DE4009650C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung eines wasserhaltigen Ölschlamm-Mengenstromes und Anlage für die Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung eines wasserhaltigen Ölschlamm-Mengenstromes, wobei der Ölschlamm- Mengenstrom erwärmt und dieser Ölschlamm-Mengenstrom in einer Trennstufe dekantiert wird, wobei aus der Trennstufe einerseits die im Ölschlamm mitgeführten Feststoffe, andererseits ein hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehender Teilmengenstrom und außerdem ein abgetrennter Öl-Mengenstrom abgezogen werden und wobei der hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehende Teilmengenstrom in einer Nachbehandlungsstufe von mitgeführtem Öl befreit wird, wobei in den Ölschlamm-Mengenstrom vor der Einführung in die Trennstufe ein Öl-Lösungsmittel eingeführt wird, durch welches die Dichte sowie die Viskosität des Ölschlammes erniedrigt wird. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Anlage für die Durchführung eines solchen Verfahrens. - Bei dem Ölschlamm handelt es sich insbesondere um Erdölschlamm, wie er im Rahmen der verschiedenen Erdöltechnologien anfällt. Physikalisch handelt es sich um ein emulsionsartiges System. Eine Emulsion enthält eine Flüssigkeit in disperser Phase, d. h. in kolloidaler Verteilung, in einer nicht mit ihr mischbaren anderen Flüssigkeit, die als geschlossene Phase oder Dispersionsmittel bezeichnet wird. Ein emulsionsartiges System bezeichnet im Rahmen der Erfindung ein solches System, welches als disperse Phase das Öl, als geschlossene Phase Wasser und zusätzlich auch feinteilige Farbstoffe enthält.

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Gattung (EP 0 298 610 A2) werden einer bei der Tankerreinigung anfallenden Öl-Wasser-Emulsion flüchtige Kohlenwasserstoffe zugesetzt. Die Mischung wird dann unter Druck gesetzt, wodurch Öl und Wasser getrennt werden und abgezogen werden können. Das erfordert apparatetechnisch einen hohen Aufwand.

Bei den aus der Praxis bekannten Maßnahmen gelingt die Trennung des Öls von dem Wasser nur unbefriedigend. Das gilt auch für die Abscheidung der Feststoffe. Daher ist eine aufwendige Nachbehandlung für das Wasser erforderlich. Im allgemeinen geschieht diese Nachbehandlung durch eine Destillation, die das Wasser aus dem emulsionsartigen System herausdestilliert. - Im einzelnen ist folgendes vorzutragen.

Der Ölschlamm-Mengenstrom wird im Rahmen der bekannten Maßnahmen mit Hilfe von Dekantern und Separatoren in Öl, Wasser und Feststoffe zerlegt. Es handelt sich um Dreiphasen-Dekanter oder Dreiphasen-Separatoren. Separatoren meint insbesondere Zentrifugen. Voraussetzung für eine solche Trennung ist, daß die disperse Phase ein ausreichend unterschiedliches spezifisches Gewicht zu dem Wasser besitzt. Je kleiner die Differenz der spezifischen Gewichte, desto schlechter ist die Trennung. Durch eine Erhöhung der Temperatur auf einen Wert von 90 bis 95°C versucht man, die Dichtedifferenz zwischen dem Öl einerseits und dem Wasser andererseits zu erhöhen und dadurch den Trenneffekt zu verbessern. Daraus resultieren sehr hohe Energiekosten. Im übrigen befriedigen die bekannten Maßnahmen vom Ergebnis her nicht. Insbesondere kann den modernen Forderungen der Umwelttechnik nicht oder nicht leicht entsprochen werden. Diese Forderungen zielen dahin, daß das abgezogene Wasser nur noch einen Ölgehalt von weniger als 20 ppm aufweist. Auch die Feststoffe sollen einen möglichst niedrigen Ölgehalt aufweisen. Im übrigen ist es erforderlich, den Ölschlamm soweit aufzubereiten, daß das aufbereitete Öl nur noch einen Wassergehalt von unter 2 Gew.-% und noch einen Feststoffgehalt von unter 0,1 Gew.-% aufweist. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen können diese Werte nicht eingehalten werden. Das abgetrennte Wasser hat noch Ölgehalte, die zwischen 1000 und 2000 ppm liegen. In vielen Fällen ist der Ölgehalt noch beträchtlich höher. In jedem Fall ist eine teure Nachbehandlung nötig, um auf Werte von kleiner 20 ppm für das abzuziehende Wasser zu kommen. Dieser Grenzwert muß aus umwelttechnischen Gründen eingehalten werden, da­ mit das Wasser in eine biologische Abwasserreinigungsanlage abgegeben werden kann. Destilliert man das Wasser aus dem Öl heraus, so haben die insoweit bekannten Maßnahmen den Nachteil, daß in dem Wasser enthaltene Salze im Öl bleiben und nicht mit dem Wasser verdampfen. In solchen Fällen muß eine zusätzliche Entsalzung des Öls durchgeführt werden.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung eines wasserhaltigen Ölschlamm- Mengenstromes anzugeben, mit dem auf einfache Weise eine sehr weitgehende Trennung des Öls vom Wasser und eine sehr weitgehende Abscheidung der Feststoffe möglich ist, und zwar soweit, daß die vorstehend angegebenen Forderungen ohne Schwierigkeiten erfüllt werden können. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde, eine Anlage für die Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß mit dem abgetrennten Öl-Mengenstrom das Öl-Lösungsmittel, bis auf Reste, abgezogen wird, daß der abgetrennte Öl-Mengenstrom mit dem aufgenommenen Öl-Lösungsmittel in eine Verdampfungsstufe eingeführt wird, in der das Öl-Lösungsmittel ausgetrieben und aus der das Öl-Lösungsmittel in den Prozeß zurückgeführt wird, daß in den hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehenden Teilmengenstrom das Öl-Lösungsmittel ebenfalls eingeführt wird, daß in der Nachbehandlungsstufe das Öl-Lösungsmittel mit dem aufgenommenen Öl-Rest aus dem Wasser des Teilmengenstromes abgetrennt und dem Ölschlamm-Mengenstrom vor der Einführung in die Trennstufe wieder zugeführt wird, - während das so gereinigte Wasser abgeführt wird. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird dem Ölschlamm-Mengenstrom Benzin als Öl-Lösungsmittel zugeführt. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß der Trenneffekt bei der Trennung des Systems aus Öl, Wasser und Feststoffen im Zuge der Aufbereitung von Ölschlamm wesentlich verbessert wird, wenn ein geeignetes Öl-Lösungsmittel, vorzugsweise Benzin, des Ölschlamm-Mengenstromes vor der Dekantierung zugegeben wird, und wenn andererseits ein solches Öl-Lösungsmittel auch in den hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehenden Teilmengenstrom eingeführt wird. Dabei entstehen keine störenden Effekte und keine technologischen Probleme, wenn die beschriebene Kreislaufführung verwirklicht wird. Der Ölschlamm-Mengenstrom kann mit einer sehr niedrigen Temperatur dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden, woraus gegenüber der bekannten Verfahrensweise, die mit Temperaturen von 90 bis 95°C arbeitet, eine beachtliche Energieersparnis resultiert. Im allgemeinen ist es im Rahmen der Erfindung ausreichend, den Ölschlamm-Mengenstrom mit einer Temperatur von etwa 50°C in das Verfahren einzuführen.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschlamm- Mengenstrom mit einer Temperatur von etwa 50°C in die Trennstufe eingeführt und ein Öl-Lösungsmittel mit einem Siedepunkt im Bereich von 60 bis 120°C, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 80°C, beigemischt wird. Im übrigen empfiehlt es sich, das Verfahren so zu führen, daß aus der Trennstufe neben dem abgetrennten Öl-Mengenstrom mit dem aufgenommenen Öl-Lösungsmittel außerdem ein Wasserstrom abgezogen wird, der Öl-Lösungsmittel mitführt, und daß dieser Wasserstrom ebenfalls in eine Verdampfungsstufe eingeführt wird, aus der das Öl-Lösungsmittel zurückgewonnen wird, während das so gereinigte Wasser abgeführt wird. Das gereinigte Wasser kann unmittelbar einer biologischen Abwasserreinigung zur Nachreinigung zugeführt werden, ohne daß bei dieser biologischen Abwasserreinigung Probleme entstehen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des aus der Verdampfungsstufe abgeführten, gereinigten Wassers, welches frei von Salz ist, wieder in die Trennstufe so eingeführt wird, daß dadurch der Salzgehalt in dem Öl-Mengenstrom reduziert wird. Er kann auf diese Weise auf praktisch Null reduziert werden.

Gegenstand der Erfindung sind auch Anlagen für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Diese Anlagen sind Gegenstand der Patent­ ansprüche 7 und 8 und werden im folgenden anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 das Schema einer anderen Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zum grundsätzlichen Aufbau der in Fig. 1 dargestellten Anlage für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens gehören ein Wärmetauscher 1, eine Vorlage 2, zumindest ein Dekantor 3 mit Separator 4, eine Feststoffaufnahme 5 und eine Nachbehandlungseinrichtung 6. Die Anordnung ist so getroffen, daß der zu reinigende Ölschlamm-Mengenstrom über den Wärmetauscher 1 und die Vorlage 2 in den Dekantor 3 einführbar ist, wobei aus dem Dekantor 3 die Feststoffe in die Feststoffaufnahme 5 einführbar sind. Der hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehende Teilmengenstrom ist abziehbar und der Nachbehandlungseinrichtung 6 zuführbar. Aus dem Dekantor 3 ist andererseits der abgetrennte Öl-Mengenstrom über den Separator 4 abführbar, der restliche Feststoffe abscheidet. In den Leitungen geben Pfeile die Strömungsrichtungen der verschiedenen Mengenströme an. Dieser grundsätzliche Aufbau der Anlage ist bekannt. Im Ausführungsbeispiel sind der Dekantor 3 und der Separator 4 zweifach verwirklicht und gleichsam symmetrisch geschaltet.

Es ist ein zusätzlicher Öl-Lösungsmittelkreislauf 7 eingerichtet. Um dieses zu verdeutlichen, wurden die Leitungen, die zu dem Öl-Lösungsmittelkreislauf gehören, durch eine Schlangenlinie dargestellt. Die Leitungen 8, die den Ölschlamm-Mengenstrom bzw. den abgetrennten Öl-Mengenstrom führen, wurden als dick ausgezogene schwarze Linie dargestellt. Die Leitungen 9, die das Wasser führen, wurden demgegenüber als strichpunktierte Linien dargestellt. Man erkennt, daß der zusätzliche Öl-Lösungsmittelkreislauf 7 einen Öl-Lösungsmittelvorratsbehälter 10, eine Einrichtung 7a zur Einführung des Öl-Lösungsmittels in die Vorlage 2, eine Einrichtung 7b zur Einführung des Öl-Lösungsmittels in den hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehenden Teilmengenstrom und eine Einrichtung 7c zur Rückführung des Öl-Lösungsmittels aufweist. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Nachbehandlungseinrichtung 6 als Trenneinrichtung für das System Öl-Lösungsmittel/Wasser ausgebildet ist, die eine Rückführungsleitung 7d für das abgetrennte Öl-Lösungsmittel zur Vorlage 2 aufweist. Zumindest eine beheizte Verdampfungseinrichtung 11 ist vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel sind es zwei, 11a und 11b, die an eine gemeinsame Beheizungseinrichtung 12 angeschlossen sind. In der Verdampfungseinrichtung 11a ist der aus den Separatoren 4 abgezogene Öl-Mengenstrom, in der Verdampfungseinrichtung 11b ist das aus der Trenneinrichtung 6 für das System Öl-Lösungsmittel/Wasser abgezogene Wasser einführbar. Aus den Verdampfungseinrichtungen 11 ist das ausgetriebene Öl-Lösungs­ mittel wieder in den Öl-Lösungsmittelbehälter 10 zurückführbar. Das Wasser ist aus den Verdampfungseinrichtungen 11 über den Wärmetauscher 1 abziehbar. - In das Schema sind die Temperaturen und beispielhaft die Mengenströme sowie die erreichten Ergebnisse eingetragen worden. - Es versteht sich, daß dem Ölschlamm-Mengenstrom leichte Destillate, die aus dem Ölschlamm selbst gewonnen werden, als Öl-Lösungsmittel zugeführt werden können. Es versteht sich, daß die abgeschiedenen Feststoffe mit dem Öl-Lösungsmittel gewaschen werden können und daß das aus den Separatoren 4 abgehende Wasser auch in die Leitung eingeführt werden kann, die zu der Trenneinrichtung 6 führt. Das wurde in Fig. 1 nicht dargestellt.

In der in Fig. 2 dargestellten Anlage, in der der Dekantor 3 und der Separator 4 nur einfach vorhanden und die übrigen Teile insoweit angepaßt sind, erkennt man zunächst die Anlagenteile und Apparate mit den Bezugszeichen 1 bis 12. Insoweit stimmt die Anlage mit der zur Fig. 1 erläuterten überein. Die Verdampfungseinrichtung für den Öl- Mengenstrom wurde mit dem Bezugszeichen 11a versehen, die für das Wasser mit dem Bezugszeichen 11b.

Die Verdampfungseinrichtung 11b der Fig. 2 besitzt eine Dampfeinführungs­ einrichtung 13. Über die Dampfeinführungseinrichtung 13 können salzfreies Wasser bzw. salzfreier Wasserdampf mit einem Rest an Öl- Lösungsmittel über die Leitung 14, die den Wärmetauscher 1 und die Trenneinrichtung 15 und über die Leitung 16 zwischen dem Dekantor 3 und dem Separator 4 in den Öl-Mengenstrom eingeführt werden und diesen entsalzen. Außerdem wird durch die Dampfeinführungseinrichtung 13 in der Verdampfungseinrichtung 11b das Wasser auch von den letzten Resten an Öl-Lösungsmittel und anderen Kohlenwasserstoffen befreit. Dieser Verdampfer 11b wird aus dem Verdampfer 11a über einen Wärmetauscher 17 beheizt. Man erhält im Ergebnis ein praktisch salzfreies Öl, so daß insoweit keine Entsalzung erforderlich ist. Man erhält aber gleichzeitig auch ein praktisch ölfreies Wasser. Die abgeschiedenen Feststoffe in der Feststoffaufnahme 5 können mit Öl- Lösungsmittel, welches aus der Trenneinrichtung 6 abgezogen wird, gewaschen und von Öl-Rest befreit werden, wozu auf die Leitung 18 zwischen der Trenneinrichtung 6 und der Feststoffaufnahme 5 verwiesen wird. Die Mischung der Feststoffe mit dem Öl-Lösungsmittel gelangt über die Leitung 19 in einen Dekantor 20. Die Feststoffe werden über die Leitung 21 abgezogen. Das aus diesem Dekantor 20 abgezogene Öl und das Öl-Lösungsmittel gelangt über die Leitung 22 in die Vorlage 2.

Claims (7)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Aufbereitung eines wasserhaltigen Ölschlamm-Mengenstromes, wobei der Ölschlamm-Mengenstrom erwärmt und dieser Ölschlamm-Mengenstrom in einer Trennstufe dekantiert wird,
wobei aus der Trennstufe einerseits die im Ölschlamm mitgeführten Feststoffe, andererseits ein hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehender Teilmengenstrom und außerdem ein abgetrennter Öl-Mengenstrom abgezogen werden
und wobei ein hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehender Teilmengenstrom in einer Nachbehandlungsstufe von mitgeführtem Öl befreit wird, wobei in den Ölschlamm-Mengenstrom vor der Einführung in die Trennstufe ein Öl-Lösungsmittel eingeführt wird, durch welches die Dichte sowie die Viskosität des Ölschlammes erniedrigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem abgetrennten Öl-Mengenstrom das Öl-Lösungsmittel, bis auf Reste, abgezogen wird, daß der abgetrennte Öl-Mengenstrom mit dem aufgenommenen Öl-Lösungsmittel in eine Verdampfungsstufe eingeführt wird, in der das Öl- Lösungsmittel ausgetrieben und aus der das Öl-Lösungsmittel in den Prozeß zurückgeführt wird, daß in den hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehenden Teilmengenstrom das Öl-Lösungsmittel ebenfalls eingeführt wird, daß in der Nachbehandlungsstufe das Öl-Lösungsmittel mit dem aufgenommenen Öl-Rest aus dem Wasser des Teilmengenstromes abgetrennt und dem Ölschlamm-Mengenstrom vor der Einführung in die Trennstufe wieder zugeführt wird, - während das so gereinigte Wasser abgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ölschlamm-Mengenstrom Benzin als Öl-Lösungsmittel zugeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölschlamm-Mengenstrom mit einer Temperatur von etwa 50°C in die Trennstufe eingeführt wird und ein Öl-Lösungsmittel mit einem Siedepunkt im Bereich von 60 bis 120°C, insbesondere von 60 bis 80°C, beigemischt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Trennstufe neben dem abgetrennten Öl-Mengenstrom mit dem aufgenommenen Öl-Lösungsmittel außerdem ein Wasserstrom abgezogen wird, der Öl-Lösungsmittel mitführt, und daß dieser Wasserstrom ebenfalls in eine Verdampfungsstufe eingeführt wird, aus der das Öl-Lösungsmittel zurückgewonnen wird, während das so gereinigte Wasser abgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des aus der Verdampfungsstufe abgeführten gereinigten Wassers, welches frei von Salz ist, wieder in die Trennstufe eingeführt wird.

6. Anlage für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, - mit
Wärmetauscher,
Vorlage, zumindest einem Dekantor mit Separator, Feststoffaufnahme und
Nachbehandlungseinrichtung,
wobei der zu reinigende Ölschlamm-Mengenstrom über den Wärmetauscher und die Vorlage in den Dekantor einführbar ist, wobei aus dem Dekantor die Feststoffe in die Feststoffaufnahme einführbar sind und der hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehende Teilmengenstrom abziehbar und der Nachbehandlungseinrichtung zuführbar ist, und wobei aus dem Dekantor andererseits der abgetrennte Öl-Mengenstrom über dem Separator abführbar ist, der restliche Farbstoffe und Wasser abscheidet, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Öl-Lösungsmittelkreislauf eingerichtet ist, der
einen Öl-Lösungsmittelvorratsbehälter (10),
eine Einrichtung (7a) zur Einführung des Öl-Lösungsmittels in die Vorlage (2),
eine Einrichtung (7b) zur Einführung des Öl-Lösungsmittels in den hauptsächlich aus Wasser und einem Öl-Rest bestehenden Teilmengenstrom und
eine Einrichtung (7c) zur Rückführung des Öl-Lösungsmittels aufweist,
daß die Nachbehandlungseinrichtung (6) als Trenneinrichtung für das System Öl-Lösungsmittel/Wasser ausgebildet ist, die eine Rückführungsleitung (7c) für das abgetrennte Öl-Lösungsmittel zur Vorlage (2) aufweist,
daß zumindest eine beheizte Verdampfungseinrichtung (11a, 11b) vorgesehen ist, in die der aus dem Separator (4) abgezogene Öl-Mengenstrom (11a) sowie das aus der Trenneinrichtung (6) für das System Öl-Lösungsmittel/Wasser abgezogene Wasser (11b) einführbar sind und aus der das ausgetriebene Öl-Lösungsmittel wieder in den Öl-Lösungsmittelvorratsbehälter (10) zurückführbar ist,
und daß das Wasser aus der Verdampfungseinrichtung (11b) über den Wärmetauscher (1) abziehbar ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungseinrichtung (11b) für das aus der Trenneinrichtung (6) abgezogene Wasser eine Dampfeinführungseinrichtung (13) aufweist und daß über die Dampfeinführung aus dem Wasser in der Verdampfungseinrichtung (11b) ausgetriebener salzfreier Wasserdampf bzw. ausgetriebenes salzfreies Wasser mit einem Rest an Öl-Lösungsmittel über eine Trenneinrichtung (15), in der das Öl-Lösungsmittel abgetrennt wird, zwischen Dekantor (3) und Separator (4) in den Öl-Mengenstrom eingeführt wird.