способ термического обезвреживания и деметаллизации жидких нефтеотходов

Формула изобретения

Способ термического обезвреживания и деметаллизации жидких нефтеотходов, включающий их пиролиз и сжигание образующихся газов, отличающийся тем, что нефтеотходы смешивают с предварительно карбонизованными углеродсодержащими материалами, полученными из сырья растительного и ископаемого происхождения, в соотношении 1 : 2 - 1 : 3 и подвергают пиролизу с последующим сжиганием выделяющихся газов, а твердый остаток используют повторно до накапливания в нем тяжелых металлов (ванадия, никеля) в количестве, достаточном для их промышленной переработки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение касается проблемы термического обезвреживания многотонных отходов нефтепереработки.

Их прямое сжигание в различных топочных устройствах затруднено из-за неполноты сгорания, что наносит вред окружающей среде (N 10, с. 340-345, 1991 (Италия), РЖХим. 1992, 11 П 244)[1].

Известна двухстадийная технология термического обезвреживания нефтеотходов включающая процесс их пиролиза с последующим выделением конденсацией из газов различных температурных фракций и сжиганием твердых и жидких остатков. Недостатком этой технологии является сложное аппаратурное оформление процесса (Пат. США 4983278, 03.04.89, C 10 G 1/00)[2].

Наиболее близким к предлагаемому способу обезвреживания жидких нефтеотходов по своей технической сущности является двухстадийный процесс термического обезвреживания загрязненных нефтепродуктами почв, включающий стадию термообработки пропитанных нефтепродуктами почв (носителей), отгонку и конденсацию углеводородов и последующее сжигание оставшихся в почве нефтепродуктов (США 5275507, B 09 B 5/00, 04.01.1994)[3].

Однако прямое использование данного способа для обезвреживания жидких нефтеотходов не эффективно из-за низкой поглотительной способности почвенных ингредиентов (песок, глина и др.).

Цель изобретения - повышение эффективности процесса термического обезвреживания жидких нефтеотходов за счет использования в качестве носителей пористых углеродных материалов, а также обеспечение возможности утилизации содержащихся в нефтеотходах тяжелых металлов - ванадия (V), никеля (Ni), среднее содержание которых составляет, мас. %: V - 0,1; Ni - 0,01, а в твердых остатках при пиролизе нефти увеличивается в десятки раз (Давыдова С. Л. Тяжелые металлы в нефтях и нефтепродуктах", "15 Менд. съезд по общей и прикладной химии 1993, с. 51-52)[4].

Поставленная цель достигается тем, что жидкие нефтеотходы смешивают с предварительно карбонизованными (обуглероженными) при 400-500^oC углеродсодержащими материалами (торф, лигнин, бурый уголь, древесные опилки и др.) в соотношении 1: 2 - 1:3 в зависимости от пористости карбонизатов. Подготовленную смесь подвергают пиролизу, при этом в газовую фазу переходит более 90% нефтеотходов, а твердый остаток используют повторно. Замена носителя (карбонизата) производится в зависимости от накапливания в нем тяжелых металлов (V, Ni и др.), но не менее чем через 4-6 циклов.

Пример 1.

Жидкие нефтяные отходы смешивали с карбонизатом, полученным из торфа, в соотношении 1:2. Смешение производили в двухшнековом смесителе. В результате термообработки при 500 20^oC во вращающейся печи 1 кг смеси было обезврежено 330 г нефтеотходов.

Для сравнения. При пиролизе 1 кг загрязненной нефтепродуктами почвы обезвреживается 100 г жидких нефтеотходов.

Пример 2.

Жидкие нефтяные отходы смешивали с карбонизатом бурого угля в соотношении 1:3 и проводили процесс термообработки аналогично примеру N 1.

В результате термообработки 1 кг смеси было обезврежено 250 г нефтеотходов.

Карбонизаты для проведения опытов получали во вращающейся печи при температуре 460 10^oC.

Количество добавляемых к карбонизованным материалам нефтеотходов зависит от их пористости и находится в пределах от 30% для носителей с пониженной пористостью (менее 0,4 см³/г), до 50% для карбонизатов с повышенной пористостью (более 0,5 см³/г).

Содержание ванадия в нефтеотходах и твердых остатках определяли методом спектрального анализа (полуколичественно).

Для примера 1 содержание ванадия составило: в нефтеотходах - 0,08 мас.%, в твердых остатках после 6-го цикла - 0,32 мас.%.

Такое количество сопоставимо с содержанием ванадия в рудах, а его извлечение из углеродных материалов (после их сжигания) не вызывает затруднений.