Спосіб підготування кислих гудронів до утилізації

1. Спосіб підготування кислих гудронів до утилізації, що передбачає видобування кислого гудрону зі сховища, розплавлення видобутого гудрону і розплавлення видобутого гудрону і відмивання розплаву від вільної сірчаної кислоти підігрітим рідким промивним агентом на водяній основі, нейтралізацію відмитого гудрону лужними матеріалами, зневоднення і сушіння нейтралізованого гудрону і його очищення від негорючих твердих механічних домішок фільтрацією, який відрізняється тим, що розплав гудрону під час відмивання від вільної сірчаної кислоти інтенсивно перемішують шляхом барботажу стисненого газу, відмитий гудрон нейтралізують при інтенсивному перемішуванні з застосуванням таких лужних матеріалів, які вибрані із групи, що складається з сульфатного мила, крейдової муки, доломітової муки, гашеного вапна, довільних сумішей зазначених реагентів або сумішей зазначених реагентів з гідроксидом натрію і/або гідроксидом калію, а тепло, що виділяється у екзотермічній реакції нейтралізації відмитого гудрону, утилізують. U 2 20884 1 3 20884 4 Таблиця №№ Компоненти складу кислих гудронів Всього моноциклічні ароматичні сполуки зокрема біциклічні ароматичні сполуки поліциклічні ароматичні сполуки 1 Оливи 2 3 4 5 6 7 Смоли Асфальтени Сульфокислоти Асфальтогенові кислоти Карбен-карбоїди й механічні домішки Сірка Властивості й засоби і/або одиниці вимірювання Густина, г/см 3 В'язкість (вимірювана віскозиметром з отво- при 70°С ром діаметром 5мм), с при 100°С верхнього шару гудрону середнього шару гудрону Кислотне число, мг КОН/г нижнього шару гудрону сукупності сульфокислот Температура розм'якшення по КІК, °С Температура спалаху, °С 8 9 10 11 12 Дуже близький якісний й кількісний склад і фізико-хімічні показники мають лежані кислі гудрони інших нафтопереробних підприємств. Теоретично кислі гудрони, як і звичайні гудрони, можуть бути утилізовані у виробництві деяких допоміжних мастил або бітумів [див., наприклад: Пархоменко В.Е. Кислый гудрон как технологическое сырьё. -М. - Л., 1947]. Але економічна доцільність зазначеної вище утилізації спірна, бо загальновідомо, що кислі гудрони мають тим більші кислотне число, густину і ступінь полімеризації та тим меншу розчинність в практично неполярних нафтопродуктах (зокрема в мазуті), чим довше вони зберігалися у сховища х. Тому основним методом їх утилізації є перетворення в паливо як таке [див., наприклад: Пархоменко В.Е. Кислый гудрон как топливо. - М. - Л., 1946], що може бути використано надалі переважно в трьох основних напрямках, а саме: або як додаток до топкового мазуту, або як в'яжучий компонент у виробництві паливних брикетів на основі таких дисперсних горючих відходів, як вугільна крихта, деревинна стружка і/або тирса, торф'яна крихта тощо, або як самостійне паливо для промислових потреб (зокрема, для обігріву випалювальних печей у виробництві негашеного вапна, цементу і т.п.). З цитованої вище книги відомий і найближчий за технічною суттю до пропонованого далі спосіб підготування кислих гудронів до утилізації, який передбачає: видобування кислого гудрону зі сховища будьяким придатним засобом, розплавлення видобутого гудрону і відмивання розплаву від вільної сірчаної кислоти (зокрема, таким рідким промивним агентом на водяній основі, як технічна вода, з наступним розведенням кислих промивних вод такою ж водою і зливанням слабо-кислої води в каналізацію), Вміст, % мас. 10,0-26,0 2,0-20,0 4,0-6,0 1,0-3,0 17,0-23,0 3,0-11,0 38,0-42,0 1,3-2,0 1,6-12,0 5,0-8,0 Значення 1,2-1,3 190-900 102-120 50-90 140-190 190-280 19-30 Не нижче 26 Не нижче 260 нейтралізацію відмитого гудрону придатними лужними матеріалами, а саме концентрованими їдкими лугами типу гідроксиду натрію (каустичної соди) або гідроксиду калію, зневоднення і сушку нейтралізованого гудрону і його фільтрацію для очищення від негорючих твердих механічних домішок. Цей спосіб досить ефективний при підготуванні до утилізації таких кислих гудронів, які зберігалися відносно недовго (тобто протягом менше року), й за умов доступності і дешевизни потрібних реагентів і енергії від зовнішніх джерел. На жаль, в сучасних умовах дефіциту дешеви х реагентів і енергоносіїв описаний спосіб тим менш ефективний, чим старіші кислі гудрони треба готувати до утилізації. Тому в основу корисної моделі покладена задача підбором комплексу лужних реагентів та умов обробки основної сировини створити такий спосіб підготування лежаних кислих гудронів до утилізації, який суттєво скорочував би матеріальні і енергетичні витрати. Поставлена задача вирішена тим, що в способі підготування кислих гудронів до утилізації, який передбачає: видобування кислого гудрону зі схови ща, розплавлення видобутого гудрону і відмивання розплаву від вільної сірчаної кислоти підігрітим рідким промивним агентом на водяній основі, нейтралізацію відмитого гудрону лужними матеріалами, зневоднення і сушку нейтралізованого гудрону і його очищення від негорючих твердих механічних домішок фільтрацією, згідно з винахідницьким задумом розплав гудрону під час відмивання від вільної сірчаної кислоти інтенсивно перемішують шляхом барботажу стисненого газу, 5 20884 6 відмитий гудрон нейтралізують при інтенсивУ загальному вигляді запропонований спосіб ному перемішуванні з застосуванням таких лужних щонайменше передбачає: матеріалів, які обрані із групи, що складається з (1) видобування брил або шматків кислого гусульфатного мила, крейдової муки, доломітової дрону зі сховища за допомогою придатних механімуки, гашеного вапна, довільних сумішей зазначечних засобів (наприклад, грейферного навантажуних реагентів або сумішей зазначених реагентів з вача або роторного екскаватора) й подання порцій гідроксидом натрію і/або гідроксидом калію, а видобутого гудрону у бункер, оснащений нагріватепло, що виділяється у екзотермічній реакції чем; нейтралізації відмитого гудрону, утилізують. (2) розплавлення видобутого гудрону у бункері Ця сукупність суттєвих ознак забезпечує помінагріванням до температури 60-80°С; тне зменшення витрат води, дороги х реагентів(3) щонайменше однократне (а переважно нейтралізаторів і енергії від зовнішніх джерел на дво-трикратне) відмивання розплаву гудрону від підготування кислих гудронів до утилізації. вільної сірчаної кислоти підігрітим рідким промивПерша додаткова відмінність полягає в тому, ним агентом на водяній основі, зокрема технічною що розплав гудрону відмивають від вільної сірчаводою, що має зазвичай нейтральну або слабоної кислоти щонайменше двічі, причому на етапах, лужну реакцію (а в окремих випадках - слабощо передують заключній промивці, як промивний кислу реакцію) і температуру 60-80°С, на тлі інтенагент на водяній основі використовують слабосивного барботажу крізь розплав стисненого газу кислу воду, узяту або з водного шару над поверх(зазвичай, повітря); нею лежалого гудрону у схови щі, або зі збірника (4) нейтралізацію відмитого гудрону при інтенпромивних вод, використаних раніше для заключсивному перемішуванні з застосуванням переважних промивок. Це додатково скорочує витрати воно таких лужних матеріалів, які обрані із групи, що ди на підготування кислих гудронів до утилізації. складається з сульфатного мила, крейдової муки, Зазначений технологічний прийом особливо ефекдоломітової муки, гашеного вапна, довільних сутивний при відмиванні таких кислих гудронів, які мішей зазначених реагентів або сумішей зазначевідібрані з середніх і, особливо, з нижніх шарів них реагентів з гідроксидом натрію і/або гідроксигудронної маси, що знаходиться у ґрун тових сходом калію, з підтриманням температури в вища х, і тому мають кислотне число більше 100. діапазоні переважно 50-60°С; Друга додаткова відмінність полягає в тому, (5) зневоднення (зазвичай шляхом вільного що відмитий гудрон нейтралізують лише сульфатстікання надлишку останньої порції плинного нейним милом. Це мило є побічним продуктом сультралізуючого середовища); фатної варкі целюлози, що міститься у деревині (6) сушку нейтралізованого гудрону: хвойних порід, а тому його утилізація також сприяє (6.1) що тече тонким шаром по поверхні, яка охороні довкілля. нагріта до температури більш 100°С (але переваТретя і четверта додаткові відмінності полягажно нижче 110°С і, найбажаніше, близько 105°С), ють відповідно в тому, що відмитий гудрон нейтпід атмосферним тиском, або ралізують або лише крейдовою, або лише доломі(6.2) під вакуумом (з остаточним тиском перетовою мукою. Це дозволяє перевести сульфатважно в інтервалі 20-50мм рт.ст.) при температурі аніони в нерозчинну у воді форму сульфату кальпереважно 75-80°С; цію і полегшує очи щення промивних вод від за(7) очищення ще гарячого висушеного нейтрабруднень. лізованого гудрону від негорючих твердих механіП'ята додаткова відмінність полягає в тому, чних домішок фільтрацією крізь сітчасту перегорощо відмитий, нейтралізований і профільтрований дку. гудрон змішують з використаними мастилами на Виконання операцій (2)-(4) супроводжується: нафтовій основі. Це полегшує використання завідсмоктуванням летючих інгредієнтів (тобто значеного гудрону як додатку до топкового мазуту. водяної пари, газоподібних SО2, SО3, CO 2 й краШоста додаткова відмінність полягає в тому, пель кислої води) відповідно з бункера й апаратів що відмитий, нейтралізований і профільтрований для відмивання і нейтралізації кислого гудрону та гудрон змішують з використаними мастилами на поглинанням зазначених ангідридів і нейтралінафтовій основі й присадками триетаноламіну і зацією утворюваних кислот в проміжному абсорщонайменше однієї неіоногенної поверхневобері, що заповнений концентрованим (переважно активної речовини. Ця суміш може служити засо25-30%) розчином лугу (зокрема, гашеного вапна бом руйнування стійких нафто-водяних емульсій й або каустичної соди) і підключений по газовому збільшення дебіту свердловин у нафтовидобувній простору до атмосфери, а в придонній частині до промисловості. ґрунтового схови ща перероблюваного гудрону. Фахівцю зрозуміло, що зазначені додаткові Тепло, що виділяється у екзотермічній реакції відмінності можуть бути використані в різних комнейтралізації відмитого гудрону, утилізують, як бінаціях з основним винахідницьким задумом і що правило, на підігрів промивних вод. обсяг прав патентовласника визначається лише Для інтенсивного перемішування відмитого гуформулою корисної моделі. дрону під час його нейтралізації використовують, Далі суть корисної моделі пояснюється доклаяк правило, горизонтальний апарат з мішалкою, дним описом запропонованого способу у загальякий доцільно оснастити засобами барботажу стиному вигляді та особливостей його реалізації під сненого газу крізь розплав гудрону. час підготування до утилізації лежаних кислих гудТривалість кожної окремої промивки на стадії ронів після багаторічного зберігання. (3) може коливатися в інтервалі від 10хв. до 3,5 годин залежно від густини і в'язкості розплаву гуд 7 20884 8 рону і вихідного кислотного числа (яке показує, по-друге, відмитий гудрон нейтралізують, поскільки міліграмів гідроксиду калію КОН треба вислідовно використовуючи декілька реагентів (натратити на нейтралізацію 1 грама будь-якого кисприклад: спочатку сульфатне мило, далі крейдову лого матеріалу). і/або доломітову муку, а наприкінці 25-30% водяні Показник рН контролюють загальновідомими розчини гашеного вапна і/або каустичної соди). засобами (наприклад: індикаторним папером, титВерхні шари кислого гудрону у ґрун тових схоруванням проб в лабораторії тощо). вища х "молодші" за придонну гудронну масу. Тому Нейтралізацію вважають закінченою, коли рН отриманий з цих шарів відмитий, нейтралізований гудрону опиниться у межах 7,0-7,1. і профільтрований гудрон перед утилізацією доціОсобливості підготування до утилізації лежально модифікувати змішуванням з додатками, зокних кислих гудронів після багаторічного зберігання рема: полягають у наступному: лише з використаними мастилами на нафтовій по-перше, розплав зазначеного гудрону відмиоснові, які недоцільно регенерувати, або вають від вільної сірчаної кислоти щонайменше з зазначеними мастилами й присадками тридвічі (а переважно тричі або більше разів), причоетаноламіну і щонайменше однієї неіоногенної му з метою економії води на етапах, що передують поверхнево-активної речовини (сукупно у кількості заключній промивці, як промивний агент на водявід 1 до 5% мас.). ній основі використовують слабо-кислу воду, узяту Як неіоногенні ПАР можуть бути використані або з водного шару над поверхнею лежалого гудтаки сполуки, як поліоксиетильован естери, довгорону у сховищі, або зі збірника промивних вод, ланцюгові жирні кислоти або їх похідні, а переважвикористаних раніше для заключних промивок; но загальнодоступні на ринку метил- або карбоксиметилцелюлоза. Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601