Анализ физических методов переработки отходов бурения

Буровой шлам представляет собой тяжелые нефтяные остатки. Их примерный состав: вода -30-85 %, нефтепродукты - 10-55 %, твердые примеси - 1-45 %. Как правило, нефтедобывающим предприятиям приходилось складировать образующийся буровой шлам, или сжигать непосредственно на площадке месторождения без очистки отходящих газов, нарушая тем самым экологическую безопасность.

Буровой шлам из-за значительного содержания в нем нефтепродуктов можно отнести к вторичным материальным ресурсам. Использование его в качестве сырья является одним из рациональных способов его утилизации, так как при этом достигается определенный экологический и экономический эффект. В настоящее время переработка буровых шламов с целью их обезвреживания и утилизации может производиться по нескольким направлениям.

На рисунке 1 приведены основные методы по переработке и утилизации нефтесодержащих отходов.

Рисунок 1 – Основные методы

Все вышеуказанные методы имеют широкое применение и используются на современных нефтедобывающих предприятиях. Рассмотрим один из этих методов - и проанализируем его.

Для анализа среди существующих методов были выбраны физические методы переработки. Данный метод характеризуется низкой эффективностью и наличием неутилизируемых остатков. Физический метод включает в себя несколько разновидностей (рисунок 2).

Рисунок 2 – Разновидности физических методов утилизации

Гравитационное отстаивание базируется на разнице скоростей падения частиц различной дисперсности и плотности. Преимуществами гравитации является возможность использования в сочетании с другими методами и отсутствие больших эксплуатационных затрат. В качестве отрицательных факторов данного метода выделяют значительную длительность процесса, малую эффективность отстаивания, большое количество образующихся осадков.

Второй разновидностью являются, получившие в настоящее время распространение установки для переработки бурового шлама, принцип работы которых основывается на разделении в центробежном поле. Такие установки позволяют получить три фазы: углеводородную, водную и механическую (твердые примеси).

Преимуществами применения данной установки является возможность повторного использования водной фазы и нефти, значительное уменьшение количества отходов. К недостаткам относят необходимость специального оборудования, ограниченность применения, низкую эффективность разделения на фазы.

Так же распространенным способом переработки отходов является экстракция, основанная на взаимном растворении полярных соединений. Процесс протекает при повышенной температуре, далее происходит разделение фаз фильтрацией. Особенностями данного способа являются необходимость регенерации растворителя и неполнота извлечения нефтепродуктов из отхода.

Фильтрация буровых шламов осуществляется при помощи фильтр-прессов, вакуум-фильтров, с добавлением коагулянтов, как правило, извести и хлорного железа, а также флокулян-тов (для повышения степени задерживания мелкодисперсных частиц). Фильтрация — это долгий и дорогостоящий процесс, требующий использования больших площадей, емкостей, значительного количества реагентов, к тому же имеющий ограничения по вязкости отходов. Также существует необходимость смены и регенерации фильтрующих материалов.

Преимуществом выбора метода является: совокупность желаемой эффективности и затрат предприятия на реализации метода переработки; возможность использования дополнительного оборудования; необходимость использования вторичного сырья; скорость технологического процесса; экологическая и экономическая составляющая предприятия.

Исходя из проведенного анализа составлена краткая характеристика описанных методов (таблица 1).

Таблица 1  - Характеристики физических методов переработки нефтесодержащих отходов