Способ обработки кислого гудрона

Изобретение относится к переработке кислых гудронов. Способ обработки кислого гудрона, заключается в нанесении на поверхность гранул микропористой осадочной породы аморфного кремнезема одного или более слоев, состоящих из кислого гудрона, микронизированного материала, содержащего оксид кальция, и микронизированной микропористой осадочной породы аморфного кремнезема. Технический результат – получение топливных гранул, при этом они имеют высокую температуру размягчения (выше, чем 400 градусов Цельсия), что обеспечивает возможность дозирования гранулированного гудрона с помощью системы подачи твердого топлива, также обеспечивается использование топливных гранул в котлах с циркулирующим кипящим слоем. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к области нефтехимии, в частности, к переработке кислых гудронов.

Предшествующий уровень техники

Из уровня техники известны различные способы обработки кислого гудрона, которые, в основном, заключаются в следующем:

кислый гудрон и загрязненная почва извлекаются экскаватором. После отделения крупных механических примесей кислый гудрон смешивается на месте загрузки с добавками, такими как частицы угля, отходы целлюлозы, отходы мусора, древесные опилки и т.д, что обеспечивает равномерную грануляцию и относительную сыпучесть материала. Затем материал пропускается через сепаратор магнитных и немагнитных металлов, который удаляет любые присутствующие металлические частицы, и подается в механический смеситель, в которой так же дозируются нейтрализующие добавки, такие как СаО, Са(ОН)2, которые нейтрализуют кислотность. Количество нейтрализующих добавок зависит от рН кислого гудрона и его влажности.

Недостатком существующей технологии является то, что полученный таким образом материал подвержен агломерации, имеет низкую температуру размягчения, что обуславливает налипание на поверхности твердотопливной системы теплоэлектростанций. В результате полученный по данной технологии материал вызывает проблемы при транспортировке и непригоден для сжигания на электростанциях в больших долях в топливном составе.

Из уровня техники известны и иные способы, в частности, способ переработки кислых гудронов, раскрытый в патенте RU 2186086, опубликованном 27.07.2002, который является наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков. Данный способ заключается в том, что осуществляют забор кислого гудрона из кислогудронного пруда, нагревают кислый гудрон до 45-85°С за счет топочных газов горения топлива, смешивают нагретый кислый гудрон в барабане-грануляторе с сажей, имеющей степень срастания частиц в агрегате в пределах 0,03-0,09, на которую предварительно из водного раствора нанесен агент нейтрализации - гидроокиси или углекислые соли щелочных или щелочноземельных металлов I-II группы периодической системы элементов. Процесс нейтрализации ведут при 45-85°С в течение 4-10 мин.

В процессе смешения кислого гудрона и гранулированной сажи образуется выпускная форма сажи - маслонаполненный сажевый гранулят, который имеет хорошие транспортабельные характеристики (прочность массы гранул к комкованию, угол естественного откоса, липкость), но в настоящее время такие характеристики уже не удовлетворяют все возрастающим требованиям промышленности. Учитывая, что наиболее часто используемым оборудованием для сжигания высококачественного низкосернистого топлива являются котлы с циркулирующим кипящим слоем (ЦКС), для сжигаемого топлива в котлах ЦКС требуется строгий состав и фракционная грануляция. Кроме того, котел ЦКС нуждается в материале, который является инертным во время процесса горения.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявленное изобретение, является повышение транспортабельных характеристик гранулята (повышение прочности гранул, предотвращение комкования, снижение угла естественного откоса), а также повышение технологических характеристик гранулята (повышение рН водной вытяжки до нейтрального уровня, снижение эмиссии летучих веществ, повышение температуры точки размягчения).

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ обработки кислого гудрона заключается в нанесении на поверхность гранул микропористой осадочной породы аморфного кремнезема одного или более слоев, состоящих из кислого гудрона, микронизированного материала, содержащего оксид кальция, и микронизированной микропористой осадочной породы аморфного кремнезема. При этом для нанесения кислого гудрона на поверхность гранул его кинематическая вязкость снижается менее 110 сСт за счет разогрева и/или разбавления.

В качестве микропористой породы аморфного кремнезема может быть использован диатомит, опока, трепел и т.д., а в качестве материала, содержащего оксид кальция, может быть использована известь, гашенная известь, кальциевая летучая зола энергетических котлов и т.д.

Применение в качестве адсорбера микропористого аморфного кремнезема, обладающего свойством взаимодействия с оксидами кальция с образованием гидросиликатов кальция, в отличие от обычно применяемых адсорберов (угля, отходов целлюлозы, древесные опилки), которые не взаимодействуют с нейтрализующими добавками (СаО, Са(ОН)2), ведет к блокировке адсорбированных углеводородов гидросиликатами кальция, что обеспечивает:

а) низкую эмиссию летучих веществ (летучих углеводородов, сероводорода, диоксида серы и т.д.) из гранул, что позволяет хранить гранулированный кислый гудрон на открытых площадках;

б) высокую температуру точки размягчения выше, чем 400°С, что дает возможность дозирования гранулированного гудрона с помощью штатной системы подачи твердого топлива;

в) наличие соединений гидросиликатов снижает пластичность гранул, что обеспечивает возможность дробления гранул, без налипания к рабочим поверхностям дробильного оборудования.

Применение критерия кинематической вязкости делает данную технологию универсальной для широкого спектра кислых нефтяных отходов, обладающих различными физико-химическими свойствами, как в следствии различия в происхождении, так и срока захоронения, например, кислых гудронов, образовавшихся в процессе сернокислотной очистки масел, парафинов, керосино-газойлевых фракций.

На фиг. 1 проиллюстрирована зависимость кинематической вязкости от температуры для различных кислых нефтяных отходов и мазута.

Понизить кинематическую вязкость до требуемой величины, а именно менее 100 сСт, можно не только за счет повышения температуры, но и за счет разбавления кислых нефтяных отходов, например, мазутом, имеющим по сравнению с кислым гудроном от ректификации масел 1930-1940 изначально меньшую кинематическую вязкость.

В результате смешения кислого гудрона с микронизированным материалом, содержащим оксид кальция (известь, гашенная известь, кальциевая летучая зола котлов и т.д.) и микропористой осадочной породой аморфного кремнезема (диатомит, трепел, опока и т.д.), создаются условия протекания физико-химических процессов адсорбции углеводородов из кислого гудрона микропористой аморфной кремнеземной осадочной породой, нейтрализации кислот оксидом кальция и формирования гидросиликатов кальция при взаимодействии оксида кальция и микропористой аморфной кремнеземной осадочный породы, что приводит к образованию твердого, нейтральной вещества с низким выходом летучих веществ (летучих углеводородов, сероводорода, диоксида серы и т.д.) и высокой температурой размягчения, которая отличается от существующих технологий обработки кислых гудронов применением микропористой осадочной породы аморфного кремнезема (диатомит, трепел, опока и т.д.) совместно с материалами, содержащими оксид кальция.

Число стадий способа определяется технологическими требованиями к конечному продукту - гранулам. Например, для получения фракционного состава гранул, соответствующих фракционному составу топлива для котлов с ЦКС (2-4 мм), оптимальным является реализация 3-4 стадий. Но количество стадий может быть как больше, так и меньше.

Краткое описание фигур чертежей

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 приведена диаграмма зависимости кинематической вязкости от температуры для различных кислых нефтяных отходов и мазута;

на фиг. 2 приведена диаграмма физико-химических процессов, протекающих в условиях реализации способа обработки кислого гудрона;

на фиг. 3 представлена схема технологической линии для осуществления способа обработки кислого гудрона.

Лучший вариант осуществления изобретения

В лабораторных условиях для получения гранул, состоящих из диатомита, гидроксида кальция и гудрона используется, например, смеситель-гранулятор роторного типа производительностью 50 кг/ч. Для повышения времени пребывания и более мягкого воздействия на смешиваемый материал, ротор предпочтительно оборудован плугами и поддерживаются минимальные частоты вращения ротора 25-100 об/мин.

Диатомит измельчют на роликовой дробилке размером менее 900 микрон, затем его разделяют на фракции:

1) менее 500 мкм.

2) 500-900 мкм.

Гранулы формируются в смесителе-грануляторе, в который последовательно по ходу среды вводятся: гранулы диатомита с фракционным составом частиц 500-900 мкм; кислый гудрон с кинематической вязкостью ниже 110 сСт; гидроксид кальция и диатомит с фракционным составом частиц менее 500 мкм.

В зависимости от требуемых характеристик конечного продукта формирование гранул может проводиться как в одну, так и в несколько стадий.

Если по техническим требованиям необходим многостадийный процесс, то на первой стадии в смеситель-гранулятор последовательно по ходу среды вводятся: диатомит с фракционным составом частиц 500-900 мкм, затем кислый гудрон с кинематической вязкостью ниже 110 сСт, затем гидроксид кальция и диатомит фракционным составом частиц менее 500 микрон. На следующих стадиях вместо гранулированного диатомита вводятся гранулы, полученные на предыдущей стадии, последовательность дозирования кислого гудрона, гидроксида кальция и диатомитной пылью сохраняется.

В промышленных условиях способ может быть реализован на технологической линии, приведенной на фиг. 3, где представлена технологическая линия для многостадийного процесса.

Технологическая линия включает силос (1) с гранулированной микропористой аморфной кремнеземной осадочной породой (например, объемом 8 m3), из которого порода дозируется с помощью роторного дозатора в подогреватель-осушитель с псевдосжиженным слоем с циклонным сепаратором (2). Из подогревателя-осушителя порода дозируется центробежным дозатором (3) из циклонного сепаратора с помощью центробежного дозатора (4).

Два силоса (5) и (8) предназначены для микронизированного материала, содержащего оксид кальция.

Силос (5) оснащен двумя центробежными дозаторами (6) и (7).

Силос (8) оснащен центробежным дозатором (9).

Обогреваемый резервуар (11) для кислого гудрона (например, объемом 16 m3) оборудован решеткой со скребковым транспортером (10). Кислый гудрон дозируется тремя шиберными насосами (13), (14), (15), оснащенными электроприводами с частотным регулированием.

Три последовательно установленных роторных смесителя-гранулятора (16), (17), (18), соответственно мощности 3 m3/ч, 4 m3/ч и 10 m3/ч.

Технологическая линия также снабжена компрессором летучих веществ (19).

Способ обработки кислого гудрона реализуется следующим образом:

В роторный гранулятр-смеситель (16) последовательно дозируются: гранулированная микропористая аморфная кремнеземная осадочная порода центробежным дозатором (3), кислый гудрон шиберным насосом (13), микронизированный материал, содержащий оксид кальция, центробежным дозатором (6).

Если одной стадии недостаточно, то в роторный гранулятр-смеситель (17) последовательно дозируются: гранулят произведенный в гранулятре-смесителе (16) кислый гудрон шиберным насосом (14), микронизированный материал содержащий оксид кальция центробежным дозатором (7).

В роторный гранулятр-смеситель (18) последовательно дозируются: гранулят произведенный в гранулятре-смесителе (17), пыль гранулированной микропористой аморфной кремнеземной осадочной породы центробежным дозатором (4), кислый гудрон шиберным насосом (15), микронизированный материал содержащий оксид кальция центробежным дозатором (9).

Расходы дозируемых материалов контролируются посредством определения градиента массы силосов (1), (5), (8) и обогреваемого резервуара (11) пьезометрическими весами (12).

Гранулы, полученные в грануляционном смесителе (18), направляются в топливный бункер.

Летучие вещества, образующиеся в гранулятрах-смесителей (16), (17), (18), отсасываются компрессором (19) и подаются на сжигание.

1. Способ обработки кислого гудрона, заключающийся в нанесении на поверхность гранул микропористой осадочной породы аморфного кремнезема одного или более слоев, состоящих из кислого гудрона, микронизированного материала, содержащего оксид кальция, и микронизированной микропористой осадочной породы аморфного кремнезема.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для нанесения кислого гудрона на поверхность гранул его кинематическая вязкость снижается менее 110 сСт за счет разогрева и/или разбавления.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве микропористой породы аморфного кремнезема используют диатомит, опоку, трепел и т.д.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего оксид кальция, используют известь, гашенную известь, кальциевую летучую золу энергетических котлов и т.д.



 

Похожие патенты:

Изобретение описывает способ переработки твердых коммунальных отходов, где предварительно извлекают крупногабаритные отходы, а оставшуюся массу измельчают и сушат, при этом измельчение и сушку осуществляют одновременно в барабанной мельнице до конгломерации твердых составляющих оставшейся массы.

Изобретение раскрывает способ получения продукта из отходов, включающий: a) обеспечение отходов; b) воздействие на отходы низкочастотным макроволновым излучением с длиной волны в диапазоне от 700 нм до 1 мм, с достижением температуры от 205°С до 900°С и давления от 1,0 бар до 19,0 бар, с образованием вследствие этого угля; при этом указанные отходы подвергают воздействию излучения в реакционном сосуде, имеющем двойную металлическую стенку, с обеспечением нагрева наружной металлической стенки указанного реакционного сосуда с помощью первичного источника излучения, нагретого до по меньшей мере 700°С, вследствие чего указанная наружная стенка препятствует переносу тепловой энергии путем проводимости и конвекции и в результате чего указанная наружная металлическая стенка представляет собой вторичный источник излучения для указанного материала, содержащегося в пределах указанной внутренней металлической стенки; и где указанные отходы содержат углерод в количестве от 9 до 85%, водород в количестве от 1 до 15% и кислород в количестве от 0 до 65% в пересчете на сухую массу материала.

Изобретение раскрывает способ производства высушенного горючего материала, включающий в себя: этап смешивания со смешиванием множества частиц, изготовленных из горючего материала, содержащего влагу, и дегидрирующей жидкости, изготовленной из эмульсии, содержащей синтетическую смолу, для формирования смеси, в которой поверхности частиц вступают в контакт с дегидрирующей жидкостью; а также этап сушки с формированием покрытия из синтетической смолы, изготовленного из дегидрирующей жидкости, высушенной на поверхностях частиц, с испарением влаги из частиц, чтобы сформировать покрытые частицы, включающие в себя частицы, имеющие пониженный процент влагосодержания, и покрытие из синтетической смолы, которое покрывает поверхность частиц, причем синтетическая смола, содержащаяся в дегидрирующей жидкости, представляет собой акриловую смолу, уретановую смолу или поливинилацетатную смолу, при этом получают высушенный горючий материал, образованный из покрытых частиц.

Изобретение раскрывает способ переработки помета птиц в топливные брикеты, предусматривающий предварительную подготовку компонентов исходного сырья, дозирование каждого компонента, измельчение исходного сырья, смешивание в смесителе принудительного типа с получением однородной массы, подготовленную массу подают в загрузочную воронку брикетера, в котором происходит уплотнение массы и формование формы и длины брикета, последующую сушку брикетов, при этом измельчение исходного сырья осуществляют после его перемешивания в смесителе, перед подачей на брикетирование, измеряют влажность полученной после измельчения массы и в зависимости от ее величины выбирают величину давления формования брикетов из диапазона 0, 2-1,0 МПа, сушку брикетов осуществляют в диапазоне температур 50-100°С в три этапа с различной выдержкой времени на каждом этапе, причем на первом этапе при температуре 50-60°С в течение 20-40 минут, на втором этапе при температуре 75-85°С в течение 3-4 часов, а на третьем этапе при температуре 80-100°С в течение 50-70 минут, затем брикеты охлаждают до температуры 40-30°С естественным или принудительным путем.

Изобретение раскрывает аппарат (10; 110; 210; 310) для производства твердого топлива, включающий в себя: средство (10А; 210A; 310A) для изготовления смеси, выполненное чтобы изготавливать смесь (3) путем перемешивания горючих отходов (1), содержащих влагу, и дегидрирующего агента (2), служащего для ускорения удаления влаги из горючих отходов; средство (30; 130; 230) для хранения смеси, выполненное в виде цилиндра и с возможностью его вращения, и с возможностью хранения смеси (3) во внутреннем пространстве (30S; 130S, 230S); средство (33) для забора воздуха, выполненное с возможностью подачи атмосферного воздуха в средство для хранения смеси; средство (41; 241) отвода воздуха, выполненное с возможностью выпуска отработавшего воздуха из средства для хранения смеси; приводное устройство (51; 151; 251), выполненное с возможностью вращения средства для хранения смеси; средство (60; 160; 260) управления, выполненное с возможностью управления работой приводного устройства; и средство (72; 272) для измельчения, выполненное с возможностью измельчения смеси (3), содержащейся в средстве для хранения смеси, при этом дегидрирующий агент представляет собой вещество для обработки, изготовленное из эмульсии, содержащей синтетическую смолу; и средство для измельчения размещено вдоль внутренней периферийной стены (31; 231) средства для хранения смеси и выполнено с возможностью перемещения смеси (3) вверх во внутреннем пространстве и с обеспечением смеси (3) возможности свободного падения сверху во внутреннем пространстве с помощью вращения средства для хранения смеси.

Настоящее изобретение относится к экологически чистому и высокоэффективному способу получения твердого топлива с использованием органических отходов с высоким содержанием воды, который включает: (a) стадию смешивания отходов, на которой органические отходы с высоким содержанием воды и твердые бытовые отходы подаются в реактор на Fe основе и смешиваются; (b) стадию гидролиза, на которой в реактор на Fe основе подается высокотемпературный пар для гидролиза смеси; (c) стадию снижения давления, на которой пар из реактора сбрасывается и давление внутри реактора быстро, чтобы обеспечить низкомолекулярный вес органических отходов после стадии (b) или так, чтобы увеличить удельную площадь поверхности бытовых отходов после стадии (b); (d) стадию вакуума или дифференциального давления для удаления воды; и (e) стадию получения твердого топлива, на которой продукт реакции после стадии (d) подвергается естественной сушке и компрессионному прессованию с получением твердого топлива с содержанием воды от 10 до 20%.

Изобретение описывает органическое топливо из бытового мусора, полученное на основе мусорных выбросов бумаги и картона, пищевых отходов, текстиля, включающее углерод С, водород Н, кислород О + азот N, характеризующееся тем, что они смешиваются с высокоуглеродистым торфом в следующих количествах (в % вес.): бытовой мусор 83-85, высокоуглеродистый торф 15-17.

Изобретение описывает способ изготовления топливных брикетов из твердых бытовых отходов (ТБО) и других органических отходов, включающий сортировку ТБО с выделением горючей массы, измельчение выделенной из ТБО горючей массы, сушку, подогрев измельченного материала, формирование из измельченного материала гранул, при этом сортировка исходных ТБО с выделением горючей массы осуществляется гидромеханическим способом, измельчению подвергается масса с влажностью 40…55%, подогрев массы осуществляется в интервале температур 550…1000°С, энергообеспечение производства топливных брикетов производится полностью за счет скрытой внутренней энергии горючей массы ТБО, в качестве связующего при формировании брикетов используется смолистый конденсат, выделенный из газообразных продуктов термического распада горючей массы, нагретой до температуры 550…1000°C.

Изобретение относится к технологии производства формованного твердого топлива на основе обезвоженных илов очистных сооружений осадков городских сточных вод (ОСВ) и может быть использовано для коммунально-бытовых нужд, а также в промышленности в котлах твердотопливных котельных, при этом частично решается проблема снижения загрязнения окружающей среды отходами.

Изобретение относится к методам термической деполимеризации природных и вторичных органических ресурсов, например твердых бытовых отходов (ТБО). Способ переработки органических и полимерных отходов включает загрузку сырья с предварительной сепарацией, измельчение с подсушкой, отличается тем, что подсушку осуществляют совместно с катализатором и низкокалорийным природным топливом, затем готовят пасту из измельченного материала и растворителя - дистиллята, получаемого при дистилляции жидких продуктов, при этом предусматривают дальнейшую ступенчатую деполимеризацию реакционной массы с температурой 200-400°C при нормальном атмосферном давлении, осуществляемую в каскаде из двух пар последовательно соединенных реакторов, в которых температура деполимеризации достигает в 1-й паре 200°C, и во 2-й паре - более 200°C и не превышает 310°C, объединяющихся друг с другом рециркулирующими потоками: газообразным, формирующем в реакционной системе восстановительную среду в виде синтез-газа (CO и H2), образующуюся путем паровой каталитической конверсии углеводородных газов, выходящих из реакторов деполимеризации, перемещающуюся посредством газового насоса через подогреватель восстановительных газов из реакционной системы, обеспечивают также вывод синтез-газа для получения моторных топлив - метанола, диметилового эфира или бензина; жидкую же углеводородную фазу отделяют от твердых непрореагировавших компонентов с выходом последних до 40% от общей исходной массы твердых бытовых отходов (ТБО), которые выводят из системы с помощью циркуляционных насосов и направляют для производства нефтяных брикетов и/или горючих капсул, причем жидкую реакционную углеводородную смесь, после отделения от нее твердого остатка, направляют на горячую сепарацию, охлаждение и дистилляцию, кроме того, меньшую часть дистиллята возвращают в мешалку для приготовления пасты на стадию приготовления пасты, а большую часть разделяют на целевые фракции: первую с температурой кипения до 200°C и вторую с температурой кипения выше 200°C, но не более 310°C.

Способ очистки нефтепродуктов от гетероатомных соединений, способ очистки нефтепродуктов от гетероатомных органических соединений кислорода, серы, фосфора и галогенидов, способ очистки нафтеновых или нафтено-ароматических нефтей или газойлей нафтеновых или нафтено-ароматических нефтей путем очистки от гетероатомных органических соединений, способ переработки отработанных масел путем очистки от гетероатомных органических соединений, способ переработки трансформаторных масел путем очистки от хлорсодержащих органических соединений // 2659795
Изобретение направлено на системы и способы обработки нефтесодержащего сырья. Способ очистки нефтепродуктов от гетероатомных соединений заключается, например, в смешивании обработанного углеводородного сырья, содержащего гетероатомы, с основанием в виде гидроксидов, содержащим элемент группы IA или IIA или их смесь при заданных температуре и давлении для отделения углеводородного продукта от гетероатомов, в качестве основания используют водные растворы гидроксида лития, натрия, калия, кальция и бария, их смеси или смеси, содержащие эти гидроксиды, смешивание углеводородного сырья, содержащего гетероатомы, с водным раствором основания проводят с подогревом в отдельной мешалке для омыления гетероатомных соединений с последующим удалением части воды, после этого углеводородный продукт закачивают в подогреваемый перегонный куб для поддержания этого продукта во взвешенном состоянии и для постепенной отгонки из него керосиновой фракции, фракции дизельного топлива, фракции трансформаторного масла и фракции масла для литиевых смазок и откачки остатка перегонки для нейтрализации, где водные растворы гидроксида лития, натрия, калия, кальция и бария, их смеси или смеси, содержащие эти гидроксиды, используют в объеме от половины стехиометрического до избыточного по отношению к стехиометрическому, смешивание углеводородного сырья, содержащего гетероатомы, с водным раствором основания проводят в отдельной мешалке с ее подогревом для удаления воды из сырья в мешалке, а для отгонки используют подогреваемый перегонный куб, который оснащают дефлегматором для отвода паров и отдельной мешалкой для снижения образования пены в кубе при отгонке паров, при этом для обогрева перегонного куба используют газовую или жидкотопливную горелку для вывода топочных газов в лабиринт под днищем перегонного куба, а оттуда - под днище мешалки.
Изобретение относится к способу десульфуризации нефтяного масла, включающему стадию разбавления нефтяного масла-сырья подходящим органическим растворителем перед проведением реакции десульфуризации.

Изобретение относится к способу получения полиолефиновых основ синтетических масел путем катионной олигомеризации олефинового сырья и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к технологии гранулирования битумов и может быть использовано, в частности, для получения асфальтобетонных смесей в дорожном строительстве, при изготовлении строительных материалов, применяемых для гидроизоляции бетонных сооружений, заделки щелей, пропитки материалов.

Изобретение относится к устройству для резки пековой нити на пековые гранулы и тому подобное, приспособленному для погружения в ванну охлаждающей жидкости. .

Изобретение относится к способам охлаждения, формовки и затаривания расплавов материалов, способных в процессе своего остывания превращаться в твердое вещество, а также к установкам для осуществления этих способов и может найти применение в нефтехимической промышленности в процессе затаривания, охлаждения и упаковки нефтебитумов.

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано на установках производства высокоплавких битумов. .
Наверх