Каратаев Евгений

III МЕЖДУНАРОДНЫЙ КОНГРЕСС
Сбор, хранение переработка и утилизация
углеводородсодержащих отходов: актуальные
проблемы экологической безопасности России
Инжиниринговые и технические решения
утилизации нефтешламов и прудовых гудронов
ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Докладчик
Каратаев Евгений Николаевич
д.х.н.
Москва
2015
Нефтешламы и прудовые гудроны - техногенные месторождения
углеводородов России
ЗАО «Экрос-Инжиниринг»:
 Утилизация нефтешламов и прудовых
гудронов
Нефтяное озеро
на фоне
качалок
 Рекультивация
территории
 Экологическая
безопасность
населения
Пруды с
гудронами
160 тысяч тонн
Рождение
нефтешламов
 Производство
мобильных установок
Экология и жизнь
Пруд с гудронами
50 тысяч тонн
Пруды с кислыми гудронами 200 тыс. тонн в Нижегородской области,
Балахнинский район
Тепловский
водозабор
Боровское
озеро
Граница санитарнозащитной зоны
Граница
загрязнения
Пруды с
кислыми
гудронами
Отношение бизнеса
к переработке и утилизации углеводородсодержащих отходов
Состояние отходов
Количест
Срок
во, млн. хранения,
тонн
лет
Привлекательность, баллы
Экономи
ческая
Технолог
ическая
Экологи
ческая
Текущая выработка
(образование)
1-2
1-2
5
5
2-5
Среднесрочные
2-3
3-10
3
4
3
5
10-50
2
2
2
Длительного срока
хранения
Экономическое отношение к ликвидации прудов и шламонакопителей
100
15%
80
5%
80%
60
40
20
Количество технологий и оборудования и
0
состав нефтешлама
1
2
3
Соотношение расходов и доходов на 1 тонну
от состава нефтешлама
1 Нефтешлам
2 Нефтешлам + грунт
3 Грунт + нефтешлам
Состав пруда
1 – переработка нефтешлама
доходы + расходы = прибыль 50%
2 – утилизация нефтешлам+грунт
прибыль = 0
3 – обезвреживание грунт+нефтешлам
убыток
Затраты и стоимость продукции (тыс. руб/час.) в
зависимости от содержания нефтепродуктов (%) в
нефтешламе
60
2
Тыс. Руб./час
50
Производственные
риски
Содержание
нефтепродуктов в
нефтешламе:
5-10% - экологическая
мотивация;
10-15 – неустойчивое
развитие;
> 15 – инновационное
развитие
3
40
30
20
1
10
0
0
10
20
30
40
50
60
Содержание нефтепродуктов в нефтешламе, % мас.
1- затраты; 2 – доход; 3 - стоимость продукции
Состав кислых гудронов на глубине 0,8 метров, % мас.
Пруд на 394 км Московского шоссе
1. Масла
2%1%
14%
2. Смолы
11%
34%
3. Асфальтены
4. Карбены, карбоиды
7%
5%
26%
5. Сульфокислоты
нерастворимые
6. Водорастворимые
сульфокислоты
7. Серная кислота
8. Мех примеси
Выход жидкого топлива в зависимости
от температуры крекинга кислого гудрона
масc.
%
80
Область
образования
битума
60
40
20
0
0
100
200
300
Температура ,
400
о
С
500
600
Предложения
по решению проблемы утилизации углеводородсодержащих
отходов среднего и длительного сроков хранения
 Решение вопросов собственности отходов
 Усилить санкции за нарушение хранения отходов
 Установить налоговые и иные льготы к переработчикам отходов
категории – накопленный экологический ущерб
 Создать банк о владельцах отходов, технологий и оборудования
 Комплексная утилизация отходов с применением нескольких
технологий
Технологические мобильные
комплексы по переработке
нефтешламов
Ликвидация
нефтешламовых
амбаров
Ликвидация
проливов
нефтепродуктов
Рекультивация
земель,
загрязненных
нефтепродуктами
Очистка
замазученных
территорий
Регенерация
обводненной
нефти
МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УСТАНОВОК
ПО ПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТЕШЛАМОВ
3
2
1
1 – блок гидромеханической очистки; 2 – блок инженерного обеспечения;
3 – блок сепарации; дизель-электростанция
Инжиниринговые и технические решения утилизации нефтешламов и
прудовых гудронов ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Мобильный комплекс по переработке твердых и жидких нефтешламов
производительностью до 40 тысяч тонн в год (10 м3/час)
позволяет реализовать полный цикл переработки жидких, и твердых нефтешламов и
прудовых гудронов с получением нефтепродуктов, термообезвреженного грунта, 5 класса
опасности для окружающей природной среды и пригодного для рекультивации земель
Назначение
 Экологическое - оперативная ликвидация аварийной ситуации
 рекультивация замазученного грунта
 ликвидация накопленного экологического ущерба – нефтешламы и прудовые
гудроны
 Экономическое - получение жидких нефтепродуктов
 комплексная безотходная переработка нефтешламов
 применение универсальных методов переработки нефтешламов
 Социальное – обеспечение экологической безопасности населения
Технологические стадии процесса утилизации нефтешламов и
прудовых гудронов ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Нефтешлам
Гидромеханическое
разделение нефтешлама
Вода
Гравитационное
разделение водо-нефтяной
фракции
Нефтепродукты
Термообезвреживание
грунта и твердых отходов
Обезвреженный
грунт
МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УСТАНОВОК ПО ПЕРЕРАБОТКЕ
НЕФТЕШЛАМОВ И ПРУДОВЫХ БИТУМОВ
3
1
вибросита,
2
1
Блок гидромеханической очистки жидкого и твердого нефтешламов:
1 – вибросито жидкого нефтешлама; 2 – форсунки экстрагента; 3 - комплект
вибросит 10-150 мм
МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УСТАНОВОК ПО ПЕРЕРАБОТКЕ
НЕФТЕШЛАМОВ И ПРУДОВЫХ БИТУМОВ
3
2
1
4
Блок инженерного обеспечения Комплекса
1- котельная; 2 – теплообменник;
3 - ёмкость с оборотной водой, 4 - узел
приготовления флокулянта
3
МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УСТАНОВОК ПО ПЕРЕРАБОТКЕ
НЕФТЕШЛАМОВ И ПРУДОВЫХ БИТУМОВ
2
1
4
3
1
5
Блок сепарации жидкого нефтешлама (вид слева и справа)
1 - трехфазный декантер Альфа-Лаваля; 2 - расходная и 3 - приемная емкости;
4 - спиральный теплообменник; 5 - дозировочный насос
МОБИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС УСТАНОВОК
ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ЖИДКИХ И ТВЕРДЫХ НЕФТЕШЛАМОВ
2
1
Установка термической обработки грунта и твердого нефтешлама:
1 - барабанная печь; 2 – узел дожига и очистки дымовых газов (печь дожига,
циклон, скруббер)
Техническая характеристика мобильного комплекса установок
1
Производительность :
по жидким нефтешламам, м3/час;
по твердым и смешанным нефтешламам, т/час не более
10
6
2
Потребляемая мощность, кВт не более
215
3
Расход пара на нужды установки, кг/час не более
500
4
Параметры водяного пара, 0С
150
5
Количество контейнеров 40 футовых, шт.
6
6
Размеры площадки для развертывания комплекса, м
30х50/2060
Характеристика исходного сырья (содержание нефтепродуктов)
5-90
Продукты производства
жидкое топливо
8
Работоспособность комплекса:
группа У1 климатического исполнения УХЛ 4
температура окружающей среды 0С
+5 - +40
9
Режим работы  круглосуточно, в теплое время года
200 дней
7
10
Состав комплекса:
модуль гидромеханического разделения нефтешламов,
энергетический блок, сепарации блок с трикантером,
установка термообезвреживания,
модуль управления комплексом
Алгоритм формирования инжиниринговых решений проблемы утилизации
нефтешламов и прудовых гудронов в ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Извлечение НШ и ПГ из пруда
Технико-экономическое
обоснование производства
Подготовка сырья
(Бизнес-план)
Обезвоживание
Анализ состояния
прудовых
нефтешламов и
гудронов (НШ и ПГ)
Подбор
оборудования
из технопарка
«ЭкросИнжиниринг»
Формирование
технологической
схемы переработки
НШ и ПГ
Нейтрализация
Первичное разделение
Основной технологический
процесс
Обезвреживание
неутилизируемых отходов
Рекультивация прудов и
территории
Результат - утилизации нефтешламов и прудовых гудронов с применением мобильного
комплекса
установок ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
- изготовление ЗАО «Экрос-Инжиниринг» мобильного комплекса установок
Состав мобильного комплекса установок
по переработке жидких и твердых нефтешламов
Состав оборудования
Блок подготовки сырья
экскаваторы, погрузчики, насосы,
емкостной парк, узел приготовления
реагентов, парогенератор
Назначение оборудования
Продукты производства
Извлечение сырья из прудов
Предварительная очистка
нефтешламов
Подготовленные к
переработке нефтешламы
Нейтрализация гудронов
Нейтрализованный гудрон
Комплекс мобильных установок по переработке жидких и твердых нефтешламов
Гидромеханическая обработка
1 Блок гидромеханической
нефтешлама и грунта
Отмытый от углеводородов
обработки нефтешлама и грунта
отделение мехпримесей,
грунт
комплект вибросит, насосы,
экстракция горячей водой
Водно-нефтяная фракция
погрузчик
углеводородов из грунта и
нефтешлама
2 Блок сепарации
Разделение водно-нефтяной
трехфазный декантер АльфаВода, жидкие нефтепродукты,
пульпы в трехфазной
Лаваля, емкостной парк, насосы,
кек
центрифуге
узел приготовления реагентов
3 Установка
Термообезвреженный грунт 5
термообезвреживания
Термическое обезвреживание
класса опасности для
барабанная печь, камера дожига,
кека и грунта
окружающей природной среды
система очистки дымовых газов
4 Блок обеспечения
Обеспечение
Пар, горячая вода,
знергоносителями
знергоносителями
электроэнергия
котельная, дизель-электростанция
Мобильный комплекс по переработке
твердых и жидких нефтешламов производительностью 10 м3/час
ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Состав кислых гудронов на глубине 0,8 метров, % мас.
Пруд на 394 км Московского шоссе
1. Масла
2%1%
14%
2. Смолы
11%
34%
3. Асфальтены
4. Карбены, карбоиды
7%
5%
26%
5. Сульфокислоты
нерастворимые
6. Водорастворимые
сульфокислоты
7. Серная кислота
8. Мех примеси
Термограммы дифференциальной температуры (ДТ) (Q, Вт/г - ТоС) и
потери массы (ТГ). (m в % - ТоС) прудового и нейтрализованного КГ
Q,
Вт/г
10
100 - 120оС
Испарение воды.
Гидролиз сульфольфокислот
RSO3H + H2O  RH + H2SO4
5
Δm, 0
%
Т°C
100
200
300
400
500
Сульфирование
50
10
0
Q,
Вт/г
10
RH + H2SO4  RSO3H + H2O .
Крекинг сульфольфокислот
RSO3H + RH  R2 + SO2 + H2O
Рис. 1. Прудовый КГ
241
269
336
257
350
368
374 385
5
111
Δm, 0
%
120 - 350оС
100
200
300
400
350 - 500оС
Крекинг углеводородов
Т°C
500
 CxHy   Cx-1Hy + C
 Cx-1Hy  0,10 (C1-С4,) +
0,05 (C5-С8) + 0,85 (С9-С20)
50
10
0
Рис. 2. Нейтрализованный КГ
Гидроокись
кальция
Очистка
абгазов
Производство пара
Кислый гудрон
Абгазы
5%
100%
Подготовка
кислого гудрона
Сушка
кислого гудрона
Вода
Крекинг
кислого гудрона
Битумный
материал
Щелочь
Очистка
жидкого топлива
15%
65%
Схема переработки кислого гудрона
15%
Жидкое
топливо
Выход жидкого топлива в зависимости
от температуры крекинга кислого гудрона
масc.
%
80
Область
образования
битума
60
40
20
0
0
100
200
300
Температура ,
400
о
С
500
600
ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Малый проспект В.О.,
д. 58 литера А,
Санкт-Петербург, 199178
тел. (812) 322-71-77
http://www.ingecros.ru
E-mail: info@ingecros.ru
Генеральный директор
Бульхин Наиль Шавкатович
Показатели переработки нефтешламов и прудовых гудронов
на мобильном комплексе ЗАО «Экрос-Инжиниринг»
Твердый
нефтешлам
Жидкие
нефтепродукты
Вода
25
1
Остальное
*
25
Остальное
0,1
10
Остальное
0,1
0,1
5
150
-
-
Тип нефтешлама
Жидкий
нефтешлам
Содержание воды
% масс., не более
Не
Содержание углеводородов
% масс., не более
Содержание твердых частиц
% масс., не более
Размер твердых частиц
мм, не более
Продукты производства
Сырье
Характеристика
ограничено