Технологический Расчет проектируемой впу обессоливания нефтесодержащих сточных вод На производственном объекте месторождения «озен мунай газ»

 

В дипломном проекте водоподготовительная установкаобессоливания нефтесодержащих сточных вод для нефтеперекачивающего предприятия месторождения «Озен Мунай газ » предусматривает получение твердых солей с влажностью до 25%, концентрат после второй ступени обратноосмотической установки с солесодержанием 80-100 г/л, а также подвергается последующей их  переработке по трехступенчатой схемес использованием прогрессивной энергосберегающей технологии дальнейшего выпаривания по ступеням:

1 ступень - упаривание концентрата в испарительном блоке из 4-х плёночных вертикально-трубчатых испарителей, работающих при разрежении 0,085-0,1 МПа. Ступени испарителей компонуются в малогабаритный моноблок со встроенным конденсатором для конденсации образующегося вторичного пара, насосным оборудованием, КИПиА. На первой ступени осуществляется упаривание раствора до состояния насыщения (24–26%).

Данный тип испарителя с трубами специального профиля обеспечивает наиболее высокий коэффициент теплообмена и менее подвержен солевым отложениям. Отвод тепла из конденсаторной секции испарителя и конденсация вторичного пара осуществляется охлаждающей водой из водооборотного цикла предприятия. Полученный конденсат вторичного водяного пара, солесодержание которого не превышает значения 20 мг/л, направляется в сборную емкость фильтрата обратноосмотической установки, откуда возвращается в основное производство.

Полученный в испарителе концентрированный рассол (24-26%) подается на вторую ступень установки в вакуум-кристаллизатор на дальнейшее выпаривание с образованием кристаллических солей и последующей переработкой на центрифуге для сгущения твердого осадка.

2-я ступень – концентрирование солевого концентрата 1-ой ступени до пересыщенного состояния и образования кристаллов солей (до 50%) осуществляется в вакуум - кристаллизаторе с выносной греющей камерой с последующим сгущением осадка на гидроциклоне (для уменьшения объема суспензии с кристаллами солей размером частиц до 200 мкм).

В качестве греющего источника в вакуум - кристаллизаторе используется греющий пар от котельной предприятия нефтеперерабатывающего производства на месторождении «Озен Мунай газ »  давлением 0,4 МПа, который редуцируется до рабочего давления 0,07 МПа. В качестве греющей среды на первой ступени испарителя используется вторичный водяной пар из вакуум - кристаллизатора, на трех последующих - вторичный водяной пар предыдущих, что позволяет существенно снизить энергопотребление на проведение процесса выпаривания по сравнению с традиционным методом.

Перед подачей на третью ступень сгущенный осадок подвергается дальнейшему обезвоживанию на осадительной центрифуге, после чего кристаллы соли с влажностью 35-40%, поступают на 3-ю ступень переработки концентрата.

3 ступень- досушивание концентрата в роторно-дисковой сушилкетипа СКМ-40. Полученный продукт - соли с влажностью 15-25% представляют собой смесь минеральных солей, в основном сульфата и хлорида натрия, которые относятся к IY классу опасности и могут быть утилизированы на полигоне твердых бытовых отходов.

Водоподготовительная установкаобессоливания нефтесодержащих сточных вод  нефтеперекачивающего производства на месторождении «Озен Мунай газ »   работает в автоматическом режиме. Все узлы технологической схемы оснащены новейшим контрольно - измерительным оборудованием ведущих производителей: Endress + Hauser, Wika, BD Sensor (Германия). В качестве исполнительных механизмов используются устройства пневмоавтоматики (Италия). Система автоматизации технологического процесса выполнена на контроллерном оборудовании серии S300 фирмы Siemens. В АСУ ТП используется система визуализации, реализованная на основе программного продукта iFIX (США - Япония). Оператор имеет возможность управлять и контролировать производственный процесс как с сенсорной панели, так и с автоматизированного рабочего места (АРМ).

Внедрение водоподготовительной установки обессоливания нефтесодержащих сточных вод  нефтеперерабатывающего производства на месторождении «Озен Мунай газ »  позволит:

§ создать замкнутый водооборот при степени использования воды не менее 95%;

§ значительно снизить объемы утилизируемых твердых отходов;

§ сделать производство экологически безопасным, полностью исключив слив сточных вод.

Параметры жидкости, транспортирующейся по водоводам ЦТТЖ представлены в Приложении 1 (таблице 1 Параметры жидкости, транспортирующейся по водоводам ЦТТЖ и в таблице 2- Нормы технологического режима оборудования ЦППН)

3.4 Расчет расхода коагулянта (железного купороса)

Дозировка коагулянта сернокислого железа (семиводный сульфат FeSO₄ • 7Н₂О) составляет 200 г/м³ обрабатываемых вод.

Часовой расход FeSO₄ • 7Н₂О - 3,2 кг Годовой расход FeSO₄ • 7Н₂О - 4,8 т

Для приготовления раствора коагулянта рабочей концентрации (10%) необходимо растворить 100 кг FeSO₄ 7Н₂О в воде и объем довести до 1 м³.

Расход 10% раствора составит: в час - 0,032 м³ в год - 48 м³

Периодичность приготовления раствора коагулянта составляет 1 раз в 2 дня.

     3.5 Расчет расхода  извести (оксида кальция)

Дозировка известкового молока (50% акт.СаО) составляет 200 г/м³ обрабатываемых вод.

Часовой расход негашеной извести - 3,2 кг

Годовой расход негашеной извести - 4,8 т. для приготовления известкового молока 10% необходимо 200 кг негашеной извести залить 0,5 м³ воды и при перемешивании воздухом довести объем суспензии водой до 1 м³.

Расход известкового молока 10% составит: в час - 0,032 м³ в год - 48 м³

Периодичность приготовления известкового молока составляет 1 раз в 2 дня.

     3.5.1 Расчет количества образующегося шлама.

     Объем образующегося осадка рассчитывается но формуле:

10М

                                        W_mud = --. --......                                 

100 - P_mud

где P_mud - влажность осадка, %

М - количество сухого вещества в осадке.

               М = 2A₁ + А₂ + Е₁                                   '

где Ai - количество активной СаО, необходимой для осаждения

Fe²⁺, кг/м³;

2 - коэффициент, учитывающий качество извести (50% акт.СаО);

А₂ - количество образующегося гидроксида железа (II), кг/м³

 E₁ - количество сульфата кальция, образующегося при оса­ждении Fe²⁺, кг/м³.

Расчет количества образующегося шлама проводится в соответствии с [ 25 ] по реакции:

FeSO₄ + СаО + Н₂О -> CaSO₄↓ + Fe(OH)₂↓

110                     A₁                    Е₁          А₂

(152)                 (56)                 (136)        (90)

Находим значения А_1, Е_1, А₂.

Нефтесодержащая вода после ее обработки железным купоросом, содержит его в количестве 200 мг/дм³ (с учетом кристаллизационной воды 7-Н₂О), без этой воды, его количество составляет ~ ПО мг/дм³.

Количество добавляемого известкового молока 10% (50% акт.СаО) расходуется для взаимодействия с железным купоросом, нейтрализации ионов Н⁺ и увеличения щелочности среды до рН 9,2. Количество осадка, полученного по реакции (3): Ai = (110-56): 152 = 40,5 г/м³ = 0,041 кг/м³ А₂ = (110-90): 152 = 65,2 г/м³ = 0,065 кг/м³ Ej = (110-136):152 = 98,4 г/м³ = 0,098 кг/м³

Найденные значения подставляем в формулу (2):

                        М = 2 • 0,041 + 0,065 + 0,098 = 0,245 кг/м³

Количество нефтепродуктов, сорбированных осадком: (50 - 5) = 45 г/м³ или 0,045 кг/м³

Количество кристаллизационной воды, вносимой с железным купоросом; 91 г/м³ или 0,091 кг/м³

Количество извести (50% акт.СаО), участвующей для увеличения рН до 9,2, составляет:

200 - 91 = 109 г/м³ или 0,11 кг/м³

Общее количество полученного шлама:

0,245 + 0,045 + 0,091 +0,11 = 0,49 кг/м³ сбросных вод.

 

При влажности осадка 97% определяем объем по формуле (1):

10 • 0,49 4,9

W_mud=                               = 1, 6%

3

Суточный объем влажного осадка (97% влажности) составляет 3,2 м³.

Общее суточное количество сухого вещества в этом объеме составляет:

0,49 • 200 = 98 кг

Количество осадка образующегося за весь период работы очистного комплекса:

98 • 24000

.......................................  = 11760 кг или 11,76 т

     200

24000 м³ - годовой объем перерабатываемых сточных вод.

С учетом 97% влажности шлама его объем составит:

      3,2 • 24000

................................. = 384 м³/год

              200

Расчетное количество образующегося шлама (влажного) позволяет использовать для его накапливания имеющийся на барже "ЭМБА" танк " 63 объемом 1000 м³.

    Для подготовки осадка к утилизации может произведено его  обезвоживание с помощью фильтр-пресса.

Эта операция позволяет снизить влажность шлама до 65 %. Воду после фильтрования шлама можно использовать в обороте. Объем осадка при этом уменьшается более, чем в 10 раз, что позволяет компактно складировать его в специально отведенном для этого месте, после чего подвергать утилизации.

Количество обезвоженного шлама (65% влажности) составляет 280 кг/сутки.

 

   Таблица 3.3Состав шлама, полученного после реагентной обработки

(65% влажности)

Названия веществ	Содержание, % от веса шлама
Гидроксид железа (II)	4,6
Гидроксид кальция	8,0
Сульфат кальция	7,0
Нефтепродукты	3,2
Взвешенные вещества	4,0
Примеси, входящие в известь,	8,2
(50% акт.СаО)
Вода	65,0

Шлам, образующийся в результате переработки вод, содержит взвешенные вещества гидроксида железа и кальция, сульфат кальция, незначительное количество нефтепродуктов.

Этот осадок относится к III классу опасности, является нетоксичным продуктом и подлежит захоронению в местах, соответствующих этому классу -

    Обезвоживание шламов.

РО принимает шлам (97% влажности) из напорного бака 5, данной части фильтров (6, 7, 8, 9), где проводится процесс реагентной обработки, а затем разделение сгущенной и осветленной фаз.

В шламосборник по мере накопления перекачивают сгущенный шлам.

Целесообразно направлять шлам на фильтр-пресс, где он обезвоживается до 65 %. Количество осадка данной влажности составляет 280 кг в сутки. Шлам после фильтрации складируется в металлическом контейнере и по мере накопления вывозится на полигон, где место захоронения согласуется с органами контроля. Количество образующегося шлама и его состав приведены в табл. 7.1 и 7.2.

 

Таблица 34Количество образующегося шлама

Наименование продукта	Количество шлама
	м^3/ч	м^3/сут	м^3/год
Шлам, 97% влажн.	0,27	3,2	384,0
Шлам, 65% влажн. •	0,02	0,28	33,6