Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов



Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов
Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов
Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов
Способ очистки воды от эмульгированных нефтепродуктов

Владельцы патента RU 2724778:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ухтинский государственный технический университет" (RU)

Изобретение может быть использовано на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях для доочистки вод от эмульгированных нефтепродуктов. Для осуществления способа в очищаемую воду добавляют водный раствор суперпарамагнитных наночастиц магнетита с размерами около 10 нм и средним размером агрегатов 0,8 мкм. Для извлечения омагниченной эмульсии, покрытой слоем наночастиц магнетита, используют ферромагнитный фильтр, наполнитель которого представляет собой упорядоченный набор тонких стальных стержней диаметром 1 мм, вдоль которых проходит очищаемая вода. Очищаемые воды пропускают через такой ферромагнитный фильтр, внутри которого создают магнитное поле, обеспечиваемое неодимовыми магнитами, с индукцией от 2000 до 5500 Гс. Способ обеспечивает оптимизацию способа и повышение степени очистки обрабатываемых вод от эмульгированных нефтепродуктов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл., 3 пр.

 

Изобретение предназначено для защиты окружающей среды от нефтяных загрязнений. Может быть использовано для доочистки вод от эмульгированных нефтепродуктов на нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятиях.

Известны многочисленные способы очистки воды с применением различных ферромагнитных сорбентов и способов захвата загрязнений.

Известен способ очистки воды от эмульгированной нефти, где предложено использовать в качестве адсорбента гранулы и порошка с диаметром частиц не более 100 мкм прокаленного гальваношлама, в котором основную часть занимает у оксид железа [Пат. 2156225 Российская Федерация, МПК C02F 1/40, B01D 17/05, C02F 101:32. Способ очистки сточных вод, содержащих эмульгированные нефтепродукты / В. М. Макаров; Л. А. Петрухно; Л. А. Тельцова; заявитель и патентообладатель Ярославский государственный технический университет. - №:99119876/12; заявл. 16.09.1999; опубл. 20.09.2000]. При этом порошок имеет функцию не только сорбента, но и деэмульгатора. Данный порошок смешивают с постоянными магнитами сферической формы 8-10 мм. Полученная смесь является адсорбционным комплексом, через который пропускают загрязненную воду.

Недостатком данного способа очистки является сложность обслуживания адсорбционного комплекса.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является метод по очистке сточных вод от нефти, масел и других органических примесей [Пат. 1792919 СССР, МПК C02F 1/28, 1/48. Способ очистки воды от органических примесей / В.А, Чумаков, В.А. Ларичев, М.М. Загубытько и А.А. Харитонова; заявитель и патентообладатель Днепропетровский горный институт им. Артемова. - №:408909; заявл. 29.05.1990; опубл. 07.02.1993, Бюл. №5. - 3 с.]. В воду, загрязненную органическими примесями, добавляют сухой магнетитовый концентрат с размером частиц 50-70 мкм в количестве 65-70% масс. Полученную суспензию пропускают через намагничивающее устройство, где отделяют очищенную воду. В дальнейшем для экономического эффекта направляют магнетитовый концентрат загрязненный нефтепродуктами на аглофабрики металлургических заводов. Сгорающие при этом нефтепродукты экономят энергию, которая расходуется на аглопроцесс.

Недостатком данного способа является применение крупного размер сухого порошкового магнетита, что снижает его сорбционную способность.

Своеобразный подход магнитной обработки воды описан в работе [Пат. 2466238 Российская Федерация, МПК Е02В 15/04, C02F 1/48. Способ сбора с поверхности воды разливов нефти / В.В. Шайдаков, А.А. Селуянов, О.Ю. Полетаева, Е.В. Шайдаков, Е.В. Чернова; заявитель и патентообладатель ООО "Инжиниринговая компания "ИНКОМП-НЕФТЬ. - 2011119014/13; заявл. 12.05.2011; опубл. 10.11.2012, Бюл. №31. - 4 с.]. Тонкодисперсный магнетит распыляют по поверхности. После растворения сорбента в нефтепродуктах его прокачивают через намагничивающее устройство, которое состоит из магнитных пластин с антифрикционным покрытием, снижающим силу адгезии между частицами и поверхностью пластинки. Ферромагнитные частицы, покрытые нефтепродуктами, намагничиваются в этом магнитном поле. Далее смесь направляется в турбулизатор, где происходит коагуляция частиц и образование крупных агрегатов за счет остаточной намагниченности. После чего агломераты отделяются от воды осаждением или фильтрованием. Эффект очистки воды с использованием данного устройства автор оценивает на 98%.

Недостатком данного способа очистки является сложный многократный процесс очистки.

Цель изобретения - оптимизировать способ очистки вод от эмульгированных нефтепродуктов путем увеличения степени дисперсности магнитного сорбента и использования предлагаемого ферромагнитного фильтра.

Данный способ очистки заключается в использовании водного раствора высокодисперсных магнитных частиц магнетита. Конденсация магнитных наночастиц магнетита проводилась, путем воздействия оснований на раствор смеси солей 2- и 3-валентного железа. Образующиеся наночастицы Fe3O4 имеют достаточно узкое распределение по размерам около 10 нм. Частицы таких размеров обладают суперпарамагнитными свойствами, т.е. обладают большим магнитным моментом и отсутствием остаточной намагниченности. Несмотря на это, частицы подвержены слипанию и образованию агрегатов за счет межмолекулярного взаимодействия. При этом, средний размер образованных из наночастиц агрегатов в водном растворе составил 0,8 мкм. Несмотря на свои низкие гидрофобные свойства наночастицы обладают повышенной поверхностной активностью на границе нефти и воды, даже при высоком минеральном составе пластовых и сточных вод и при образовании стабильных эмульсий.

Вода, содержащая тонкоэмульгированные нефтепродукты, первоначально смешивается в определенном соотношении с водным раствором наночастиц магнетита. После этого она поступает в ферромагнитный фильтр. Фиг. 1 - Ферромагнитный фильтр. а) Общий вид ферромагнитного фильтра. б) Стержни ферромагнитного фильтра. Внутри него размещена упаковка из упорядоченного множества тонких стальных стержней. Силовые линии магнитного поля пронизывают стальные стержни, тем самым, образуя полюса, где наблюдается усиление индукции магнитного поля. Омагниченные эмульсионные капли стремятся занять область, где наблюдается наибольшее значение магнитной индукции. На поверхности стержня капли укрупняются под действием магнитной силы. Исследования показали, что наночастицы магнетита становятся магнитно насыщенными в поле не менее 100 кА/м, поэтому для эффективного извлечения должно наблюдаться поле выше этого значения.

Для проведения опытов макет ферромагнитного фильтра (Фиг. 1) был изготовлен из железных стержней диаметром 1 мм. Корпус устройства изготовлен из пластикового материала. Магнитное поле внутри, создаваемое неодимовыми магнитами, составляло от 2000 до 5500 Гс.

Все образцы пластовых вод были отобраны с Ярегского и Нижнечутинского месторождений из резервуаров-отстойников.

Пример 1: Водный концентрат высокодисперсного магнетита перемешивался в емкости объемом 1 л. нефтесодержащей пластовой воды с Ярегского месторождения в течение 10 мин. Далее жидкость пропускалась через ферромагнитный фильтр со скоростью 15 м/ч. Результаты приведены в таблице 1.

Пример 2: В следующем эксперименте водный концентрат высокодисперсного магнетита перемешивался в емкости объемом 1 л. с нефтесодержащей пластовой водой с Нижнечутинского месторождения в течение 10 мин. И далее пропускался через магнитный сепаратор со скоростью 15 м/ч. Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Пример 3: Результаты очистки пластовой воды Нижнечутинского месторождения водным раствором наночастиц магнетита (размер частиц магнетита 10 нм, средний размер агрегатов 0,8 мкм)

1. Способ очистки вод от эмульгированных нефтепродуктов, включающий использование магнетита в качестве сорбента с последующим отделением очищенной воды, отличающийся тем, что используют суперпарамагнитные наночастицы магнетита, для извлечения омагниченной эмульсии, покрытой слоем наночастиц магнетита, используют ферромагнитный фильтр, наполнитель которого представляет собой упорядоченный набор тонких стальных стержней, вдоль которых проходит очищаемая вода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используются суперпарамагнитные наночастицы магнетита с размерами около 10 нм и средним размером агрегатов 0,8 мкм.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что наполнитель ферромагнитного фильтра представляет собой упорядоченное множество тонких стальных стержней диаметром 1 мм, находящихся в магнитном поле с индукцией от 2000 до 5500 Гс, создаваемом неодимовыми магнитами.



 

Похожие патенты:

Средство относится к области утилизации твердых коммунальных отходов и предназначено для разделения в гидросепараторе смеси отходов на плавучие, взвешенные и тонущие фракции.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, в частности к очистке поверхностных сточных вод предприятий, специализирующихся на утилизации нефтешламов и нефтесодержащих отходов.

Изобретение относится к области очистки морской воды и грунтовых вод путем дистилляции для обеспечения питьевой водой сельского, коммунального хозяйства и на морских судах, в которых наблюдается дефицит пресной питьевой воды.

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к составам для предотвращения осаждения неорганических солей при добыче и транспорте нефти. Состав для предотвращения кальциевых солеотложений, включающий нитрилотриметилфосфоновую кислоту - НТФ, оксиэтилидендифосфоновую кислоту - ОЭДФ, моноэтаноламин - МЭА, метанол и воду, дополнительно содержит модификатор - неопентилполиол, содержащий в молекуле неопентильный фрагмент - 2,2-бис(гидроксиметил)пропан-1,3-диол, 2,2-диметилолпропан или триметилолпропан, причем НТФ, ОЭДФ и МЭА он содержит в виде смеси при мольном отношении НТФ/ОЭДФ=1,0-2,4 и мольном отношении МЭА/∑(НТФ+ОЭДФ)=3,7-4,4, растворитель в виде смеси метанола и воды при массовом отношении СН3ОН/Н2О=0,4-1,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь НТФ, ОЭДФ и МЭА 30,2-33,7, модификатор 0,5-2, растворитель - остальное.

Изобретение может быть использовано для очистки стоков, загрязненность которых по химической и бактериологической потребности кислорода ПЗ=(ХПК+БПК) превышает 2 г/л.

Изобретение относится к технологии очистки хозяйственно-бытовых стоков, стоков различных промышленных производств для оборотного водоснабжения и до требований сброса в водоём рыбохозяйственного назначения.

Изобретение относится к системам очистки и/или обессоливания жидкости. Система очистки жидкости, состоящая из линии исходной жидкости, с установленным на ней входным клапаном, обратноосмотической мембраны, с подключенными к ней линией дренажной жидкости и линией очищенной жидкости, линией подачи очищенной жидкости потребителю и емкостью для очищенной жидкости, вторичной линии очищенной жидкости, подключенной к емкости для очищенной жидкости и к линии исходной жидкости, и блока управления, при этом система содержит линию рециркуляции, снабженную клапаном, подключенную к линии исходной жидкости перед циркуляционным насосом, установленным на линии исходной жидкости перед обратноосмотической мембраной, и выполнена с возможностью практически полного растворения слоя загрязнений на обратноосмотической мембране за счет интенсивной многократной промывки обратноосмотической мембраны очищенной жидкостью, где количество промывок обратноосмотической мембраны в пределах одного цикла промывки системы составляет не менее двух, но не более шести, предпочтительно четыре раза.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано на установках промысловой подготовки нефти (УППН) при переработке стойкого эмульсионного промежуточного слоя для подготовки товарной нефти и пластовой воды до требуемой группы качества.

Изобретение может быть использовано для получения электрохимически активированной (ЭХА) воды, которая находит применение в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, пищевой промышленности.
Изобретение относится к технологии переработки природного сырья с получением комплексного алюминийсодержащего коагулянта в форме твердого продукта и его использованием в процессах очистки воды промышленного и хозяйственно-бытового происхождения.

Варианты изобретения относятся к способу получения углеродсодержащего адсорбента на основе углеродных остатков риформинга лигнина. Адсорбент предложен для адсорбции ароматических соединений из сточных вод.
Наверх