RU2494824C1 - Способ переработки нефтяных шламов с использованием свч электромагнитного воздействия - Google Patents
Способ переработки нефтяных шламов с использованием свч электромагнитного воздействия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2494824C1 RU2494824C1 RU2012103820/13A RU2012103820A RU2494824C1 RU 2494824 C1 RU2494824 C1 RU 2494824C1 RU 2012103820/13 A RU2012103820/13 A RU 2012103820/13A RU 2012103820 A RU2012103820 A RU 2012103820A RU 2494824 C1 RU2494824 C1 RU 2494824C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil sludge
- oil
- microwave
- medium
- microwave reactor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Согласно предложенному способу до подачи нефтешлама в СВЧ-реактор определяют его относительную диэлектрическую проницаемость, удельную электрическую проводимость, плотность, теплоемкость, коэффициент затухания электромагнитной волны в среде, объемные источники тепла, начальную температуру обрабатываемой среды и критическую температуру, до которой необходимо нагреть обрабатываемую среду, время установления адсорбционного равновесия, а также рассчитывают эффективную скорость потока нефтешлама в СВЧ-реакторе и расход подачи обрабатываемой продукции в СВЧ-реактор. Нефтешлам обрабатывают СВЧ электромагнитным полем и подают в трехфазный декантер, где происходит разделение нефтешлама на товарную нефть, воду и механические примеси. Расстояние до трехфазного декантера определяется временем установления адсорбционного равновесия на глобулах воды. Данное изобретение комплексно решает проблемы переработки нефтяных шламов с достижением необходимой эффективности его обезвоживания и обессоливания. Применение изобретения позволит: получить высококачественную товарную нефть, повторно использовать воду в технологических процессах, сократить выбросы углеводородов, углекислого и прочих газов в атмосферу, сократить эксплуатационные расходы предприятий на содержание полигонов и хранилища органических и нефтесодержащих отходов, сократить платежи предприятия за загрязнение окружающей среды. 2 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области технологии переработки и утилизации нефтяных отходов и может быть использовано на производствах нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для создания технологических комплексов для переработки и утилизации нефтяных шламов с использованием сверхвысокочастотной (СВЧ) обработки. Обеспечивает повышение качества разделения нефтяного шлама на отдельные фракции (товарную нефть, воду и мехпримеси) за счет объемного прогрева и термодинамических процессов, возникающих в среде, находящейся под воздействием СВЧ-энергии в реакторе, а также снижение затрат электроэнергии.
Известен способ реализуемый устройством разделения водонефтяной смеси (полезная модель РФ №40925 МПК 7 В08В 7/04 опубликованная 10.10.2004), заключающийся в воздействии микроволновой энергией от источника электромагнитных колебаний на обрабатываемую среду - водонефтяную смесь, находящуюся в трубопроводе. В результате воздействия микроволновой энергией осуществляется обработка водонефтяной смеси. Устройство состоит из трубопровода, содержащего входной участок трубопровода, и выходной участок трубопровода, к торцевой стенке входного участка трубопровода, диаметром dтр>2/2.61, подсоединен узел ввода энергии СВЧ, выполненный в виде волноводного патрубка диаметром dп>2/3.41, герметично закрытого со стороны конца, расположенного внутри входного участка трубопровода, радиопрозрачной диафрагмой конической формы и с волноводным фланцем на другом конце, к которому подсоединен тракт СВЧ источника энергии СВЧ. Высота hд диафрагмы составляет от половины до полутора диаметра основания doc диафрагмы, а диаметр основания doc диафрагмы взят не менее 2/3.41. Через торцевую стенку входного участка трубопровода внутрь волноводного патрубка введены входной и выходной воздушные патрубки. Узел ввода для нефти расположен на боковой стенке входного участка трубопровода напротив боковой поверхности волноводного патрубка, а вершина радиопрозрачной диафрагмы обращена вглубь входного участка трубопровода. Выходной участок трубопровода содержит узлы отбора фракций. Управление мощностью осуществляется вручную либо не предусматривается.
Недостатком данного устройства является неэффективность воздействия электромагнитного поля на среду за счет локального воздействия, вследствие чего происходит нерациональный расход энергопотребления устройства и снижается качество обрабатываемой смеси.
Наиболее близким аналогом изобретения является устройство разделения водогазонефтяной смеси (патент РФ №2196227 МПК 7 Е21В 43/34 опубликованный 10.01.2003), состоящее из трубопровода, содержащего три участка: входной, средний и выходной участки, средний участок заполнен продольно ориентированным пучком тонких труб, выходной участок выполнен наклонным и содержит узлы отбора фракций нефтяной эмульсии. Входной участок трубы выполнен диаметром dтр>2/2.61, на боковой поверхности которого через отверстия присоединены узел ввода для нефти и узлы ввода энергии СВЧ-выполненные в виде патрубков с волноводными фланцами, к которым с помощью тракта СВЧ подсоединены источники энергии СВЧ. Патрубки содержат диэлектрический согласующий и герметизирующий вкладыш, а выходной участок трубопровода содержит узлы отбора фракций для газа нефти и воды. В этом устройстве на водонефтяную смесь, находящуюся в трубопроводе, воздействуют энергией СВЧ от источника электромагнитных колебаний.
Однако описанную установку нельзя применить для таких высокоустойчивых водонефтяных эмульсий, как нефтешламовые эмульсии. Кроме этого, данный способ не предусматривает процесс восстановления адсорбционных оболочек на поверхности глобул воды, препятствующих их слиянию, что приводит к снижению эффективности применения СВЧ электромагнитного поля в процессе переработки водонефтяных эмульсий и нефтяных шламов.
Техническим результатом изобретения является обеспечение эффективной переработки нефтяных шламов с применением СВЧ энергии, позволяющей повысить качество обработанной продукции.
Технический результат в способе переработки нефтяных шламов с использованием СВЧ электромагнитного воздействия, заключающемся в непрерывном воздействии СВЧ электромагнитного поля от источника электромагнитных колебаний на поток нефтешлама в СВЧ реакторе, достигается тем, что до подачи нефтешлама в СВЧ-реактор определяют относительную диэлектрическую проницаемость ε', удельную электрическую проводимость σ, плотность ρ, теплоемкость С, коэффициент затухания электромагнитной волны в среде из следующего соотношения:
,
где µ0 - магнитная постоянная, с - скорость света в вакууме, определяют объемные источники тепла из следующего соотношения:
,
где N0 - мощность излучения электромагнитных волн, r - радиус СВЧ-реактора, определяют начальную температуру обрабатываемой среды Т0 и критическую температуру Ткр, до которой необходимо нагреть обрабатываемую среду, определяют время установления адсорбционного равновесия tα, равное времени выхода кривой tgδ(t) на стационарный режим, для чего пробу нефтяного шлама, обработанную в СВЧ печи до температуры Ткр, помещают в измерительную электрофизическую ячейку, в ячейке поддерживают температуру Ткр, строят зависимость тангенса угла диэлектрических потерь tgδ(t) от времени.
На основе определенных параметров рассчитывают эффективную скорость потока нефтешлама в СВЧ-реакторе и расход подачи обрабатываемой продукции в СВЧ реактор по следующим формулам:
где L - длина СВЧ-реактора.
Для более полного разрушения нефтешлама на отдельные фракции предотвращения процесса обратной адсорбции полярных компонент нефти на глобулах воды после СВЧ-реактора обработанная продукция подается в трехфазный декантер. где происходит разделение нефтешлама на товарную нефть, воду и механические примеси. Расстояние до трехфазного декантера R определяется временем установления адсорбционного равновесия на глобулах воды tα:
R<υtα.
На фиг.1 представлена временная зависимость tgδ пробы нефтяного шлама после СВЧ электромагнитной обработки, на которой видно, что по истечении некоторого времени значение тангенса угла диэлектрических потерь растет и устанавливается на некотором среднем значении, что соответствует установлению адсорбционного равновесия.
На фиг.2 представлена схема устройства для осуществления способа переработки нефтяных шламов с использованием СВЧ электромагнитного воздействия. Условные обозначения: 1 и 1′ - источники электромагнитных волн, 2 - волноводы, 3 - СВЧ реактор. 4 - трехфазный декантер.
Способ осуществляется в следующей последовательности:
До подачи нефтешлама в СВЧ-реактор определяют ее относительную диэлектрическую проницаемость ε', удельную электрическую проводимость σ, плотность ρ, теплоемкость С, коэффициент затухания электромагнитной волны в среде из следующего соотношения:
где и µ0 - магнитная постоянная, с скорость света в вакууме, определяют объемные источники тепла из следующего соотношения:
где N0 - мощность излучения электромагнитных волн в реакторе, r - радиус СВЧ-реактора, определяют начальную температуру обрабатываемой среды Т0 и критическую температуру Ткр, до которой необходимо нагреть обрабатываемую среду, определяют время установления адсорбционного равновесия tα, равное времени выхода кривой tgδ(t) на стационарный режим, для чего пробу нефтяного шлама, обработанную в СВЧ-печи до температуры Ткр, помещают в измерительную электрофизическую ячейку, в ячейке поддерживают температуру Ткр, строят зависимость тангенса угла диэлектрических потерь tgδ(t) от времени (фиг.1).
На основе определенных параметров рассчитывают эффективную скорость потока нефтешлама в СВЧ-реакторе υ и расход подачи обрабатываемой продукции в СВЧ-реактор Q по следующим формулам:
где L - длина СВЧ-реактора.
Далее нефтешлам посредством насоса подается в СВЧ-реактор 3 с расходом Q (фиг.2). Включают источники электромагнитных волн 1 и 1', непрерывно воздействующий на поток нефтешлама мощностью N0.
После СВЧ-обработки продукция подается в трехфазный декантер 4, где происходит разделение нефтешлама на товарную нефть, воду и механические примеси. Расстояние до трехфазного декантера R определяется временем установления адсорбционного равновесия на глобулах воды tα:
R<υtα.
Пример конкретных расчетов.
До подачи нефтешлама в СВЧ-реактор были определены ее следующие параметры:
ε' - 5,3;
σ - 0,025 См/м;
ρ - 870 кг/м3;
С - 867 Дж/кг*К;
µ0 - 1,26*10-6 Гн/м;
N0 - 15,0 кВт;
r - 0,1 м;
Т0 - 295 К;
Ткр - 351 К;
tα - 120 c;
L - 6,0 м.
Далее, с помощью приведенных выше формул были рассчитаны следующие параметры обработки нефтешлама СВЧ электромагнитным полем:
α=2,05 м-1;
R<5,1 м.
Данное изобретение комплексно решает проблемы переработки нефтяных шламов с достижением необходимой эффективности ее обезвоживания и обессоливания. Применение изобретения позволит: получить высококачественную товарную нефть, повторно использовать воду в технологических процессах, сократить выбросы углеводородов, углекислого и прочих газов в атмосферу, сократить эксплуатационные расходы предприятий на содержание полигонов и хранилища органических и нефтесодержащих отходов, сократить платежи предприятия за загрязнение окружающей среды.
Claims (1)
- Способ переработки нефтяных шламов с использованием СВЧ электромагнитного воздействия, включающий непрерывное воздействие СВЧ электромагнитного поля на движущуюся обрабатываемую среду, отличающийся тем, что до подачи нефтешлама в СВЧ реактор определяют ее относительную диэлектрическую проницаемость ε′, удельную электрическую проводимость σ, плотность ρ, теплоемкость С, коэффициент затухания электромагнитной волны в среде из следующего соотношения:
где L - длина СВЧ реактора, после СВЧ реактора обработанную продукцию подают в трехфазный декантер, где происходит разделение нефтешлама на товарную нефть, воду и механические примеси, расстояние до трехфазного декантера R определяют из соотношения:
R<υtα.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012103820/13A RU2494824C1 (ru) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Способ переработки нефтяных шламов с использованием свч электромагнитного воздействия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012103820/13A RU2494824C1 (ru) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Способ переработки нефтяных шламов с использованием свч электромагнитного воздействия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012103820A RU2012103820A (ru) | 2013-08-10 |
RU2494824C1 true RU2494824C1 (ru) | 2013-10-10 |
Family
ID=49159254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012103820/13A RU2494824C1 (ru) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Способ переработки нефтяных шламов с использованием свч электромагнитного воздействия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2494824C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572205C1 (ru) * | 2014-06-17 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ переработки углеводородсодержащих шламов в открытых хранилищах с использованием свч электромагнитного излучения |
RU2770987C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2022-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Способ рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и устройство для его реализации |
RU2819808C1 (ru) * | 2023-11-01 | 2024-05-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Способ электромагнитной обработки высоковязких и высокопарафинистых нефтей в трубопроводах |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2196227C1 (ru) * | 2001-06-05 | 2003-01-10 | Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева | Устройство разделения водогазонефтяной смеси |
RU2281312C2 (ru) * | 2004-09-14 | 2006-08-10 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Способ и устройство для переработки твердых органосодержащих веществ и отходов в газообразное и жидкое топливо |
JP2011031208A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Ge Technos:Kk | 揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置並びに浄化方法 |
CN201817354U (zh) * | 2010-10-18 | 2011-05-04 | 李性伟 | 一种油田含油污泥污水快速净化处理装置 |
-
2012
- 2012-02-03 RU RU2012103820/13A patent/RU2494824C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2196227C1 (ru) * | 2001-06-05 | 2003-01-10 | Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева | Устройство разделения водогазонефтяной смеси |
RU2281312C2 (ru) * | 2004-09-14 | 2006-08-10 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Способ и устройство для переработки твердых органосодержащих веществ и отходов в газообразное и жидкое топливо |
JP2011031208A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Ge Technos:Kk | 揮発性特定有害物質による汚染土壌又は汚泥の浄化装置並びに浄化方法 |
CN201817354U (zh) * | 2010-10-18 | 2011-05-04 | 李性伟 | 一种油田含油污泥污水快速净化处理装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572205C1 (ru) * | 2014-06-17 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ переработки углеводородсодержащих шламов в открытых хранилищах с использованием свч электромагнитного излучения |
RU2770987C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2022-04-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет" | Способ рекультивации земель, загрязненных нефтью и нефтепродуктами, и устройство для его реализации |
RU2819808C1 (ru) * | 2023-11-01 | 2024-05-24 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" | Способ электромагнитной обработки высоковязких и высокопарафинистых нефтей в трубопроводах |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012103820A (ru) | 2013-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fang et al. | Oil recovery and waste reduction by microwave radiation | |
US3255571A (en) | Method and means for treating oil well emulsions | |
Hao et al. | Removal of oil from electric desalting wastewater using centrifugal contactors | |
BG99010A (bg) | Метод и устройство за контролирана редукция на органичен материал | |
JP2008529789A (ja) | 多重周波数静電凝集 | |
JP2011517425A (ja) | 流れの中の多数の成分の分離 | |
RU2494824C1 (ru) | Способ переработки нефтяных шламов с использованием свч электромагнитного воздействия | |
US3929433A (en) | Process and apparatus for removing ions from fluids | |
Bai et al. | Crude oil desalting using hydrocyclones | |
RU2348472C2 (ru) | Способ переработки нефтяного шлама | |
RU2572205C1 (ru) | Способ переработки углеводородсодержащих шламов в открытых хранилищах с использованием свч электромагнитного излучения | |
RU2698803C1 (ru) | Технология разрушения стойких водонефтяных эмульсий ультразвуковым методом | |
CN103608101A (zh) | 物理处理和/或加热介质特别是液体的方法、及实施该方法的设备 | |
RU2458726C2 (ru) | Способ и устройство для обезвоживания нефти | |
YOSHIDA et al. | Comparison between electroosmotic dewatering efficiencies under conditions of constant electric current and constant voltage | |
Sumi et al. | Microwave synthesis, extraction, improvement and degradation in oil chemistry | |
WO2001037961A2 (en) | Method for continuous processing of fluids using supercritical fluids and microwave energy | |
RU198224U1 (ru) | Устройство для обезвоживания водонефтяных эмульсий | |
Abdeev et al. | Development of energy-efficient techniques and technology for environmentally friendly microwave processing of oil sludge | |
Serpokrylov et al. | Sewage cleaning by using a phase separator | |
RU2659986C1 (ru) | Способ разделения нефтешлама | |
RU2693783C1 (ru) | Способ обработки и обезвреживания сточных вод и их осадков, и устройство для осуществления способа | |
CN207108923U (zh) | 一种重污油动态破乳脱水装置 | |
RU100074U1 (ru) | Универсальный комплекс для переработки и обезвреживания нефтесодержащих отходов | |
RU2439128C1 (ru) | Свч-установка для обработки нефтеводяных эмульсий |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150204 |