Центробежное сепарирование

Компанией Альфа-Лаваль была предлложена технология переработки нефтешлама, основанная на методе центробежного сепарирования. Характерной особенностью нефтешламов является их высокая вязкость, а также наличие в них нефти и воды, образующих эмульсионный состав, стабилизируемый мельчайшими примесями, которые достаточно трудно отделить. Таким образом, нефтешламы являются сырьем трудно поддающимся переработке. Центробежное сепарирование представляет собой ускоренную форму гравитационного сепарирования, в основе которого лежит принцип замены естественной гравитационной силы другой силой, превышающей ее в тысячи раз. Результатом этого является значительное повышение скорости оседания частиц в жидкости. Даже мельчайшие частицы, не оседающие под воздействием гравитации, при их движении в потоке мгновенно оседают в поле центробежных сил. Тот же метод применяется для сепарирования нефти от воды, когда даже плотно связанные эмульсии расщепляются под воздействием высоких гравитационных сил. Сепарирование нефтешлама обычно осуществляется в две стадии. На первой стадии основная масса твердых частиц отделяется в деканторной центрифуге. Этот декантер производит довольно сухой остаток, содержащий минимум чистой нефти. Вытекающий поток, состоящий из нефти и воды (и минимального количества примесей), поступает на вторую стадию разделения. Здесь трехфазная тарельчатая центрифуга разделяет смесь на очень чистую фазу нефти, фазу чистой воды и небольшое количество твердых частиц. Если требуется фаза очень чистой воды, необходимо применение третьей сепаративной ступени. В зависимости от состава нефтешлама в технологическую схему может быть включен также блок химической обработки.

В целом процесс переработки нефтешлама состоит из следующих технологических блоков:

- заборная система для забора сырья из нефтешламового бассейна или резервуара для хранения;

- подготовительный блок для нагревания и фильтрования сырья и последующее перекачивание насосом в питательный резервуар;

- питательный резервуар;

- сепарирующая установка, перерабатывающая нефтешлам из питательного резервуара;

Производительность установок от 5 м³/ч и выше.

Двухфазная деканторная центрифуга применяется на первой стадии сепарации процесса переработки нефтешлама по технологии Альфа-Лаваль.

Деканторная центрифуга предназначена для сепарирования большого количества примесей из потока нефтешлама. Применяется двухфазная версия (жидкость-примеси) декантера. Данный тип машины является менее чувствительным к колебаниям в составе исходного сырья по сравнению с трех фазным декантором (жидкость-жидкость-примеси).

Двухфазный декантор, кроме того, выдает более сухой остаток, что означает меньшие потери нефти. Деканторная центрифуга представляет собой цилиндрический/конический барабан с достаточно большим соотношением длины к диаметру.

Характерной особенностью является наличие винтового конвейера, помещенного внутри барабана для непрерывного удаления отсепарированных примесей. Нефтешлам подается в цилиндрическую секцию, где он формирует слой - отстойник - вокруг стенки.

Примеси, будучи тяжелее жидкости, собираются на стенке барабана, с которой они непрерывно удаляются при помощи винтового конвейера и подаются вверх, в коническую секцию - сборник - и наружу через разгрузочные выходы и узкий конец.

Результат сепарирования - выделение примесей, высушивание примесей и очищение жидкости - оптимизируется для последующей обработки в трехфазной тарельчатой центрифуге - трехфазная тарельчатая центрифуга. Примеси через равные интервалы времени выбрасываются посредством центробежных сил из сепарирующего участка барабана. Установка работает с такой скоростью, что нефть не может выбрасываться вместе с примесями.

В зависимости от состава сырья, машины удаляют мельчайшие частицы, величиной 1 мкм и всю воду из нефти. Основными узлами тарельчатой центрифуги являются насосы с напорным диском и сепарирующий барабан с набором тарелок. Переработанная нефть может быть использована как топливо или как основное сырье для нефтеочистительных предприятий.

Пример эффективности переработки нефтешлама с использованием центрифуг Альфа-Лаваль приведен в табл. 11.4.

Таблица 11.4 – Эффективность использования центрифуг Альфа-Лаваль

	Исходный нефтешлам	Полученная Нефть	Водная фаза (переработка)	Остаточная фаза (ликвидация)
Нефть	43000 м3	41900 м3	500 м3	600 м3
Вода	50000 м3	500 м3	45000 м3	4500 м3
Примеси	7000 м3	-	-	7000 м3
Всего	100000 м3	42400 м3	45000 м3	12100 м3

Приведенный пример показывает высокую степень извлечения нефти из почвы.

Методы дренирования почвы и экстракции нефти растворителями при очистке грунтов применяются значительно реже.