RU2485400C1 - Method of decontaminating hydrocarbon-containing wastes with simultaneous deposition of dissolved metal salts and apparatus for realising said method - Google Patents
Method of decontaminating hydrocarbon-containing wastes with simultaneous deposition of dissolved metal salts and apparatus for realising said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2485400C1 RU2485400C1 RU2011141657/04A RU2011141657A RU2485400C1 RU 2485400 C1 RU2485400 C1 RU 2485400C1 RU 2011141657/04 A RU2011141657/04 A RU 2011141657/04A RU 2011141657 A RU2011141657 A RU 2011141657A RU 2485400 C1 RU2485400 C1 RU 2485400C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- reactor
- temperature
- pressure
- oxidizing agent
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 title claims abstract description 15
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 6
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 7
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 7
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- AWBIJARKDOFDAN-UHFFFAOYSA-N 2,5-dimethyl-1,4-dioxane Chemical compound CC1COC(C)CO1 AWBIJARKDOFDAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- XPNGNIFUDRPBFJ-UHFFFAOYSA-N alpha-methylbenzylalcohol Natural products CC1=CC=CC=C1CO XPNGNIFUDRPBFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- WAPNOHKVXSQRPX-UHFFFAOYSA-N 1-phenylethanol Chemical compound CC(O)C1=CC=CC=C1 WAPNOHKVXSQRPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Natural products CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001159 Fisher's combined probability test Methods 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010795 Steam Flooding Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N alpha-methyl toluene Natural products CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005446 dissolved organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006735 epoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 150000002751 molybdenum Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009284 supercritical water oxidation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям, связанным с использованием углеводородного сырья, а именно к нефтехимии, нефтепереработке, нефтедобыче, химической промышленности, где образуются отходы, содержащие углеводороды.The invention relates to areas related to the use of hydrocarbons, namely, petrochemicals, oil refining, oil production, the chemical industry, where waste containing hydrocarbons is generated.
Известен способ обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, сжиганием на установке термического обезвреживания жидких отходов, включающей циклонную печь с тангенциально расположенными газовыми горелками, форсунки для подачи жидких отходов, газоход, соединенный с устройством очистки отходящих газов, и дымовую трубу (книга "Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов". М.: Химия, 1990 г., с.206-208).A known method of neutralizing waste containing hydrocarbons by burning at a thermal neutralization of liquid waste, including a cyclone furnace with tangentially arranged gas burners, nozzles for supplying liquid waste, a gas duct connected to an exhaust gas purification device, and a chimney (book "Fire processing and neutralization industrial waste ". M: Chemistry, 1990, p.206-208).
Недостатками этого способа являются необходимость применения топлива, невозвратимые потери сырья, содержащегося в отходе, и экологический вред, наносимый окружающей среде.The disadvantages of this method are the need to use fuel, the irreversible loss of raw materials contained in the waste, and environmental damage to the environment.
Известен способ утилизации отходов путем их термического обезвреживания в озоновоздушной среде (см. пат РФ №2289066, кл. С01 от 10.03.2005, опубл. 10.12.2006, Бюл. №34). Недостатком этого способа являются необходимость применения топлива, генератора озона и невозвратимые потери сырья, содержащегося в отходе.There is a method of waste disposal by thermal disposal in an ozone-air environment (see RF Pat. No. 2289066, class C01 dated 03/10/2005, published on December 10, 2006, Bull. No. 34). The disadvantage of this method is the need to use fuel, an ozone generator and irreversible losses of raw materials contained in the waste.
Известен способ очистки сточных вод нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств от растворенных фенолов и нефтепродуктов путем ее обработки импульсными высоковольтными разрядами с последующим отстаиванием. С целью повышения эффективности очистки от растворенных фенолов и нефтепродуктов сточную воду подвергают комбинированной обработке высоковольтными импульсными разрядами с удельной энергией 7-15 кДж/дм3 с последующей флотацией, биологической очисткой и сорбцией на угольно-песчаных фильтрах (см. пат. РФ №96105609, кл. C02F 1/48 от 22.03.1996, опубл. 10.06.1998).A known method of wastewater treatment of petrochemical and oil refining industries from dissolved phenols and petroleum products by treatment with pulsed high-voltage discharges, followed by sedimentation. In order to increase the efficiency of purification from dissolved phenols and oil products, the wastewater is subjected to a combined treatment with high-voltage pulse discharges with a specific energy of 7-15 kJ / dm 3 followed by flotation, biological treatment and sorption on coal-sand filters (see US Pat. RF No. 96105609, CL C02F 1/48 dated 03/22/1996, publ. 06/10/1998).
Недостатками этого способа являются его многостадийность и высокие энергозатраты.The disadvantages of this method are its multi-stage and high energy costs.
Известен способ обезвреживания и последующей утилизации высоковязких отходов промышленных сточных вод травянистой мукой с последующей обработкой карбонизированной травянистой мукой (см. пат. РФ №2154617, кл. C02F 11/14 от 28.09.1998, опубл. 20.08.2000). Сущность способа заключается в поглощении углеводородной составляющей отхода структурами травянистой муки с последующим разложением углеводородов в процессе термической обработки.A known method of disposal and subsequent disposal of highly viscous waste industrial wastewater with grass flour followed by treatment with carbonized grass flour (see US Pat. RF No. 2154617, CL C02F 11/14 from 09/28/1998, publ. 08/20/2000). The essence of the method is to absorb the hydrocarbon component of the waste structures of grassy flour, followed by the decomposition of hydrocarbons in the heat treatment process.
Недостатками этого способа являются его многостадийность и значительная продолжительность процесса.The disadvantages of this method are its multi-stage and a significant duration of the process.
Известен способ утилизации отхода процесса эпоксидирования олефинов методом экстракции сверхкритическими растворителями (см. пат. РФ №2393152, кл. C07D/B01J/C02F от 25.03.2008, опубл. 27.09.2009).A known method of disposal of the waste process of epoxidation of olefins by extraction with supercritical solvents (see US Pat. RF No. 2393152, CL C07D / B01J / C02F from 03.25.2008, publ. 09.27.2009).
Недостатком этого способа является образование хвостового потока, содержащего остаточные смолы и высокомолекулярные соединения.The disadvantage of this method is the formation of a tail stream containing residual resins and macromolecular compounds.
Наиболее близким к предлагаемому является способ обезвреживания отходов производства тетрафталевой кислоты и жидкокристаллических дисплеев методом сверхкритического водного обезвреживания жидкой перекисью водорода, включающий сжатие отхода до давления Р>РкрН2O, нагрев отхода до температуры Т>ТкрН2О, сжатие окислителя до давления Р>РкрН2O, нагрев окислителя до температуры Т>ТкрН2O, подачу отхода и окислителя в реактор, с последующей фильтрацией смеси через 0,5 микронные фильтры и охлаждением в теплообменнике (где РкрН2O - критическое давление воды - 218 атм, ТкрН2O - критическая температура воды 374°С). После теплообменника смесь подается в сепаратор, где происходит разделение на жидкую и газовую фазы. Способ позволяет высокоэффективно обезвредить отходы растворителей до безопасного состояния (Supercritical Water Oxidation of Industrial Wastewaters. Young Ho Shin, Banbang Veriansyah, Eun-Scok и др. 8th International Symposium on Supercritical Fluids Kyoto (Japan), 2006).Closest to the proposed one is a method of neutralizing waste products of tetrafthalic acid and liquid crystal displays by supercritical water neutralization with liquid hydrogen peroxide, including compressing the waste to a pressure of P> PcrH 2 O, heating the waste to a temperature of T> TcrH 2 O, compressing the oxidizer to a pressure of P> PcrH 2 O, heating the oxidizing agent to a temperature T> TkrH 2 O, feeding the waste and oxidizing agent to the reactor, followed by filtering the mixture through 0.5 micron filters and cooling in a heat exchanger (where RkrN 2 O is critical water pressure - 218 atm, TkrN 2 O - critical water temperature 374 ° C). After the heat exchanger, the mixture is fed to a separator, where there is a separation into liquid and gas phases. The method allows highly efficiently neutralize solvent waste to a safe state (Supercritical Water Oxidation of Industrial Wastewaters. Young Ho Shin, Banbang Veriansyah, Eun-Scok et al. 8 th International Symposium on Supercritical Fluids Kyoto (Japan), 2006).
Указанный способ осуществляется с помощью устройства, состоящего из насоса для сжатия отхода, выход которого соединен с теплообменником нагрева отхода, насоса для сжатия окислителя, выход которого соединен с теплообменником нагрева окислителя, теплообменников для нагрева отхода и окислителя, выходы которых объединяются и соединяются с верхней частью реактора, одноходового трубчатого реактора, нижней частью соединенного с блоком фильтров, блока фильтров, состоящего из двух фильтров, работающих попеременно и соединенных с холодильником, холодильника, соединенного с сепаратором, сепаратора.The specified method is carried out using a device consisting of a pump for compressing waste, the output of which is connected to a heat exchanger for heating the waste, a pump for compressing the oxidizer, the output of which is connected to a heat exchanger for heating the oxidizer, heat exchangers for heating the waste and oxidizer, the outputs of which are combined and connected to the upper part a reactor, a one-way tubular reactor, the lower part connected to the filter unit, a filter unit consisting of two filters, alternating and connected to the refrigerator m, a refrigerator connected to the separator, separator.
Недостатками этого способа и устройства является необходимость предварительного нагрева отхода до температуры Т>ТкрН2O при давлении Р>РкрН2О, что может привести к выпадению солей металлов, нерастворимых в сверхкритической воде, и последующей забивке змеевика (см. Газизов Р.А. Практикум по основам сверхкритических флюидных технологий / Газизов Р.А. и [др.] - Казань: ООО "Инновационно-издательский дом "Бутлеровское наследие", 2010. - 452 с.), также для улавливания солей используется блок фильтров, требующий периодической чистки и замены фильтрующего элемента.The disadvantages of this method and device is the need for pre-heating the waste to a temperature T> TkrN 2 O at a pressure P> PkrN 2 O, which can lead to the precipitation of metal salts insoluble in supercritical water, and subsequent clogging of the coil (see Gazizov R.A. Workshop on the basics of supercritical fluid technologies / Gazizov R.A. and [others] - Kazan: Butlerovsky Heritage Innovation and Publishing House LLC, 2010. - 452 pp.), A filter unit requiring periodic cleaning is also used to trap salts and filtering replacements th element.
Задачей изобретения является предотвращение выпадения солей вне реактора, упрощение способа с сохранением высокой степени обезвреживания.The objective of the invention is to prevent the precipitation of salts outside the reactor, simplifying the method while maintaining a high degree of neutralization.
Поставленные задачи решаются за счет того, что способ обезвреживания отходов, содержащих углеводороды, включающий сжатие отхода и окислителя до давления Р>РкрН2O с последующей подачей в реактор, осуществляется методом окисления в среде сверхкритической воды при температуре Т>ТкрН2O в присутствии окислителя, при этом нагрев отхода до температуры Т>ТкрН2О производится рециркулирующим сверхкритическим раствором обезвреженного отхода непосредственно в реакторе (где РкрН2О - критическое давление воды - 218 атм, ТкрН2О - критическая температура воды 374°С).The tasks are solved due to the fact that the method of neutralizing waste containing hydrocarbons, including compressing the waste and the oxidizing agent to a pressure of P> PcrH 2 O with subsequent supply to the reactor, is carried out by oxidation in supercritical water at a temperature of T> TcrH 2 O in the presence of an oxidizing agent while heating the waste to a temperature T> TkrN 2 O produced recirculating supercritical solution neutralized waste directly in the reactor (wherein RkrN 2 O - a critical pressure of water - 218 atm TkrN 2 O - critical temp travel water 374 ° C).
Техническая задача также достигается тем, что в устройстве для обезвреживания отхода, содержащем насос для отхода, выход которого соединен с верхней частью внутренней зоны реактора, насос или компрессор для окислителя, выход которого соединен с эжекторами, расположенными во внутренней и внешней зонах реактора, применен двухходовой трубчатый реактор, снабженный зоной осаждения солей с фильтрующей сеткой, устройствами рециркуляции обезвреженного отхода и вывода осадка, соединенный верхней частью внешней зоны с сепаратором обезвреженного отхода через устройство снижения давления, нижней частью с сепаратором осажденного осадка.The technical problem is also achieved by the fact that in the device for the disposal of waste containing a pump for waste, the outlet of which is connected to the upper part of the inner zone of the reactor, a pump or compressor for the oxidizer, the outlet of which is connected to ejectors located in the inner and outer zones of the reactor, has a two-way a tubular reactor equipped with a salt deposition zone with a filter screen, recycling devices for neutralized waste and sludge output, connected to the upper part of the outer zone with a separator waste through a pressure reducing device, the lower part with a precipitated sediment separator.
В качестве окислителя предлагается использование воздуха, воздуха обогащенного кислородом, чистого кислорода, щелочных металлов. Для сжатия воздуха предлагается использование компрессора с паровым приводом, питаемого обезвреженным сверхкритическим раствором из реактора. Для дозирования раствора щелочных металлов предлагается использование насосов высокого давления.The use of air, oxygen enriched air, pure oxygen, alkali metals is proposed as an oxidizing agent. To compress air, it is proposed to use a compressor with a steam drive fed by a neutralized supercritical solution from the reactor. The use of high pressure pumps is proposed for dosing an alkali metal solution.
Способ осуществляют следующим образом. Отход (исходный отход) с температурой Т<ТкрН2O насосом подается в реактор. Нагрев отхода до температуры Т>ТкрН2О происходит непосредственно во внутренней зоне реактора за счет горячего рецикла из внешней зоны реактора. При взаимодействии исходного отхода и горячего рецикла происходит перераспределение тепла, при этом исходный отход нагревается до температуры Т>ТкрН2О, растворенные в исходном отходе соли металлов выпадают в осадок и осаждаются в нижней части реактора, откуда периодически по мере накопления отводятся из реактора через устройство вывода осадка. Поток окислителя из насоса или компрессора с давлением, превышающем давление Рвнутр.зоны реактора, делится на две части, первый поток окислителя подается в центральную часть внутренней зоны реактора, при этом происходит разложение и окисление углеводородов и частично солей металлов до их оксидов с повышением температуры смеси. Второй поток окислителя подается в нижнюю часть внешней зоны реактора, в которой происходит доокисление углеводородов. Подача обоих потоков окислителя осуществляется через эжектор с целью создания перепада давления между внутренней и внешней зонами реактора. Обезвреженный отход из верхней части внешней зоны реактора делится на два потока, один поток за счет разности давления, создаваемой эжекторами, через устройство рециркуляции обезвреженного отхода поступает во внутреннюю зону реактора в качестве рецикла, второй поток выводится из реактора. Поток обезвреженного отхода обладает большой кинетической энергией и может быть использован в паровых турбинах (например, для нагнетания воздуха в реактор в случае использования его в качестве окислителя).The method is as follows. Waste (initial waste) with a temperature T <TkrH 2 O is pumped to the reactor. The waste is heated to a temperature T> TkrH 2 O directly in the inner zone of the reactor due to hot recycle from the outer zone of the reactor. During the interaction of the initial waste and hot recycle, heat is redistributed, while the initial waste is heated to a temperature T> TkrN 2 O, metal salts dissolved in the initial waste precipitate and precipitate in the lower part of the reactor, from where they are periodically removed from the reactor through the device sediment withdrawal. The oxidizer stream from the pump or compressor with a pressure exceeding the pressure of the Inner zone of the reactor is divided into two parts, the first oxidizer stream is supplied to the central part of the inner zone of the reactor, and hydrocarbons and partially metal salts decompose and oxidize to their oxides with increasing temperature of the mixture . The second oxidizing stream is fed to the lower part of the outer zone of the reactor, in which the oxidation of hydrocarbons occurs. The supply of both oxidizer streams is carried out through the ejector in order to create a pressure differential between the inner and outer zones of the reactor. The neutralized waste from the upper part of the outer zone of the reactor is divided into two streams, one stream, due to the pressure difference created by the ejectors, enters the inner zone of the reactor as a recycle through the recycled recycling device, and the second stream is removed from the reactor. The neutralized waste stream has a high kinetic energy and can be used in steam turbines (for example, for pumping air into the reactor if it is used as an oxidizing agent).
Количественное распределение окислителя между потоками зависит от требований к составу осадка. При необходимости осадить преимущественно соли металлов первый поток может составлять от 25% до 50% от общего количества окислителя, при необходимости получить в осадке оксиды первый поток должен содержать от 50% до 75% общего количества окислителя. Количество горячего рецикла регулируется по температуре в нижней части внутренней зоны реактора. Количество окислителя регулируется по содержанию остаточного кислорода на выходе из реактора с учетом значения ХПК (химического потребления кислорода).The quantitative distribution of the oxidizing agent between the streams depends on the requirements for the composition of the precipitate. If it is necessary to precipitate predominantly metal salts, the first stream can comprise from 25% to 50% of the total amount of oxidizing agent, if necessary, to obtain oxides in the precipitate, the first stream should contain from 50% to 75% of the total amount of oxidizing agent. The amount of hot recycle is controlled by temperature in the lower part of the inner zone of the reactor. The amount of oxidizing agent is controlled by the residual oxygen content at the outlet of the reactor, taking into account the value of COD (chemical oxygen demand).
Схема устройства для обезвреживания отхода представлена на фиг.1, где 1 - источник давления окислителя, 2 - насос для отхода, 3 - реактор, включающий в себя: 3.1 - узел рециркуляции обезвреженного отхода, 3.2 - внутренняя зона реактора, 3.3 - зона осаждения солей реактора, 3.4 - внешняя зона реактора, 3.5 - узел (устройство) вывода осадка, 3.6 - эжекторы, 4,5 - сепараторы.The scheme of the device for waste neutralization is shown in Fig. 1, where 1 is the oxidizer pressure source, 2 is the waste pump, 3 is the reactor, which includes: 3.1 - the neutralized waste recirculation unit, 3.2 - the inner zone of the reactor, 3.3 - the salt deposition zone reactor, 3.4 - the outer zone of the reactor, 3.5 - site (device) output sediment, 3.6 - ejectors, 4,5 - separators.
В следующих примерах описан способ обезвреживания различных отходов.The following examples describe the method of disposal of various wastes.
Пример 1. В качестве исходного отхода в реактор подается отход производства стирола и пропиленоксида на ОАО «Нижнекамскнефтехим». Приблизительный состав отхода:Example 1. As an initial waste, styrene and propylene oxide production waste is fed to the reactor at OAO Nizhnekamskneftekhim. Approximate waste composition:
- этилбензол С6Н5СН2СН3 - 2,5% мас.;- ethylbenzene C 6 H 5 CH 2 CH 3 - 2.5% wt .;
- ацетофенон СН3СОС6Н5 - 1% мас.;- acetophenone СН 3 СОС 6 Н 5 - 1% wt .;
- метилфенилкарбинол (МФК) С6Н5СН(ОН)СН3 - 6,5% мас.;- methylphenylcarbinol (MPA) C 6 H 5 CH (OH) CH 3 - 6.5% wt .;
- фенол С6Н5ОН - 2,5% мас.;- phenol C 6 H 5 OH - 2.5% wt .;
- пропиленгликоль С3Н8О2 - 12% мас.;- propylene glycol C 3 H 8 O 2 - 12% wt .;
- молибден Мо - 0,2% мас.;- molybdenum Mo - 0.2% wt .;
- вода Н2О - 40% мас. (по методу Фишера);- water N 2 About - 40% wt. (according to the Fisher method);
- прочее - 35,3% мас.- other - 35.3% wt.
Предварительно подогретый до Т<ТкрН2О отход сжимается насосом 2 до давления Р>РкрН2О и подается во внутреннюю зону реактора с расходом, не превышающим 10% от расчетного. В качестве окислителя используется воздух, сжимаемый компрессором с паротурбинным приводом (на фиг.1 отмечен 1). Для розжига реактора 3 окислитель, предварительно подогретый до Т>ТкрН2О, одним потоком подается во внутреннюю зону реактора 3.2. Смесь, пройдя внутреннюю 3.2 и внешнюю 3.4 зоны реактора, возвращается в реактор в виде горячего рецикла, через узел рециркуляции обезвреженного отхода 3.1. По достижению рабочей температуры реактора Т>ТкрН2O расход отхода увеличивается до расчетного, окислитель делится на два потока, первый поток, составляющий 2/3 от общего количества, подается во внутреннюю зону реактора, второй поток, составляющий 1/3 от общего количества, во внешнюю зону реактора. Для создания перепада давления внутри реактора и лучшего смесеобразования подача окислителя осуществляется через эжекторы 3.6, расположенные как во внутренней, так и во внешней зонах реактора. Обезвреженный отход на выходе из реактора подается на узел рециркуляции обезвреженного отхода 3.1, где делится на два потока, первый поток, содержащий более легкие компоненты (преимущественно углекислый газ и некоторое количество воды), выводится из реактора и подается на паровую турбину воздушного компрессора, откуда подается в сепаратор 5. Второй поток, содержащий более тяжелые компоненты (преимущественно воду и некоторое количество углекислого газа), подается во внутреннюю зону реактора 3.2 в качестве горячего рецикла. При достижении рабочей температуры соли, растворенные в отходе, в частности соли молибдена, окисляются до высших оксидов и выпадают в осадок в зону осаждения солей 3.3. Откуда через устройство вывода осадка 3.5 выводятся в сепаратор осадка 5. Для предотвращения уноса солей восходящим потоком отхода пространство между внутренней и внешней зонами реактора перекрывается мелкоячеистой сеткой (фильтром). В сепараторе осадка за счет снижения давления остаточная вода испаряется и в сепараторе остается сухой осадок. Для достижения значения ХПК не более 500 мгО2/дм3 температура во внешней зоне реактора должна составлять 893 К, давление 300 бар, соотношение отход : окислитель (21% O2) 1:8, соотношение расходов горячий рецикл : отход 5:1. Воздух, подаваемый в реактор, содержит стехиометрическое количество кислорода. Количество рецикла подобрано с учетом наличия фенола и других ароматических углеводородов, которые при концентрации более 2% образуют радикалы и не окисляются полностью (М.Г.Гоникберг. Химическое равновесие и скорость реакций при высоких давлениях. Изд. «Химия», Москва, 1969 г. - 428 с.).The waste preheated to T <TkrH 2 O is compressed by pump 2 to a pressure P> PkrH 2 O and is fed into the inner zone of the reactor with a flow rate not exceeding 10% of the calculated value. As an oxidizing agent, air is used, compressed by a compressor with a steam-turbine drive (1 is marked in Fig. 1). To ignite the reactor 3, the oxidizer, preheated to T> TkrN 2 O, is fed in one stream into the inner zone of the reactor 3.2. The mixture, having passed the internal 3.2 and external 3.4 zones of the reactor, is returned to the reactor in the form of a hot recycle through the recycled waste recycling unit 3.1. Upon reaching the operating temperature of the reactor T> TkrN 2 O, the waste flow rate increases to the calculated one, the oxidizing agent is divided into two streams, the first stream, comprising 2/3 of the total amount, is fed into the inner zone of the reactor, the second stream, which is 1/3 of the total, into the outer zone of the reactor. To create a pressure drop inside the reactor and better mixture formation, the oxidant is fed through ejectors 3.6 located both in the inner and outer zones of the reactor. The neutralized waste at the outlet of the reactor is fed to the neutralized waste recycling unit 3.1, where it is divided into two streams, the first stream containing lighter components (mainly carbon dioxide and some water) is discharged from the reactor and fed to the steam compressor air turbine, from where it is supplied into the separator 5. A second stream containing heavier components (mainly water and a certain amount of carbon dioxide) is fed into the inner zone of the reactor 3.2 as a hot recycle. When the operating temperature is reached, the salts dissolved in the waste, in particular the molybdenum salts, are oxidized to higher oxides and precipitate in the salt deposition zone 3.3. From where, through the sediment withdrawal device 3.5, they are discharged to the sediment separator 5. To prevent salt entrainment by the upward waste stream, the space between the inner and outer zones of the reactor is blocked by a fine mesh (filter). In the sediment separator, by reducing the pressure, the residual water evaporates and dry sediment remains in the separator. To achieve a COD value of not more than 500 mgO 2 / dm 3, the temperature in the outer zone of the reactor should be 893 K, pressure 300 bar, waste: oxidizer ratio (21% O 2 ) 1: 8, hot recycling: waste ratio 5: 1. The air supplied to the reactor contains a stoichiometric amount of oxygen. The recycle amount was selected taking into account the presence of phenol and other aromatic hydrocarbons, which form radicals at a concentration of more than 2% and do not completely oxidize (M.G. Gonikberg. Chemical equilibrium and reaction rate at high pressures. Khimiya Publishing House, Moscow, 1969 . - 428 p.).
Пример 2 отличается от примера 1 тем, что в качестве окислителя подается кислород (98%), при этом соотношение отход : окислитель составляет 1:1,5.Example 2 differs from example 1 in that oxygen (98%) is supplied as an oxidizing agent, and the waste: oxidizing agent ratio is 1: 1.5.
Пример 3 отличается от примера 1 тем, что в качестве отхода в реактор подается сточная вода производства изопрена. Сточная вода (СВ) состоит из трех потоков, которые суммируются перед подачей в реактор:Example 3 differs from example 1 in that waste water from isoprene production is fed into the reactor as waste. Wastewater (CB) consists of three streams that are summed before being fed into the reactor:
поток CB-I - с узла получения диметилдиоксана - содержит растворенные органические вещества в количестве свыше 110000 мг/л; химическая потребность стока в кислороде составляет 283000 мгО2/дм3;CB-I stream - from the dimethyldioxane production unit - contains dissolved organic substances in an amount of over 110,000 mg / l; the chemical oxygen demand of the effluent is 283000 mgO 2 / dm 3 ;
поток CB-II - с узла каталитического расщепления диметилдиоксана - содержит примерно 3000 мг/л растворенных органических веществ; ХПК стока равно 7400 мгO2/дм3;the CB-II stream — from the dimethyldioxane catalytic cleavage unit — contains about 3000 mg / L of dissolved organic matter; COD of runoff is 7400 mgO 2 / dm 3 ;
поток CB-III - с узла промывки изопрена. Количество растворенных органических веществ в этом потоке составляет около 400 мг/л, ХПК не превышает 1000 мгО2/дм. (Ковалева Н.Г., Ковалев В.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности. - М.: Химия, 1987, 160 с.)CB-III flow from isoprene flushing unit. The amount of dissolved organic substances in this stream is about 400 mg / l, COD does not exceed 1000 mgO 2 / dm. (Kovaleva N.G., Kovalev V.G. Biochemical wastewater treatment of chemical industry enterprises. - M .: Chemistry, 1987, 160 p.)
По достижению рабочей температуры реактора Т>ТкрН2O расход отхода увеличивается до расчетного, окислитель делится на два равных потока, первый поток подается во внутреннюю зону реактора, второй поток во внешнюю зону реактора.Upon reaching the operating temperature of the reactor T> TkrH 2 O, the waste flow rate increases to the calculated one, the oxidizing agent is divided into two equal flows, the first stream is fed into the inner zone of the reactor, and the second stream into the outer zone of the reactor.
Для достижения значения ХПК не более 500 мгO2/дм3 температура во внешней зоне реактора должна составлять не менее 850 К, давление 300 бар, соотношение отход : окислитель (воздух 21% О2) 1:7, соотношение расходов горячий рецикл : отход 1:1.To achieve a COD value of not more than 500 mgO 2 / dm 3, the temperature in the outer zone of the reactor should be at least 850 K, pressure 300 bar, waste: oxidizer ratio (air 21% O 2 ) 1: 7, hot recycling: waste ratio 1 :one.
Пример 4 отличается от примера 1, 2 и 3 тем, что в качестве отхода подается нефтемасляная эмульсия, образующаяся в отстойниках очистных сооружений нефтеперерабатывающих производств. Данная эмульсия содержит от 10 до 40% нефтепродуктов различного происхождения и растворенные соли металлов.Example 4 differs from example 1, 2 and 3 in that oil-oil emulsion formed in the sumps of treatment facilities of oil refineries is supplied as waste. This emulsion contains from 10 to 40% of petroleum products of various origin and dissolved metal salts.
По достижению рабочей температуры реактора Т>ТкрН2O расход отхода увеличивается до расчетного, окислитель делится на два потока, первый поток, составляющий 2/3 от общего количества, подается во внутреннюю зону реактора, второй поток, составляющий 1/3 от общего количества, во внешнюю зону реактора.Upon reaching the operating temperature of the reactor T> TkrN 2 O, the waste flow rate increases to the calculated one, the oxidizing agent is divided into two streams, the first stream, comprising 2/3 of the total amount, is fed into the inner zone of the reactor, the second stream, which is 1/3 of the total, into the outer zone of the reactor.
Для достижения значения ХПК не более 500 мгО2/дм3 температура во внешней зоне реактора должна составлять не менее 900 К, давление 300 бар, соотношение отход : окислитель не менее (воздух 21% O2) 1:8, соотношение расходов горячий рецикл : отход 5:1. В связи с непостоянством состава данного типа отхода соотношение отход : окислитель должно корректироваться по содержанию остаточного кислорода в обезвреженном отходе с учетом значения ХПК на выходе.To achieve a COD value of not more than 500 mgO 2 / dm 3, the temperature in the outer zone of the reactor should be at least 900 K, a pressure of 300 bar, a waste: oxidizer ratio of at least (air 21% O 2 ) 1: 8, an expense ratio: hot recycling: waste 5: 1. Due to the inconsistency of the composition of this type of waste, the ratio of waste: oxidizer should be adjusted for the residual oxygen content in the neutralized waste, taking into account the COD value at the outlet.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141657/04A RU2485400C1 (en) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Method of decontaminating hydrocarbon-containing wastes with simultaneous deposition of dissolved metal salts and apparatus for realising said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011141657/04A RU2485400C1 (en) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Method of decontaminating hydrocarbon-containing wastes with simultaneous deposition of dissolved metal salts and apparatus for realising said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2011141657A RU2011141657A (en) | 2013-04-20 |
| RU2485400C1 true RU2485400C1 (en) | 2013-06-20 |
Family
ID=48786405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011141657/04A RU2485400C1 (en) | 2011-10-13 | 2011-10-13 | Method of decontaminating hydrocarbon-containing wastes with simultaneous deposition of dissolved metal salts and apparatus for realising said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2485400C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2699118C2 (en) * | 2017-10-09 | 2019-09-03 | Антон Сергеевич Пашкин | Method for purification of concentrated organic waste water and device for implementation thereof |
| RU2703422C2 (en) * | 2015-04-13 | 2019-10-16 | Аркимеде С.Р.Л. | Apparatus for recycling wastes and corresponding method |
| RU2782099C1 (en) * | 2022-05-05 | 2022-10-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method for the neutralization of water waste containing hydrocarbons |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5170727A (en) * | 1991-03-29 | 1992-12-15 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Supercritical fluids as diluents in combustion of liquid fuels and waste materials |
| EP0898985A1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-03-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Waste processing method under supercritical conditions and apparatus therefor |
| WO2003000602A1 (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-03 | Chematur Engineering Ab | Process and plant for the recovery of phosphorous and coagulants from sludge |
| RU2309009C2 (en) * | 2005-08-30 | 2007-10-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Method of performing oxidation reactions of organic compounds |
| RU2009128193A (en) * | 2006-12-22 | 2011-01-27 | Сименс Уотер Текнолоджиз Корп. (Us) | DEVICES AND METHODS OF PROCESSING TECHNOLOGICAL FLOW |
-
2011
- 2011-10-13 RU RU2011141657/04A patent/RU2485400C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5170727A (en) * | 1991-03-29 | 1992-12-15 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Corporation | Supercritical fluids as diluents in combustion of liquid fuels and waste materials |
| EP0898985A1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-03-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Waste processing method under supercritical conditions and apparatus therefor |
| WO2003000602A1 (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-03 | Chematur Engineering Ab | Process and plant for the recovery of phosphorous and coagulants from sludge |
| RU2309009C2 (en) * | 2005-08-30 | 2007-10-27 | Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук | Method of performing oxidation reactions of organic compounds |
| RU2009128193A (en) * | 2006-12-22 | 2011-01-27 | Сименс Уотер Текнолоджиз Корп. (Us) | DEVICES AND METHODS OF PROCESSING TECHNOLOGICAL FLOW |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2703422C2 (en) * | 2015-04-13 | 2019-10-16 | Аркимеде С.Р.Л. | Apparatus for recycling wastes and corresponding method |
| RU2699118C2 (en) * | 2017-10-09 | 2019-09-03 | Антон Сергеевич Пашкин | Method for purification of concentrated organic waste water and device for implementation thereof |
| RU2783358C2 (en) * | 2020-09-02 | 2022-11-11 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Научно-Технический Центр "Экопромтех" | Method for neutralizing landfill filtrate and other liquid wastes with a high content of difficult-to-oxidize organic substances (in terms of cod) based on supercritical water oxidation and a device for its implementation |
| RU2782099C1 (en) * | 2022-05-05 | 2022-10-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВО "КНИТУ") | Method for the neutralization of water waste containing hydrocarbons |
| RU2845739C1 (en) * | 2024-07-12 | 2025-08-25 | Игорь Анатольевич Мнушкин | Method and device for decontaminating wastes from processing hydrocarbon gases |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2011141657A (en) | 2013-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10086346B2 (en) | Plant for waste disposal and associated method | |
| KR20220024012A (en) | Device suitable for destruction of PFAS through oxidation process and transport to contaminated places | |
| US9328008B2 (en) | Supercritical water oxidation treatment system for organic wastewater with high salinity | |
| KR20230048325A (en) | Salt separation and degradation of PFAS using reverse osmosis and salt separation | |
| AU4797993A (en) | Process for the oxidation of materials in water at supercritical temperatures utilizing reaction rate enhancers | |
| CN103922549B (en) | A kind of coal gasification waste water treatment and reuse method and device thereof | |
| JP2005537917A (en) | Treatment of spent caustic refinery effluent | |
| JP2018512276A5 (en) | ||
| WO2008008104A2 (en) | System, method and apparatus for treating liquids with wave energy from plasma | |
| WO2009000019A1 (en) | Selective removal of a target liquid constituent from a multi-component liquid | |
| RU2485400C1 (en) | Method of decontaminating hydrocarbon-containing wastes with simultaneous deposition of dissolved metal salts and apparatus for realising said method | |
| US11618691B1 (en) | Waste water treatment to reduce BOD/COD | |
| US20100258502A1 (en) | Advanced Oxidation Enhancements and High Temperature treatment of Contaminated Media | |
| CN203959992U (en) | A kind of coal gasification waste water treatment and reuse device | |
| US10934177B2 (en) | Process for purification of contaminated water | |
| KR101490304B1 (en) | The continuous treating apparatus of waste insulating oil with polychlorinated biphenyls and the continuous treating method thereof | |
| CN105502855B (en) | A kind of alkalescence demulsification and the method for the system combined processing TAIC productions waste water of hydrolysis catalytic oxidation | |
| JP4763789B2 (en) | Treatment method of waste generated from terephthalic acid process | |
| Akgün et al. | Supercritical water oxidation (SCWO) for wastewater treatment | |
| RU2783358C2 (en) | Method for neutralizing landfill filtrate and other liquid wastes with a high content of difficult-to-oxidize organic substances (in terms of cod) based on supercritical water oxidation and a device for its implementation | |
| WO2025046263A1 (en) | Treatment method of spent caustic by membrane system, acidic and oxidizing gases | |
| WO2024249385A1 (en) | Pretreatments to contaminated water prior to hydrothermal or supercritical water oxidation destruction of pfas | |
| Liu et al. | TREATMENT OF OILY WASTEWATER BY THE FENTON REAGENT AND WET HYDROGEN PEROXIDE OXIDATION. | |
| Buchi et al. | Advances in Water Treatment of Effluents fromMononitrobenzene (MNB) Production Facilities | |
| WO2010067198A1 (en) | Method for treating waste sodas and the product obtained in said method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151014 |