CC BY
14
ния заслонки на входном патрубке, можно варьировать степень очистки от минимальной в обычном гидроциклоне до требуемой в гидроциклоне с двухслойным течением.
Список литературы
1. П. м. 100433 РФ, МПК B 04 C 5/12. Гидроциклонная установка / А.Б. Голован-чиков [и др.]; ВолгГТУ. - 2010.
2. Голованчиков, А.Б. Применение ЭВМ в химической технологии и экологии. Ч. 2. Моделирование гидромеханических процессов: учеб. пос. / А.Б. Голованчиков, Б.В. Симонов / ВолгГТУ - Волгоград, 1995. - 121 с.
3. Голованчиков, А. Б. Сравнение вероятности улавливания частиц в напорном гидроциклоне при обычном и двухслойном течении / Голованчиков А.Б., Ламскова М.И., Филимонов М.И. // Известия ВолгГТУ. Сер. Реология, процессы и аппараты химической технологии. Вып. 8. - Волгоград, 2015. - № 1. - C. 64-67.
УДК 624.131.4
ПОДГОТОВКА КОМПОНЕНТОВ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА «ПЕСЧАНЫЙ ГРУНТ - КАПСУЛИРОВАННЫЙ НЕФТЕШЛАМ» ИЗ НЕФТЕЗАГРЯЗНЁННЫХ МАТЕРИАЛОВ И
НЕФТЕШЛАМОВ Грузин Андрей Васильевич, к.т.н., доцент каф. НГД Токарев Владимир Васильевич, к.т.н., профессор каф. НГД Беляев Никита Михайлович, магистрант Омский государственный технический университет
Текущая эксплуатация и активное освоение новых месторождений нефти, не смотря на строгое соблюдение действующих федеральных и отраслевых нормативных документов, регулярно сталкивается с проблемой утилизации нефтезагрязнённых материалов и нефтешламов. Для снижения экологической нагрузки на окружающую природную среду необходимо организовывать переработку образующихся отходов на регулярной основе. Технология реагентного капсулирования является одним из перспективных методов обезвреживания грунтов, загрязнённых в результате разливов нефти или её компонентов [1-4]. Ранее выполненные лабораторные и полевые испытания подтвердили возможность перевода нефтезагрязнённого материала, имеющего 3-й класс опасности, в мелкодисперсные, твёрдые биологически инертные капсулированные гидрофобизированные образования с высокой степенью иммобилизации загрязняющих веществ в отход 4-го и даже 5-го классов опасности. Образующийся при этом капсулиро-ванный материал предлагается использовать в качестве компонента композиционного материала «песчаный грунт - капсулированный нефтешлам» для устройства оснований объектов нефтяной отрасли различного назначения. Например, анализ физических и механических свойств капсулиро-ванных нефтешламов позволит оценить возможность их использования в качестве перспективных добавок в грунты при устройстве оснований ре-
зервуаров для хранения нефти и продуктов её переработки. С учётом снижения транспортных расходов, вышеперечисленные достоинства позволят достичь наибольшей экономической эффективности при использовании капсулированного материала продукта вблизи места его производства. Уточнение деформационных характеристик смеси «песчаный грунт - кап-сулированный нефтешлам» позволило бы оценить возможность использования данных смесей для устройства оснований резервуаров для хранения жидких углеводородов, тем самым кардинально решив проблему утилизации загрязнённых нефтью и нефтепродуктами грунтов и существенно снизив экологическую нагрузку на окружающую природную среду [1-7].
1 - негашеная известь;2 - нефть Рисунок 1 — Компоненты для изготовления капсулированного нефтешлама
На базе студенческой научно-исследовательской лаборатории «Основания и фундаменты объектов нефтегазовой отрасли» Омского государственного технического университета проводятся исследования, направленные на уточнение влияния добавок капсулированного нефтешлама на деформационные свойства смеси «песчаный грунт - капсулированный нефтешлам». На начальном этапе работ отрабатывается технология получения капсулированного нефтешлама с целью дальнейшего изучения его физических и механических свойств.
1 - начальная фаза; 2 - основная фаза; 3- заключительная фаза Рисунок 2 — Тепловые изображения и фотографии основных этапов процесса образования капсулированного нефтешлама
Для образования капсулированного нефтешлама в лабораторных условиях предлагается использовать: нефть, негашеную известь и воду в соотношении 1:6:5,3 (см. рисунок 1). Первоначально негашённая известь заливается водой. Для интенсификации реакции с водой комки извести предварительно размельчаются. В процессе перемешивания негашеной извести с водой было отмечено интенсивное тепловыделение. В ходе саморазогрева смеси «негашённая известь - вода» в неё добавляется нефть (см. рисунок 2). Инфракрасная камера БЫЯ Е позволила осуществлять контроль текущей температуры перемешиваемой смеси в течение всего процесса образования капсулированного нефтешлама (см. рисунок 3). Полученные тепловые изображения перемешиваемой смеси позволили определить её температуру.
Как видно из представленных фотографий максимальная температура в ходе реагентно-го капсулирования достигала 102 °С.
Перемешивание полученной смеси проводилось до образования частиц, по внешнему виду похожих на частицы песка (см. рисунок 4). При этом отмечалось исчезновение запаха нефти. По завершению перемешивания полученная масса сушилась при комнатной температуре в течение 4-5 дней.
Таким образом, в ходе подготовительного этапа лабораторных исследований физических и механических свойств компонентов композиционного материала «песчаный грунт -капсулированный нефтешлам» были установлены массовые доли нефти, негашеной извести и воды, необходимых для получения капсулированного нефтешлама: 1:6:5,3. Реакция образования капсулированного нефтяного шлама носит экзотермический характер. При этом, максимальная темпера-
Рисунок 3 — Инфракрасная камера БЫЯ Е
Рисунок 4 — Капсулированный нефтешлам
тура достигала 102 °С. Время необходимое для завершения реакции полученного количества капсулированного нефтешлама составило до 5 суток. Как видно из представленной фотографии на рисунке 4 полученный материал состоит из частиц различного размера. Согласно действующей нормативной документации в качестве грунта основания, например, резервуаров для хранения жидких углеводородов необходимо использовать песок средней крупности [8,9]. Таким образом, перед проведением компрессионных испытаний, для определения максимального количества капсулиро-ванного нефтешлама, которое можно добавить в грунты основания, необходимо определить его гранулометрический состав.
Список литературы
1. Переработка и утилизация нефтешламов и нефтезагрязненных материалов, образующихся в местах добычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья: монография / [Л.О. Штриплинг и др.] ; М-во обр. и науки РФ, Омский гос. техн. ун-т. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, 2013.-176 с.
2. Ю.М. Гержберг, Ю.В Логунова., В.В. Токарев, В.В. Шалай, Л.О. Штриплинг, Совершенствование оборудования для обезвреживания нефтезагрязненных материалов методом реагентного капсулирования, Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 7 (2009) 18-23.
3. Ю.М. Гержберг, Ю.В. Логунова, В.В. Токарев, В.В. Шалай, Л.О. Штриплинг, Разработка установки для обезвреживания углеводородосодержащих производственных отходов методом реагентного капсулирования, Омский научный вестник, 68 (2008) 76-81.
4. Л.О. Штриплинг, В.В. Токарев, Ю.А. Краус, С.В. Белькова, Исследование возможности рекультивации или утилизации обезвреженных нефтезагрязненных материалов после применения метода реагентного капсулирования, Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 12 (2012) 44-47.
5. I. Lazar, S. Dobrota, A. Voicu, M. Stefanescu, L. Sandulescu, I.G. Petrisor, Microbial degradation of waste hydrocarbons in oily sludge from some Romanian oil fields, Journal of Petroleum Science and Engineering, 22 (1999) 151-160.
6. Olumide Iwakun, Kevin Biggar, Dale Van Stempvoort, Greg Bickerton, John Voralek, Fuel contamination characterization in permafrost fractured bedrock at the Colomac mine site, Cold Regions Science and Technology, 53 (2008) 56-74.
7. Gruzin, A.V. The Artificial Additives Effect to Soil Deformation Characteristics of Oil and Oil Products Storage Tanks Foundation / A.V. Gruzin, V.V. Tokarev, V.V. Shalai, Yu.V. Logunova // Procedia Engineering. - 2015. - №113. - pp. 158-168.
8. СП 45.13330.2012. Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87. - М.:ФАУ «ФЦС», 2012. - 140 с.
9. РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04. Нормы проектирования стальных вертикальных резервуаров для хранения нефти объемом 1000 - 50000 куб.м. - М.: ОАО «АК «Транснефть», 2004. - 141 с.
