Даценко В.В., Бобонец М. С.

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет

Очистка промывных вод нефти

Примеси, находящиеся в нефти (вода, соли, песок) приносят большой ущерб нефтяной промышленности, т.к. понижают производительность, расстраивают режим работы нефтеперерабатывающих установок, понижают калорийность и качество нефтяных топлив, вызывают коррозию аппаратуры нефтеперерабатывающих установок. Основной ущерб приходится на содержащиеся в нефти соли: NaCl - 80%, CaCl₂ и MgCl₂ – 20%. Соли NaCl и CaCl₂ при термической обработке нефти частично осаждаются на стенках аппаратуры и забивают ее, приводя к сокращению времени пробега установки, а также к эрозии. Соли MgCl₂ и CaCl₂ диссоциируют с образованием хлоридной кислоты, которая является серьезным источником эрозии и коррозии.

Установлено, что после предварительного обессоливания сырой нефти качество нефтепродуктов значительно возрастает, а эксплуатация технологических нефтеперерабатывающих установок увеличивается. Существуют различные методы обработки нефти – механические, электрические, термохимические и др. Наиболее простым, эффективным и широко применяемым в нефтяной промышленности методом обессоливания нефти является кавитационный метод очистки. Сущность данного метода состоит в интенсивном перемешивании нефти и воды в специальных устройствах - кавитаторах. При этом соли, содержащиеся в нефти, растворяются в свежей воде и тем самым выводятся из нефти.

Несмотря на то, что в литературе описывается большое количество технологий обессоливания нефти, однако все они не являются экономичными и ресурсосберегающими, т. к. сточные воды, содержащие большие концентрации солей, обычно сливаются в промышленную канализацию, чем наносят непоправимый ущерб окружающей среде.

Предлагаемый способ очистки вод кавитационной обработки нефти от ионов хлора в процессе химического осаждения обеспечивает возврат промывных вод нефти в рецикл и регенерацию реагента-осадителя. Для очистки вод кавитационной обработки нефти от ионов хлора до норм технологического процесса использовался химический метод их осаждения в виде труднорастворимого и низкотоксичного соединения. Сточные воды после кавитационной обработки нефти, содержащие 300 мг/л ионов хлора, обрабатывались сухим реагентом. В качестве реагента-осадителя был выбран аргентум нитрат AgNO₃, взятый в избыточном количестве, превышающем стехиометрическое в 1,05 раза. Такое количество AgNO₃ является оптимальным и было выбрано на основании экспериментальных данных. Его обоснование заключается в следующем:

- перерасход соединения серебра делает способ неэкономичным, так как ведет к его удорожанию;

- превышение соотношения «ионы хлора : аргентум нитрат» = 1:1,05 повлечет дополнительное снижение концентрации ионов хлора, что является нецелесообразным по технологии процесса: остаточная концентрация может составлять 3-5 мг/л.

Реакцию осаждения проводили в нейтральной среде при значении рН 6-7 с предположением, что в растворе протекает химическая реакция

Cl^- + AgNO₃ → AgCl↓ + NO₃^-. (1)

Для получения крупнодисперсного осадка образовавшуюся суспензию кипятили. Анализ 3/4 отделенного фильтрата показал, что концентрация ионов хлора С_Cl^- в нем составляет 5 мг/л, что удовлетворяет требованиям технологического процесса. Таким образом, промывная вода может быть возвращена в технологический процесс кавитационной обработки нефти.

Повышение экономичности способа очистки вод кавитационной обработки нефти было достигнуто при регенерации реагента-осадителя – аргентум нитрата и его возвращении в виде раствора-осадителя AgNO₃ в технологический процесс.

Труднорастворимый в минеральных кислотах аргентум хлорид переводили в хорошо растворимый в концентрированной азотной кислоте аргентум оксид с помощью натрий гидроксида NаOН по схеме реакции

2AgCl↓ + NаOН → Ag₂O + . . . . (2)

Промытый осадок растворяли в концентрированной азотной кислоте HNO₃. Образовавшийся раствор реагента-осадителя с последующим концентрированием может быть применен в технологическом процессе очистки вод кавитационной обработки нефти на стадии химического осаждения.

Предлагаемый способ очистки вод кавитационной обработки нефти имеет следующие преимущества:

· замкнутость и малоотходность технологического цикла;

· простота осуществления и высокие скорости химических превращений на стадиях технологического процесса;

· практически полное удаление ионов хлора из отработанных промывных вод нефти;

· экономия энергоресурсов за счет сокращения времени кипячения;

· отсутствие дополнительной затраты химических реагентов;

· регенерация используемых реагентов.