки, подачу шлама на переработку с подогревом его с помощью паровых нагревателей, одновременным прямым впрыском части пара и обеспечением гомогенности путем принудительной его циркуляции насосом, подачу подготовленного шлама насосом в декантер, механическое центробежное разделение шлама на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую с последующим отстоем нефтяной фазы и ее возвратом в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия для последующей переработки, а также раздельным удалением водной и твердой фаз. Новым является то, что при подаче теплоты, по крайней мере, перед электродегидраторами в колонны атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки и для подогрева нефтяного шлама при подготовке к переработке, в качестве, по крайней мере, части пара используют пар, получаемый в парогенераторах путем сжигания содержащегося в нефти попутного газа, и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти, и/или в результате термодеструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков - продуктов очистки сточных вод, причем попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой преимущественно 50 - 70^oС и давлением преимущественно 3 - 5 кг/см², причем перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oC, при этом преимущественно 15 - 40% газа сжигают в парогенераторе, а 60 - 85% - в технологических установках, а в качестве воды используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах, потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата. Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в улучшении очистки сточных вод, более полном извлечении и целевом использовании выделенной нефти и/или нефтепродуктов, снижении водопотребления извне, улучшении экологической обстановки и снижении себестоимости вырабатываемой продукции за счет использования пара собственной выработки, сокращения его потребления со стороны и сокращения нецелевого сжигания на факеле топливно-технологического газа. 21 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к нефтепереработке, нефтехимии, нефтепродуктоснабжению и, в частности, касается способов очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты, с утилизацией продуктов очистки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты, с утилизацией продуктов очистки, включающий механическую очистку путем пропускания стоков через песколовки, нефтеловушки, отстойники дополнительного отстоя и флотационные установки с улавливанием части песка и до 95% нефти и возвращением ее в основной технологический процесс для электрообессоливания и обезвоживания в электродегидраторах, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки, подачу шлама на переработку с подогревом его с помощью паровых нагревателей, одновременным прямым впрыском части пара и обеспечением гомогенности путем принудительной его циркуляции насосом, подачу подготовленного шлама насосом в декантер, механическое центробежное разделение шлама на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую с последующим отстоем нефтяной фазы и ее возвратом в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия для последующей переработки, а также раздельным удалением водной и твердой фаз (см., например, Рудин М.Г., Арсеньев Г.А., Васильев А.В. Общезаводское хозяйство нефтеперерабатывающего завода. Издательство "Химия", Л.О., 1978 г., стр. 190-195).

Недостатками известного способа является недостаточное извлечение из сточных вод нефти и/или нефтепродуктов, что отрицательно сказывается на выходе целевой продукции, экологической обстановке, уменьшается количество стоков, используемых в повторном обороте производства, что приводит к необходимости пополнения водных запасов производства из водоемов. Кроме того, имеет место высокая себестоимость продукции вследствие необходимости приобретения на стороне пара, требуемого в отдельных технологических процессах производства, а также значительные потери тепла при сжигании топливно-технологического газа на факеле.

Задачей настоящего изобретения является повышение степени очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты при одновременном увеличении количества вырабатываемых нефтепродуктов и возвратной воды, снижении себестоимости продукции и улучшение экологической обстановки в регионе.

Задача решается за счет того, что в способе очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты, с утилизацией продуктов очистки, включающем механическую очистку путем пропускания стоков через песколовки, нефтеловушки, отстойники дополнительного отстоя и флотационные установки с улавливанием части песка и до 95% нефти и возвращением ее в основной технологический процесс для электрообессоливания и обезвоживания в электродегидраторах, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки, подачу шлама на переработку с подогревом его с помощью паровых нагревателей, одновременным прямым впрыском части пара и обеспечением гомогенности путем принудительной его циркуляции насосом, подачу подготовленного шлама насосом в декантер, механическое центробежное разделение шлама на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую с последующим отстоем нефтяной фазы и ее возвратом в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия для последующей переработки, а также раздельным удалением водной и твердой фаз, согласно изобретению, при подаче теплоты, по крайней мере, перед электродегидраторами в колонны атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки и для подогрева нефтяного шлама при подготовке к переработке в качестве, по крайней мере, части пара используют пар, получаемый в парогенераторах путем сжигания содержащегося в нефти попутного газа, и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти, и/или в результате термодеструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков - продуктов очистки сточных вод, причем попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой преимущественно 50-70^oC и давлением преимущественно 3-5 кг/см², а перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oC, при этом преимущественно 15-40% газа сжигают в парогенераторе, а 60-85% - в технологических установках, а в качестве воды используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах, потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата.

При этом механическую очистку можно осуществлять в песколовках, с обеспечением расчетной гидравлической крупности задерживаемых частиц, составляющей 18,0-25 мм/с при скорости потока 0,3-0,15 м/с и расчетного времени пребывания стоков - не меньше 30 сек.

Могут использоваться горизонтальные прямоугольные песколовки и/или песколовки с круговым движением потока.

Механическую очистку можно осуществлять в отстойниках, и/или гидроциклонах, и/или центрифугах, и/или флотаторах, и/или фильтрах.

Могут использоваться горизонтальные, снабженные перфорированными перегородками нефтеловушки или имеющие наклонные диафрагмы многоярусные нефтеловушки.

При образовании накипных отложений в технологические аппараты подают промывной раствор, преимущественно 5-6%-ную ингибированную соляную кислоту.

Для обеспечения механического центробежного разделения нефтяного шлама на фазы различной плотности в нефтяной шлам перед переработкой добавляют флокулянты - деэмульгаторы, добавление которых осуществляют с помощью дозирующих насосов.

Время отстоя стоков в нефтеловушках принимают не менее 2 час с доведением содержания нефти и/или нефтепродуктов в стоках не более 100 мг/л.

Время отстоя стоков в отстойниках дополнительного отстоя принимают не менее 6 час с доведением содержания нефти и/или нефтепродуктов в стоках не более 70 мг/л.

При очистке сточных вод от нефти и/или нефтепродуктов и мелких взвешенных частиц минерального и органического происхождения в флотационных установках дополнительно можно производить барботаж воздухом с использованием коагулянтов, преимущественно сернокислого алюминия в количестве не более 50 мг/л, при этом время пребывания стоков во флотаторе принимают не меньшим 1 мин с доведением содержания нефти и/или нефтепродуктов в стоках не более 25 мг/л.

Можно использовать сырую воду из проточного и/или непроточного водоема, причем нагрев химически очищаемой воды, осуществляемый за счет отбора тепла возвратного парового конденсата, производят до или после выполнения очистки сырой воды от взвесей и после очистки возвратного парового конденсата от масляных загрязнений, в частности, используют воду из реки Урал с общей жесткостью 4,8 мг-экв/кг, общей щелочностью 3,4 мг-экв/кг, величиной pH 8,1 и содержанием железа 628 мкг/кг, сульфатов (SO₄^-2) 1,78 мг-экв/кг, кремнекислоты 0,15 мг-экв/кг, кальция (Ca⁺²) 3,0 мг-экв/кг, магния (Mg⁺²) 1,8 мг-экв/кг и окисляемостью перманганатной 3,84-5,12 мг/кг по O₂, причем сырую воду на химическую очистку подают под давлением до 5 кг/см² на насосы сырой воды, по крайней мере, один из которых оставляют резервным, а затем прокачивают воду через пару теплообменников с неподвижными трубчатыми решетками и подогревают воду до температуры 25-30^oC, причем, по крайней мере, в одном теплообменнике используют собираемый с территории предприятия конденсат с температурой 80-85^oC, при этом количество сырой воды, пропускаемой через этот теплообменник, регулируют до захолаживания конденсата до температуры 25-35^oC, а остальную часть сырой воды пропускают через другой теплообменник и нагревают ее до температуры 25-30^oC за счет использования в этом теплообменнике в качестве теплоносителя теплофикационной воды, имеющей температуру отопительной воды в соответствии с сезоном, а после подогрева воду направляют на фильтрование в механические фильтры с двухслойной загрузкой кварцевым песком и антрацитом и осуществляют удаление из воды взвешенных частиц до достижения водой прозрачности не менее 40 см, а затем осветленную воду подают на фильтры водородкатионитовые с "голодной" регенерацией, загруженные сульфоуглем и осуществляют удаление из воды солей жесткости до 1-2 мг-экв/кг постоянной и разрушение бикарбонат иона со снижением только карбонатной щелочности до 0,7 мг-экв/кг и ионным обменом солей жесткости, щелочности, имеющихся в воде, и химическими реакциями с катионом водорода сульфоугля, после чего умягченную воду подают на предохраняющие фильтрат от проскоков кислотности буферные саморегулирующиеся фильтры, загруженные сульфоуглем, а затем воду направляют для удаления свободной углекислоты в декарбонизатор, загруженный кольцами Рашига, и осуществляют отделение воздуха с углекислым газом, который отводят в атмосферу, и декарбонизированной воды самотеком в бак, после чего эту воду насосами прокачивают через двухступенчатые фильтры натрий-катионирования, в фильтрах первой ступени производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а во второй ступени осуществляют более глубокое удаление катионов жесткости Ca⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг и получают химически очищенную воду прозрачностью не менее 40 см, общей жесткостью 2-5 мг-экв/кг, содержанием железа в пересчете на Fe⁺³ до 300 мкг/кг и величиной pH 8,0, после чего химически очищенную воду подают в баки, а затем насосами откачивают на паровую котельную.

По крайней мере, в период паводка можно осуществлять предварительную очистку воды, которую производят с использованием не менее двух осветлителей производительностью 250 м³/час, двух мешалок известкового молока емкостью 15 м³ каждая, двух мерников коагулянта по 10 м³ каждый, ячейки мокрого хранения извести, преимущественно известкового теста емкостью 100 м³, ячейки известкового молока емкостью 60 м³ и насосов-дозаторов и/или центробежных насосов с дополнительными регулирующими заслонками, а химическую очистку воды производят только с использованием натрий-катионитовых фильтров, в которых производят также регенерацию фильтрующего материала солевым раствором с концентрацией 6-8%.

Используемые для химической очистки воды механические фильтры могут выполняться в виде цилиндрических сосудов с внутренним антикоррозионным покрытием, преимущественно из эпоксидной смолы, и двумя стальными днищами сферической формы, в верхнем из которых размещают штуцер подачи исходной воды и верхнее распределительное устройство, которое выполняют в виде лучей из полимерного материала для распределения воды по сечению фильтра, а на нижнее днище располагают дренажную систему в виде коллектора со щелевыми трубками из нержавеющей стали, по оси которых образованы отверстия, которые перекрывают кожухами со щелями шириной 0,25-0,4 мм, причем в верхней части корпуса фильтра образуют люк для осмотра поверхности фильтрующего материала, а в нижней - лаз для монтажа и ремонта верхней и нижней дренажных систем, при этом на корпусе фильтра на уровне щелевых трубок располагают штуцер для гидроперегрузки, подводят к фильтру трубопроводы исходной воды, взрыхления, воздушник верхней и нижней дренажных систем, подсоединяют манометры на входе и выходе коллектора, пробоотборники и вентили, а фильтрующую засыпку выполняют двухслойной состоящей из слоя кварцевого песка высотой 700 мм и объемом 6,4 м³ и слоя антрацита высотой 500 мм и объемом 4,6 м³, при этом производительность фильтров назначают с учетом расхода воды на собственные нужды и приготовление регенерационных растворов не менее 200 м³/час, скорость фильтрования при работе всех фильтров - не менее 7 м/час и максимальной во время взрыхляющей промывки - не менее 10 м/час при расходе на взрыхление сжатого воздуха 5 м³/час и давлении до 1,5 кгс/см²; используемые водород-катионитовые фильтры выполняют с площадью фильтрования не менее 7 м², диаметром не менее 3000 мм и высотой загрузки сульфоуглем, равной 2500 мм, причем фильтр оснащают верхним распределительным устройством, которое выполняют в виде лучевой, равномерно распределяющей поток воды по поверхности фильтрующего материала системы, а внутреннюю поверхность фильтра выполняют с гуммировочным покрытием из резины, при этом производительность фильтра назначают не менее 80 т/ч, а скорость фильтрования - не менее 13 м/час; используемые буферные фильтры загружают сульфоуглем с высотой слоя загрузки 2000 мм и выполняют саморегенерирующимися, с верхним распределительным устройством в виде "стакан в стакане", причем производительность одного фильтра назначают не менее 180 м³/час, а скорость фильтрования - не менее 25 м/ч; используемый декарбонизатор выполняют с заполнением кольцами Рашига и выполняют с нижним патрубком подвода воздуха, брызгоотделителем и патрубком отвода декарбонизированной воды, который соединяют с баком сбора этой воды емкостью не менее 400 м³; используемый натрий-катионитовый фильтр выполняют двухступенчатым с верхним, состоящим из лучей и нижним распределительными устройствами, причем первую ступень этого фильтра выполняют составной из трех фильтров диаметром 3000 мм и загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1900 мм для замещения катионов Ca⁺², Mg⁺² на катион водорода H⁺, при этом производительность фильтра назначают не менее 90 м³/час, а скорость фильтрования - не менее 25 м/час и производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а вторую ступень фильтра выполняют составной из двух фильтров диаметром 2600 мм, загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1200 мм, оснащают фильтр верхним распределительным устройством, при этом назначают скорость фильтрования не менее 34 м/час и осуществляют удаление катионов жесткости Ca⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг, при этом во всех ионообменных фильтрах химической очистки воды на нижнем дренажном устройстве располагают подстилающий слой антрацита высотой, превышающей уровень расположения лучей с перфорацией не менее чем на 10 см.

Химически очищенную воду подают на паровую котельную с температурой 25-30^oC, причем часть химически очищенной воды направляют на охладители отбора проб непрерывной и периодических продувок котлов, а оттуда - в головку деаэратора, другую часть химически очищенной воды направляют в охладитель самотечного конденсата, в котором используют тепло конденсата, поступающего с установок предприятия, а выходящую из охладителя воду разделяют на два потока, один из которых, нагретый до 90^oC, подают в головку деаэратора, а другой подают на охладитель непрерывной продувки, используя тепло продувочных вод из сепаратора непрерывной продувки, а затем химически очищенную воду пропускают через охладитель выпара деаэратора, а затем подают ее в головку деаэратора и осуществляют барботирование химически очищенной воды паром, нагревая ее до температуры, близкой к насыщению, и удаляют из воды газы O₂, CO, а сетевую теплофикационную воду подают на всас сетевых насосов, а затем через подогреватели сетевой воды в теплосеть предприятия, при этом при ремонте подогревателей химически очищенной воды осуществляют переключение подогревателей сетевой воды на нагрев химически очищенной воды.

Пар из котлов по коллекторам могут подавать в паропроводы предприятия для технологических нужд, причем часть пара из коллекторов через редуцирующее устройство с давлением P = 4 кгс/см² подают на подогреватель сетевой воды, на подогреватель химически очищенной воды, на подогреватель топливного газа, на обогрев сепаратора топливного газа и в деаэраторы.

При наличии излишков мятого пара на предприятии, часть мятого пара могут подавать на подогреватели химически очищенной воды и на подогреватели сетевой воды, а в них конденсат направляют в конденсаторные баки, откуда конденсаторными насосами откачивают на конденсатоочистку.

При работе подогревателя химически очищенной воды и подогревателей сетевой воды на редуцированном паре с котлов, по крайней мере, часть конденсата с температурой 90^oC могут направлять непосредственно в головку деаэратора для замещения эквивалентного количества нагретой химически очищенной воды.

Подогреватели сетевой и химически очищенной воды могут выполнять в виде блока пароводяного и водоводяного теплообменников, причем вначале в пароводяном теплообменнике конденсируют пар, при этом уровень конденсата в теплообменнике поддерживают регулятором уровня, а затем конденсат направляют в водоводяной теплообменник и переохлаждают его до температуры 80-90^oC, при этом химически очищенную или сетевую воду вначале пропускают через водоводяной теплообменник, а затем через пароводяной.

В качестве парогенератора могут использовать паровую котельную, а производственный конденсат с установок предприятия и паровой котельной по трубопроводам подают на распределительную гребенку, причем используют конденсат с общей жесткостью 100 мкг-экв/кг, содержанием Fe в пересчете на Fe₃ до 180 мкг/кг, содержанием кремния кислоты SiO₂ - до 350 мкг/кг, содержанием масел до 80 мкг/кг и величиной pH до 8,0 ед, причем при несоответствии конденсата указанным параметрам его направляют в дренаж, а с распределительной гребенки конденсат направляют последовательно в бак отстойник и бак сбора отстоявшегося от нефтепродуктов чистого конденсата, причем по мере всплывания при отстое конденсата на поверхность частиц масла осуществляют сбор его с помощью улавливающей воронки, регулируемой не менее одного раза в смену, при этом в обоих баках поддерживают заданный объем жидкости за счет разности уровней переливных корыт - заполняющих патрубков, после чего чистый конденсат с содержанием нефтепродуктов 10-15 мг/кг с помощью насосов подают через узел регулирования, в котором распределяют потоки на технологическую обработку и взрыхление фильтров трех ступеней обезмасливания, на осветлительные фильтры, загруженные антрацитом, в которых производят удаление взвешенных механических частиц и "нефтепродуктов" до 4-5 мг/кг, после чего конденсат направляют на четыре сорбционных фильтра первой ступени, которые соединяют между собой параллельно и загружают активированным углем, а затем - на четыре сорбционных фильтра второй ступени обезмасливания конденсата до содержания в нем "масел" не более 0,05 мг/кг, а затем обезмасленный конденсат с температурой 85^oC направляют в межтрубное пространство теплообменников, по которым пропускают холодную сырую воду, используемую для технологических нужд химводоочистки, и осуществляют охлаждение конденсата до температуры 40^oC, после чего направляют его в бак обезмасленного конденсата, откуда насосами прокачивают конденсат на обессоливающую установку, причем температуру обезмасленного конденсата поддерживают в пределах от 35^oC до 40^oC и направляют его сначала в водород-катионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной катионит КУ-2,8 с высотой слоя загрузки 1,5 м и скоростью фильтрования 35 м/час, в которых производят задерживание катионов жесткости и железа, причем периодически осуществляют восстановление обменной способности фильтров путем регенерации фильтрующего материала 3-4% раствором серной кислоты, а после водород-катионитовых фильтров конденсат направляют в анионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной анионит АВ-17-8, и производят удаление из конденсата соединений кремнекислоты, причем периодически осуществляют восстановление обменной емкости анионитовых фильтров путем пропускания через фильтрующий слой анионита 3-5% раствора едкого натрия, а после анионитовых фильтров очищенный конденсат с содержанием кремниевой кислоты не более 150 мкг/кг, железа (в пересчете на Fe⁺³) не более 100 мкг/кг, нефтепродуктов - не более 0,5 мкг/кг и общей жесткостью, не большей 10 мкг/кг, направляют в бак запаса конденсата, откуда прокачивают преимущественно на ТЭЦ и паровую котельную, а также в установку серы и на котлы - утилизаторы, причем для коррекционной обработки обессоленного конденсата до величины pH 8,5-9,5 ед и снижения коррозии металла трубопроводов в коллектор дозированно подают 1% раствор аммиака насосами-дозаторами.

Используемые при конденсатоочистке осветлительные фильтры могут выполнять двухкамерными, состоящими из корпуса и нижнего и верхнего дренажного распределительных устройств, причем внутри корпуса жестко прикрепляют глухую плоскую горизонтальную перегородку, разделяющую его на две камеры, и анкерные трубчатые связи, по которым осуществляют отвод воздуха из нижней камеры в верхнюю и поддержание в камерах общего давления, при этом верхнее дренажное распределительное устройство выполняют в виде воронки для равномерного распределения конденсата по поверхности фильтрующего материала, в качестве которого используют антрацит, высоту слоя которого в одной камере принимают равной 0,9 м при величине зерен 2-6 мм, причем при заполнении фильтра фильтрующим материалом сначала производят его укладку в нижнюю камеру, а затем - в верхнюю, а нижнее распределительное устройство выполняют в виде коллектора, к которому прикрепляют тридцать два луча с щелевыми отверстиями шириной 0,25-0,4 мм, которые закрывают перфорированными пластинами для исключения уноса фильтрующего материала; в качестве сорбционных фильтров I ступени используют четыре однокамерных фильтра, которые соединяют между собой параллельно и загружают фильтрующим материалом - активированным углем с толщиной слоя 2,5 м и величиной зерен от 2 до 6 мм, причем фильтры оснащают верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде лучей для равномерного распределения потока конденсата по всей поверхности фильтрующего материала, а нижнее распределительное устройство - в виде коллектора, в который располагают горизонтально днищу и в который вставляют распределительные трубы с отверстиями по нижним образующим диаметром 8 мм, которые перекрывают привариваемо желобообразной пластиной с щелью шириной 0,25-0,4 мм для исключения попадания активированного угля в конденсат; при подаче конденсата на обессоливающую установку используют насосы марок К 100, 65, 200, СУХЛУ производительностью не менее 100 м³/час и давлением P = 5,0 кгс/см³; водородкатионитовые и анионитовые фильтры выполняют в виде однокамерные имеющих производительность 115 м³/час цилиндрических аппаратов, корпус каждого из которых диаметром 2,6 м оснащают верхним и нижним лазами, штуцерами для гидроперегрузки и верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде "стакана в стакане", а нижнее - в виде коллектора, в который вставляют распределительные трубки - лучи с отверстиями по нижней образующей, перекрытыми пластиной, имеющей щель шириной 0,25-0,4 мм.

В случае образования щелевого отверстия в месте приваривания желобообразной пластины для исключения уноса фильтрующего материала на нижнее распределительное устройство сорбционных фильтров могут насыпать подстилочный слой крупнодробленого антрацита по всей поверхности фильтра высотой 10 см.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в улучшении очистки сточных вод, более полном извлечении и целевом использовании выделенной нефти и/или нефтепродуктов, снижении водопотребления извне, улучшении экологической обстановки и снижении себестоимости вырабатываемой продукции за счет использования пара собственной выработки, сокращения его потребления со стороны и сокращения нецелевого сжигания на факеле топливно-технологического газа.

Способ осуществляют следующим образом.

Сточные воды, содержащие нефть и/или нефтепродукты, образующиеся в результате деятельности нефтеперерабатывающего предприятия, или нефтехимического предприятия, или предприятия нефтепродуктообеспечения, подвергают механической очистке путем пропускания их через песколовку, нефтеловушки, отстойники дополнительного отстоя и флотационные установки.

Производят отстой выделенной нефти и/или нефтепродуктов и их возврат в основное производство. Выделенный шлам направляют на дальнейшую переработку с целью дополнительного извлечения из него нефти на декантерные установки и осуществляют дополнительный возврат извлеченной нефти и/или нефтепродуктов в основное производство по переработке нефти. Предусмотрено использование теплоты водяного пара собственной выработки в процессе переработки нефтяного шлама, перед электродегидраторами и в процессе ректификации нефти в атмосферных и вакуумных колоннах.

Способ иллюстрируется примером, представленным в Таблице 1.

Исходное сырье - нефть Шкаповского месторождения, содержание серы - 2,2%.

Формула изобретения

1. Способ очистки сточных вод, содержащих нефть и/или нефтепродукты, с утилизацией продуктов очистки, включающий механическую очистку путем пропускания стоков через песколовки, нефтеловушки, отстойники дополнительного отстоя и флотационные установки с улавливанием части песка и до 95% нефти и возвращением ее в основной технологический процесс для электрообессоливания и обезвоживания в электродегидраторах, атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки, подачу шлама на переработку с подогревом его с помощью паровых нагревателей, одновременным прямым впрыском части пара и обеспечением гомогенности путем принудительной его циркуляции насосом, подачу подготовленного шлама насосом в декантер, механическое центробежное разделение шлама на фазы различной плотности - нефтяную, водную и твердую с последующим отстоем нефтяной фазы и ее возвратом в сырьевые резервуары нефтеперерабатывающего предприятия для последующей переработки, а также раздельным удалением водной и твердой фаз, отличающийся тем, что при подаче теплоты, по крайней мере, перед электродегидраторами в колонны атмосферной и/или атмосферно-вакуумной перегонки и для подогрева нефтяного шлама при подготовке к переработке в качестве, по крайней мере, части пара используют пар, получаемый в парогенераторах путем сжигания содержащегося в нефти попутного газа, и/или топливно-технологического газа, выделяемого в процессе термической обработки нефти, и/или в результате термодеструктивных процессов, протекающих при переработке нефти и/или промежуточных продуктов, и/или выделяемого в процессе переработки нефти, регенерируемой из нефтесодержащих осадков - продуктов очистки сточных вод, причем попутный и/или топливно-технологический газ подают в сеть с температурой преимущественно 50 - 70^oC и давлением преимущественно 3 - 5 кг/см², а перед сжиганием газ подогревают до температуры не ниже 100^oC, при этом преимущественно 15 - 40% газа сжигают в парогенераторе, а 60 - 85% - в технологических установках, а в качестве воды используют возвратный конденсат с добавлением химически очищенной сырой воды, по крайней мере, в количествах, потребных для возмещения невозвращаемого конденсата, при этом для подогрева химически очищенной сырой воды и/или исходной нефти используют остаточную теплоту отработанного в технологических процессах перегонки нефти пара и/или парового конденсата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую очистку осуществляют в песколовках с обеспечением расчетной гидравлической крупности задерживаемых частиц, составляющей 18,0 - 25 мм/с при скорости потока 0,3 - 0,15 м/с и расчетного времени пребывания стоков - не меньше 30 с.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что используют горизонтальные прямоугольные песколовки и/или песколовки с круговым движением потока.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что механическую очистку осуществляют в отстойниках, и/или гидроциклонах, и/или центрифугах, и/или флотаторах, и/или фильтрах.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют горизонтальные, снабженные перфорированными перегородками нефтеловушки, или имеющие наклонные диафрагмы многоярусные нефтеловушки.

6. Способ по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что при образовании накипных отложений в технологические аппараты подают промывной раствор, преимущественно 5 - 6%-ную ингибированную соляную кислоту.

7. Способ по любому из пп.1 и 5, отличающийся тем, что для обеспечения механического центробежного разделения нефтяного шлама на фазы различной плотности в нефтяной шлам перед переработкой добавляют флокулянты-деэмульгаторы, добавление которых осуществляют с помощью дозирующих насосов.

8. Способ по любому из пп.1 и 5, отличающийся тем, что время отстоя стоков в нефтеловушках принимают не менее 2 ч с доведением содержания нефти и/или нефтепродуктов в стоках не более 100 мг/л.

9. Способ по любому из пп.1 и 4, отличающийся тем, что время отстоя стоков в отстойниках дополнительного отстоя принимают не менее 6 ч с доведением содержания нефти и/или нефтепродуктов в стоках не более 70 мг/л.

10. Способ по любому из пп.1 и 4, отличающийся тем, что при очистке сточных вод от нефти и/или нефтепродуктов и мелких взвешенных частиц минерального и органического происхождения в флотационных установках дополнительно производят барботаж воздухом с использованием коагулянтов, преимущественно сернокислого алюминия в количестве не более 50 мг/л, при этом время пребывания стоков во флотаторе принимают не меньшим 1 мин с доведением содержания нефти и/или нефтепродуктов в стоках не более 25 мг/л.

11. Способ по любому из пп.1 - 10, отличающийся тем, что используют сырую воду из проточного и/или непроточного водоема, причем нагрев химически очищаемой воды, осуществляемый за счет отбора тепла возвратного парового конденсата, производят до или после выполнения очистки сырой воды от взвесей и после очистки возвратного парового конденсата от масляных загрязнений.

12. Способ по любому из пп.1 - 11, отличающийся тем, что используют воду из реки Урал с общей жесткостью 4,8 мг-экв/кг, общей щелочностью 3,4 мг-экв/кг, величиной рН 8,1 и содержанием железа 628 мкг/кг, сульфатов (SO₄^-2) 1,78 мг-экв/кг, кремнекислоты 0,15 мг-экв/кг, кальция (Са⁺²) 3,0 мг-экв/кг, магния (Mg⁺²) 1,8 мг-экв/кг и окисляемостью перманганатной 3,84 - 5,12 мг/кг по О₂, причем сырую воду на химическую очистку подают под давлением до 5 кг/см² на насосы сырой воды, по крайней мере, один из которых оставляют резервным, а затем прокачивают воду через пару теплообменников с неподвижными трубчатыми решетками и подогревают воду до 25 - 30^oC, причем, по крайней мере, в одном теплообменнике используют собираемый с территории предприятия конденсат с температурой 80 - 85^oC, при этом количество сырой воды, пропускаемой через этот теплообменник, регулируют до захолаживания конденсата до 25 - 35^oC, а остальную часть сырой воды пропускают через другой теплообменник и нагревают ее до 25 - 30^oC за счет использования в этом теплообменнике в качестве теплоносителя теплофикационной воды, имеющей температуру отопительной воды в соответствии с сезоном, а после подогрева воду направляют на фильтрование в механические фильтры с двухслойной загрузкой кварцевым песком и антрацитом и осуществляют удаление из воды взвешенных частиц до достижения водой прозрачности не менее 40 см, а затем осветленную воду подают на фильтры водород-катионитовые с "голодной" регенерацией, загруженные сульфоуглем и осуществляют удаление из воды солей жесткости до 1 - 2 мг-экв/кг постоянной и разрушение бикарбонат иона со снижением только карбонатной щелочности до 0,7 мг-экв/кг и ионным обменом солей жесткости, щелочности, имеющихся в воде, и химическими реакциями с катионом водорода сульфоугля, после чего умягченную воду подают на предохраняющие фильтрат от проскоков кислотности буферные саморегулирующиеся фильтры, загруженные сульфоуглем, а затем воду направляют для удаления свободной углекислоты в декарбонизатор, загруженный кольцами Рашига, и осуществляют отделение воздуха с углекислым газом, который отводят в атмосферу, и декарбонизированной воды самотеком в бак, после чего эту воду насосами прокачивают через двухступенчатые фильтры натрий-катионирования, в фильтрах первой ступени производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а во второй ступени осуществляют более глубокое удаление катионов жесткости Са⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг и получают химически очищенную воду прозрачностью не менее 40 см, общей жесткостью 2 - 5 мг-экв/кг, содержание железа в пересчете на Fe⁺³ до 300 мкг/кг и величиной рН 8,0, после чего химически очищенную воду подают в баки, а затем насосами откачивают на паровую котельную.

13. Способ по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что, по крайней мере, в период паводка осуществляют предварительную очистку воды, которую производят с использованием не менее двух осветлителей производительностью 250 м³/ч, двух мешалок известкового молока емкостью 15 м³ каждая, двух мерников коагулянта по 10 м³ каждый, ячейки мокрого хранения извести, преимущественно известкового теста емкостью 100 м³, ячейки известкового молока емкостью 60 м³ и насосов-дозаторов и/или центробежных насосов с дополнительными регулирующими заслонками, а химическую очистку воды производят только с использованием натрий-катионитовых фильтров, в которых производят также регенерацию фильтрующего материала солевым раствором с концентрацией 6 - 8%.

14. Способ по любому из пп.1 - 13, отличающийся тем, что используемые для химической очистки воды механические фильтры выполняют в виде цилиндрических сосудов с внутренним антикоррозионным покрытием, преимущественно из эпоксидной смолы, и двумя стальными днищами сферической формы, в верхнем из которых размещают штуцер подачи исходной воды и верхнее распределительное устройство, которое выполняют в виде лучей из полимерного материала для распределения воды по сечению фильтра, а на нижнее днище располагают дренажную систему в виде коллектора со щелевыми трубками из нержавеющей стали, по оси которых образованы отверстия, которые перекрывают кожухами со щелями шириной 0,25 - 0,4 мм, причем в верхней части корпуса фильтра образуют люк для осмотра поверхности фильтрующего материала, а в нижней - лаз для монтажа и ремонта верхней и нижней дренажных систем, при этом на корпусе фильтра на уровне щелевых трубок располагают штуцер для гидроперегрузки, подводят к фильтру трубопроводы исходной воды, взрыхления, воздушник верхней и нижней дренажных систем, подсоединяют манометры на входе и выходе коллектора, пробоотборники и вентили, а фильтрующую засыпку, выполняют двухслойной, состоящей из слоя кварцевого песка высотой 700 мм и объемом 6,4 м³ и слоя антрацита высотой 500 мм и объемом 4,6 м³, при этом производительность фильтров назначают с учетом расхода воды на собственные нужды и приготовление регенерационных растворов не менее 200 м³/ч, скорость фильтрования при работе всех фильтров - не менее 7 м/ч и максимальной во время взрыхляющей промывки - не менее 10 м/ч при расходе на взрыхление сжатого воздуха 5 м³/ч и давлении до 1,5 кгс/см²; используемые водород-катионитовые фильтры выполняют с площадью фильтрования не менее 7 м², диаметром не менее 3000 мм и высотой загрузки сульфоуглем, равной 2500 мм, причем фильтр оснащают верхним распределительным устройством, которое выполняют в виде лучевой, равномерно распределяющей поток воды по поверхности фильтрующего материала системы, а внутреннюю поверхность фильтра выполняют с гуммировочным покрытием из резины, при этом производительность фильтра назначают не менее 80 т/ч, а скорость фильтрования - не менее 13 м/ч; используемые буферные фильтры загружают сульфоуглем с высотой слоя загрузки 2000 мм и выполняют саморегенерирующимися, с верхним распределительным устройством в виде "стакан в стакане", причем производительность одного фильтра назначают не менее 180 м³/ч, а скорость фильтрования - не менее 25 м/ч; используемый декарбонизатор выполняют с заполнением кольцами Рашига и выполняют с нижним патрубком подвода воздуха, брызгоотделителем и патрубком отвода декарбонизированной воды, который соединяют с баком сбора этой воды емкостью не менее 400 м³; используемый натрий-катионитовый фильтр выполняют двухступенчатым с верхним, состоящим из лучей, и нижним распределительными устройствами, причем первую ступень этого фильтра выполняют составной из трех фильтров диаметром 3000 мм и загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1900 мм для замещения катионов Са⁺², Mg⁺² на катион водорода Н⁺, при этом производительность фильтра назначают не менее 90 м³/ч, а скорость фильтрования - не менее 25 м/ч и производят удаление катионов жесткости до 0,1 мг-экв/кг, а вторую ступень фильтра выполняют составной из двух фильтров диаметром 2600 мм, загружают фильтрующим материалом с высотой слоя 1200 мм, оснащают фильтр верхним распределительным устройством, при этом назначают скорость фильтрования не менее 34 м/ч и осуществляют удаление катионов жесткости Са⁺², Mg⁺² до 0,01 мг-экв/кг, при этом во всех ионообменных фильтрах химической очистки воды на нижнем дренажном устройстве располагают подстилающий слой антрацита высотой, превышающей уровень расположения лучей с перфорацией не менее чем на 10 см.

15. Способ по любому из пп.1 - 14, отличающийся тем, что химически очищенную воду подают на паровую котельную с температурой 25 - 30^oC, причем часть химически очищенной воды направляют на охладители отбора проб непрерывной и периодических продувок котлов, а оттуда - в головку деаэратора, другую часть химически очищенной воды направляют в охладитель самотечного конденсата, в котором используют тепло конденсата, поступающего с установок предприятия, а выходящую из охладителя воду разделяют на два потока, один из которых, нагретый до 90^oC, подают в головку деаэратора, а другой подают на охладитель непрерывной продувки, используя тепло продувочных вод из сепаратора непрерывной продувки, а затем химически очищенную воду пропускают через охладитель выпара деаэратора, а затем подают ее в головку деаэратора и осуществляют барботирование химически очищенной воды паром, нагревая ее до температуры, близкой к насыщению, и удаляют их воды газы О₂, СО, а сетевую теплофикационную воду подают на всас сетевых насосов, а затем через подогреватели сетевой воды в теплосеть предприятия, при этом при ремонте подогревателей химически очищенной воды осуществляют переключение подогревателей сетевой воды на нагрев химически очищенной воды.

16. Способ по любому из пп.1 - 15, отличающийся тем, что пар из котлов по коллекторам подают в паропроводы предприятия для технологических нужд, причем часть пара из коллекторов через редуцирующее устройство с давлением Р = 4 кгс/см² подают на подогреватель сетевой воды, на подогреватель химически очищенной воды, на подогреватель топливного газа, на обогрев сепаратора топливного газа и в деаэраторы.

17. Способ по любому из пп.1 - 16, отличающийся тем, что при наличии излишков мятого пара на предприятии, часть мятого пара подают на подогреватели химически очищенной воды и на подогреватели сетевой воды, а в них конденсат направляют в конденсаторные баки, откуда конденсаторными насосами откачивают на конденсатоочистку.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что при работе подогревателя химически очищенной воды и подогревателей сетевой воды на редуцированном паре с котлов, по крайней мере, часть конденсата с температурой 90^oC направляют непосредственно в головку деаэратора для замещения эквивалентного количества нагретой химически очищенной воды.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что подогреватели сетевой и химически очищенной воды выполняют в виде блока пароводяного и водоводяного теплообменников, причем вначале в пароводяном теплообменнике конденсируют пар, при этом уровень конденсата в теплообменнике поддерживают регулятором уровня, а затем конденсат направляют в водоводяной теплообменник и переохлаждают его до 80 - 90^oC, при этом химически очищенную или сетевую воду вначале пропускают через водоводяной теплообменник, а затем через пароводяной.

20. Способ по любому из пп.1 - 19, отличающийся тем, что в качестве парогенератора используют паровую котельную, а производственный конденсат с установок предприятия и паровой котельной по трубопроводам подают на распределительную гребенку, причем используют конденсат с общей жесткостью 100 мкг-экв/кг, содержанием Fe в пересчете на Fe₃ до 180 мкг/кг, содержанием кремния кислоты SiO₂ - до 350 мкг/кг, содержанием масел до 80 мкг/кг и величиной рН до 8,0, причем при несоответствии конденсата указанным параметрам его направляют в дренаж, а с распределительной гребенки конденсат направляют последовательно в бак-отстойник и бак сбора отстоявшегося от нефтепродуктов чистого конденсата, причем по мере всплывания при отстое конденсата на поверхность частиц масла осуществляют сбор его с помощью улавливающей воронки, регулируемой не менее одного раза в смену, при этом в обоих баках поддерживают заданный объем жидкости за счет разности уровней переливных корыт - заполняющих патрубков, после чего чистый конденсат с содержанием нефтепродуктов 10 - 15 мг/кг с помощью насосов подают через узел регулирования, в котором распределяют потоки на технологическую обработку и взрыхление фильтров трех ступеней обезмасливания, на осветлительные фильтры, загруженные антрацитом, в которых производят удаление взвешенных механических частиц и "нефтепродуктов" до 4 - 5 мг/кг, после чего конденсат направляют на четыре сорбционных фильтра первой ступени, которые соединяют между собой параллельно и загружают активированным углем, а затем - на четыре сорбционных фильтра второй ступени обезмасливания конденсата до содержания в нем "масел" не более 0,05 мг/кг, а затем обезмасленный конденсат с температурой 85^oC направляют в межтрубное пространство теплообменников, по которым пропускают холодную сырую воду, используемую для технологических нужд химводоочистки, и осуществляют охлаждение конденсата до 40^oC, после чего направляют его в бак обезмасленного конденсата, откуда насосами прокачивают конденсат на обессоливающую установку, причем температуру обезмасленного конденсата поддерживают в пределах от 35 до 40^oC и направляют его сначала в водород-катионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной катион КУ-2,8, с высотой слоя загрузки 1,5 м и скорость фильтрования 35 м/ч, в которых производят задерживание катионов жесткости и железа, причем периодически осуществляют восстановление обменной способности фильтров путем регенерации фильтрующего материала 3 - 4% раствором серной кислоты, а после водород-катионитовых фильтров конденсат направляют в анионитовые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используют высокоосновной анионит АВ-17-8 и производят удаление конденсата соединений кремнекислоты, причем периодически осуществляют восстановление обменной емкости анионитовых фильтров путем пропускания через фильтрующий слой анионита 3 - 5%-ный раствора едкого натра, а после анионитовых фильтров очищенный конденсат с содержанием кремниевой кислоты не более 150 мкг/кг, железа (в пересчете на Fe⁺³) не более 100 мкг/кг, нефтепродуктов - не более 0,5 мкг/кг и общей жесткостью не большей 10 мкг/кг направляют в бак запаса конденсата, откуда прокачивают преимущественно на ТЭЦ и паровую котельную, а также в установку серы и на котлы-утилизаторы, причем для коррекционной обработки обессоленного конденсата до величины рН 8,5 - 9,5 и снижения коррозии металла трубопроводов в коллектор дозированно подают 1%-ный раствор аммиака насосами-дозаторами.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что используемые при конденсатоочистке осветлительные фильтры выполняют двухкамерными, состоящими из корпуса и нижнего и верхнего дренажного распределительных устройств, причем внутри корпуса жестко прикрепляют глухую плоскую горизонтальную перегородку, разделяющую его на две камеры, и анкерные трубчатые связи, по которым осуществляют отвод воздуха из нижней камеры в верхнюю и поддержание в камерах общего давления, при этом верхнее дренажное распределительное устройство выполняют в виде воронки для равномерного распределения конденсата по поверхности фильтрующего материала, в качестве которого используют антрацит, высоту слоя которого в одной камере принимают равной 0,9 м при величине зерен 2 - 6 мм, причем при заполнении фильтра фильтрующим материалом сначала производят его укладку в нижнюю камеру, а затем - в верхнюю, а нижнее распределительное устройство выполняют в виде коллектора, к которому прикрепляют тридцать два луча с щелевыми отверстиями шириной 0,25 - 0,4 мм, которые закрывают перфорированными пластинами для исключения уноса фильтрующего материала; в качестве сорбционных фильтров 1 ступени используют четыре однокамерных фильтра, которые соединяют между собой параллельно и загружают фильтрующим материалом - активированным углем с толщиной слоя 2,5 м и величиной зерен от 2 до 6 мм, причем фильтры оснащают верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде лучей для равномерного распределения потока конденсата по всей поверхности фильтрующего материала, а нижнее распределительное устройство в виде коллектора, который располагают горизонтально днищу и в который вставляют распределительные трубы с отверстиями по нижним образующим диаметром 8 мм, которые перекрывают привариваемой желобообразной пластиной со щелью шириной 0,25 - 0,4 мм для исключения попадания активированного угля в конденсат; при подаче конденсата на обессоливающую установку используют насосы марок К 100, 65, 200, СУХЛУ производительностью не менее 100 м³/ч и давлением Р = 5,0 кгс/см²; водород-катионитовые и анионитовые фильтры выполняют в виде однокамерных, имеющих производительность 115 м³/ч цилиндрических аппаратов, корпус каждого из которых диаметром 2,6 м оснащают верхним и нижним лазами, штуцерами для гидроперегрузки и верхним и нижним распределительными устройствами, верхнее из которых выполняют в виде "стакана в стакане", а нижнее - в виде коллектора, в который вставляют распределительные трубки-лучи с отверстиями по нижней образующей, перекрытыми пластиной, имеющей щель шириной 0,25 - 0,4 мм.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что в случае образования щелевого отверстия в месте приваривания желобообразной пластины для исключения уноса фильтрующего материала на нижнее распределительное устройство сорбционных фильтров насыпают подстилочный слой крупнодробленого антрацита по всей поверхности фильтра высотой 10 см.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 10.11.2004        БИ: 31/2004