РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОЧИСТКИ И РАЗДЕЛЕНИЙ ВОДЫ ИЗ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ОТХОДОВ

АННОТАЦИЯ

В статье приведены результаты изменения вязкости и плотности дистиллятной фракции разделенной при перегонке разбавленного углеводородного отхода, также приведены основные результаты разделения воды и фракционный состав углеводородных отходов.

ABSTRACT

The article presents the results of changes in the viscosity and density of the distillate fraction separated during the distillation of dilute hydrocarbon waste, also shows the main results of water separation and the fractional composition of hydrocarbon waste.

Ключевые слова: ректификационная колонна, легкая нафта, тяжелая нафта, тяжелый газойл, нефть, нефтяной шлам, дистиллят, фракция, плотность, вязкость, битум.

Keywords: distillation column, light naphtha, heavy naphtha, heavy gas oil, oil, oil sludge, distillate, fraction, density, viscosity, bitumen.

В наиболее упрощенном виде нефтяные шламы представляют собой многокомпонентные устойчивые агрегативные физико-химические системы, состоящие главным образом, из нефтепродуктов, воды и минеральных добавок (песок, глина, окислы металлов и т.д.) [8-9, C.11-12].

Отдельного внимания заслуживает такой вид нефтесодержащих отходов, как замазученные грунты, образующиеся при аварийных разливах нефти. Основное отличие их от нефтяных шламов - более низкая концентрация углеводородов. Пониженная вязкость разлитой нефти ведет к тому, что она на поверхности рельефа образует мономолекулярный слой пленки. Если её толщина не превышает 10 мм, то проникновение кислорода задерживается примерно на 5-10%, что не оказывает существенного влияния на жизнедеятельность микроорганизмов [11,7,10, C.32-34, 124-126, 10-11].

Стойкость нефтяного шлама зависит как от количественного состава, так и от качественного состояния основных стабилизирующих компонентов. Наиболее сильным фактором, которым можно повлиять на их состояние (перевести из коллоидного в молекулярно-растворимое состояние, за исключением механических примесей) является введение в нефтяную эмульсию эффективного растворителя [3, C.42-82].

Таблица 1.

Источники загрязнения нефтепродуктами [4, C.104-113]

В мире необходимо обосновать следующие научные решения в области  по утилизации и переработке нефтяных шламов: изучение физико-химических свойств нефтяных шламов с целью получения строительного битума; выявление дисперсности твердых частиц в составе нефтяного шлама; разработка оптимального технологического параметра процесса получения строительного битума из нефтяных шламов; содержания легких фракций в составе нефтяных шламов, разработка безотходной технологий и технологической линий для получения строительного битума из нефтяных отходов [5,2, C.555-563, 10688-10693].

Проведена серия опытов по определению плотности и вязкости перегоняемых фракции в процессе получения строительного битума из нефтяного шлама. Результаты трех последовательных измерений не должны отличаться более чем на 0,02 % [6, C.38-43].

Коэффициент вязкости зависит от природы и состава жидкости, т.е. от её химического состава, химического строения и молекулярной массы.

Динамическую вязкость [5, 556] исследуемого нефтепродукта (μ) в мПа∙с вычисляли по формуле:

μ = ν∙ρ,                                                           (2)

где ν – кинематическая вязкость, мм²/с; ρ – плотность при той же температуре, при которой определялась вязкость, г/см³.

Нами определены физико-химические свойства дистиллята полученной после перегонки разбавленного нефтяного шлама при различных  температурах процесса. Результаты проведенных исследований приведены на риc.1.

Риcунок 1. Изменение вязкости фракции, полученной при утилизации нефтяного шлама в зависимости от температуры перегонки

Из риc.1 видно, что с увеличением температуры перегонки дистиллятной фракции в пределах 105÷200°С её вязкость постепенно повышается от 0,93 до 2,47 мм²/c. По ходу экспериментальных исследований нами также определена плотность исследуемых фракций. Результаты проведенных исследований приведены на риc.2.

Риcунок 2. Изменение плотностей полученных фракции, при перегонке смеси нефтяного шлама в зависимости от температуры нижней колонны

Из риc.2. видно, что плотность исследуемой фракции полученной при температуре 105 °С составляет 765 кг/м³, а при температуре 110 °С этот показатель составляет 775 кг/м³, изменение температуры процесса при 170 °С её плотность также изменяется, и составляет 785 кг/м³, при дальнейшем увеличении температуры до 200 °С показатель плотности достигает своего максимума, т.е. 820 кг/м³. Из данных риc.2 и 3 можно отметить то, что плотность и вязкость исследуемой фракции изменяется в зависимости от температуры процесса. Также определили количество серы в составе полученных фракции при перегонке смеси нефтяного шлама [1].

В приемнике количество воды – ловушке 0,1 мл и меньше считается следами. Расхождения между двумя параллельными определениями содержания воды не должны превышать одного верхнего деления занимаемой водой части приемника – ловушки.

Риcунок 3. Содержание воды в составе исследуемого нефтяного шлама

Из риc.3 видно, что содержание воды в составе полученной фракции при перегонке смеси нефтяного шлама при температуре 120 °С составляет 53,75 %, содержание воды 63,16 % в составе дистиллята полученного при температуре 140 °C. При дальнейшем увеличении температуры процесса до 200 °С количество воды уменьшается до 28,89 %. Это объясняется тем, что количество воды снижается с увеличением температуры процесса перегонки. Разделили воды из состава полученных фракции по методу Дина и Старка. И рассчитывали количество воды. Таким образом, на основании проведенных нами экспериментальных исследований по определению воды в составе нефтяного шлама по ГОСТу 2477-65 «Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды», что нефтяной шлам содержит 26 % воды.

Список литературы

1.  A.M.Khurmamatov, Z.R.Burieva, N.K.Yusupova, O.T.Mallabaev. Study of physico-chemical properties of technical water of separated oil sludge// Scientific and Technical Journal of the Namangan Institute of Engineering and Technology. – 2022. Vol. 7. №2. – P.166-172.
2. A.M.Xurmamatov, N.K.Yusupova, O.T.Mallabayev, D.X. Mirhamitova. Physicochemical Properties of Light Ractions Which Released During the Distillation of Diluted Oil Sludge// Nat. Volatiles & Essent. Oils. – 2021. Vol. 8. №5. – P.10688 – 10693.
3. Didier Lesueur. The colloidal structure of bitumen: Consequences on the rheology and on the mechanisms of bitumen modification// Advances in Colloid and Interface Science. – 2009. Vol. 9. №2. – P42-82.
4. Imran Hafeez Performance Prediction of Hot Mix Asphalt from Asphalt Binders/ Imran Hafeez, Mumtaz Ahmed Kamal, Muhammad Reza Ahadi, Qamar Shahzad, Nadia Bashir// Pak. J. Engg. & Appl. Sci. – 2012. Vol. 11. №7. – P.104-113.
5. Schmets, A. On the existence of wax-induced phaseseparation in bitumen// International Journal of Pavement Engineering. – 2010. № 11. – P.555-563.
6.  А.М.Хурмаматов, Н.К.Юсупова. Результаты определения фракционного состава и физико-химические свойства нефтяных шламов// Журнал «Химическая промышленность»: - Санкт-петербург. – 2019. №1. – С.38-43.
7. Аминова А.С., Гайбуллаев С.А., Джураев К.А. использование нефтешламов – рациональный способ их утилизации// Молодой ученый. – 2015. №2. – С.124-126.
8. Левицкий О.Ю. Опытно-промышленная установка сжигания нефтешлама/ Нефтепереработка и нефтехимия. – 1987. №7. – С.11-12.
9.  Петровский Э.А., Соловьёв Е.А., Коленчуков О.А.. Современные технологии переработки нефтешламов// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2018. №4. – С.124 – 132.
10. Тимофеева С.С., Тимофеев С.С. Современные технологии переработки нефтешламов// Успехи современного естествознания. – 2009. № 8. – С.10-11.
11. Шлепкина Ю.С. Анализ методов утилизации нефтешламов. Преимущества и недостатки// Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2009. №12. – С.32-34.