А) выделение металлов из нефтяной золы

Топочная золя является ценнейшим источником редких металлов, ибо содержание в ней одного ванадия может достигать 40 % мас. В одной только России на тепловых станциях ежегодно сжигается несколько сотен тысяч тонн сернистого мазута, имеющего зольность от 0,1 до 0,3 % мас. Подсчитано, например, что 30 наиболее крупных тепловых станций России в год производят такое количество золы в которой содержание одного только ванадия достигает 10 тыс.т. И эта зола, как правило, захороняется, или, в лучшем случае, используется в производстве шлакоблоков, керамзита и дорожном строительстве.

Первые патенты на способы извлечения металлов из топочной золы в Западных странах появились более 20 лет назад. А в настоящее время на территории только США уже действует 15 подобных установок и масштабы этого производства непрерывно расширяются. Технология извлечения, как правило, держится в секрете, хотя, по – видимому, она представляет собой растворение золы в кислотах и последующее поэтапное выделение компонентов химическим путём, либо с помощью электролиза. В России были проведены серьёзные подготовительные работы для внедрения этого способа:

а) разработан метод деасфальтизации нефтей, направленный на расширение сырьевой базы производства нефтяной золы и улучшения качества товарных нефтей (см.ниже пункт «б»);

б) существенно улучшены способы сбора нефтяной золы на тепловых станциях;

в) подготовлена необходимая нормативная база – в виде приказа по министерству в 1986 г о сборе и хранении нефтяной золы.

Однако, в силу целого ряда причин соответствующие установки так и не были приобретены.

б) процесс «Добен»

Разработан БашНИИНП для деасфальтзации тяжелых нефтей и нефтяных остатков с целью понижения их вязкости, сернистости и зольности и получения так называемого асфальтита, состоящего на 65 – 76 % из асфальтенов, добавляемого к топочному мазуту или используемого самостоятельно. Процесс основан на известной способности асфальтенов коагулировать и оседать из нефтепродуктов при разбавлении их лёгкими парафиновыми углеводородами (рис.84).

Рис. 84. Технологическая схема процесса Добен

Сырьё потоком I направляется в верхнюю часть контактора 1, заполненного насадкой. В нижнюю часть контактора подаётся смесь свежего (поток II) и регенерированного (поток IV) растворителя. Из – за разности плотностей сырьё и растворитель начинают двигаться в противоположных направлениях, причём, в растворителе, при этом, растворяются все компоненты нефти, кроме асфальтенов. Смесь растворителя и деасфальтизата потоком III направляется в два последовательно расположенных регенератора 2 и 3, где происходит отгонка бензина и возврат его в процесс. Деасфальтизированный продукт потоком V покидает установку. Асфальтены с остатками растворителя проходят регенератор 4 в котором выпариваются остатки растворителя, а затем попадают в устройство для охлаждения и выгрузки 5. Асфальтены (поток VII) могут быть получены либо в виде горячей жидкости с температурой плавления примерно 160⁰С, либо в виде порошка.

Процесс позволяет за счет удаления 93 – 96 % асфальтенов извлечь вместе с ними 50 – 70 % металлов. Для извлечения этих металлов предусматривается сжигание асфальтита на специальных установках, снабженных устройством для очистки дымовых газов от SO₂. В полученной золе содержится до 20 % ванадия и до 10 – 15 % никеля.

В России только пилотная установка в Уфе, в США десятки подобных установок.