автореферат диссертации по строительству, 05.23.04, диссертация на тему:Разработка и моделирование гидроциклонных установок очистки нефтесодержащих сточных вод

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТЗЕНННЙ АРХИТЕйТУРНО-СТРОИТЕйЬНЫй УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СЕГОГИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ

РАЗРАБОТКА И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЩДРОЦИКДОННЫХ УСТАНОВОК ОЧИСТКИ Н0ИЕСОДЕЕЩИХ СТОЧНЫХ ВОД

05.23.04 - Водоснабжение,-канализация, строительные системы охраны водных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой.степени кандидата технических наук

Са икт-Петэрбург 1996

Работа выполнена в Казанской государственной архитектурное - строительной академии

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор, член-корреспондент Жияищно-коммунальной Академии Российской Федерации, член-корреспондент Международной Академии информатизации, заслуженный деятель науки и техники Республики Татарстан, заслуженный изобретатель Республики Татарстан А.Б.Адельшин

Официальные оппоненты:

Ведущая организация: Защита состоится " "

доктор технических наук, профессор, академик Жилищно-коммунальной Академии Российской Федерации А.Ы.Курганов

кандидат технических наук, доцент Н.А.Черников

АО "ТатНИИнефтеыаш" (г. Казань)

С/ЮИЯ 1996 г. в 13

зо

час на

заседании специализированного Совета К.063.31.03 в Санкт-Петер-бургскоы государственном архитектурно-строительном университете по адресу: г. Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., дом 4.

ЗЯЛ

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке университета.

Автореферат разослан МС/Я__1996 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, к.т.н., доцент

Г.П.Комина

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСВДа РАБОТЫ

В странах СНГ, в т.ч. в России, и за рубекои для интенсификации процесса добычи нефти широко применяется метод поддержания пластового давления (ПОД) с закачкой воды в продуктивные горизонты. Закономерным следствием применения этого метода является непрерывное увеличение объемов извлекаемых вместе с нефтью пластовых вод. На нефтяных промыслах в установках подготовки нефти пластовые воды отделяются от нефти и вместе с промышленными и ливневыми стоками образуют несртесодержащие сточные воды (НСВ). Наиболее рациональным способом утилизации НСВ с точки зрения охраны окружающей среды и по экономическим соображениям является использования очищенных НСВ в системах ПЦЦ.

Актуальной научной проблемой является разработка иисоко&ф-фективного блочного или высокоиндустриального технологического оборудования для очистки НСВ и его широкое промышленной внедрение.

Казанской государственной архитектурно-строительной академией разработана установка "блок гидроциклон-отстойник" (ЕГО), предназначенная для очистки НСВ от нефтепродуктов и механических примесей и состоящая из батареи напорных гидроциклонов и отстойника. НСВ под давлением поступает в.гидроциклоны, в которых под действием центробежных сил тяжелые частицы механических примзеей отбрасываются к станкам гидроциклонов и вместе с осветленной водой выносятся через их нижние сливные отверстия, а нефть, как более легкая фаза, концентрируется в осевой части гидроциклонов и с восходящим потоком жидкости выносится через их верхние сливные отверстия. Доочистка НСВ происходит в отстойнике.

Гидродинамическое воздействие на НСВ в гидроцЛйлоне способствует разрушению "бронирующих" оболочек на глобулах нефти, та жесткому контакту, эффективной коалескенции н снижению полкдке-пэрсности. Указанные обстоятельства изменяют "раднционное прзд-ставлениз о гидроциклоне как аппарате, з котором происходит только разделение эмульсии. Исследование работы гидроциклона как ап-

парата к для разделения,и для козлесценции частиц нефти в НСВ, аппарата для .интенсификации последующего отстаивания представляет научный и практический интерес и требует проведения теоретических и экспериментальных исследований процессов очистки НСВ в напорных гидроциклонах.и по технологической схеме "гидроциклон-отстойник".

Настоящая работа выполнена в соответствии с комплексной научно-технической программой Минвуза РСФСР "Человек и окружающая среда. Проблемы охраны природы"; постановлением ГКНТ № 313 от 31.07.81 г. по выполнению задания 05.17 целевой комплексной программы О.Ц.007 (разработка блочной автоматизированной установки для утилизации пластовых вод); планами по разработке и'внедретз) новой техдаки и технологии Миннефтепрома СССР и по внедрению блочных гидроциклонных установок на объектах ПО "Татнефть", а* также планами по внедрению новой техники Донецкого экскаваторного завода (г.Донецк,'Ростовскрй обл.).

Цель и задачи работы."Целью диссертационной рв"!оты является исследование работы напорного гидроциклона, как аппарата для разрушения НСВ и интенсификации процесса очистки отстаиванием; разработка и внедрение высокоэффективных установок очистки НСВ типа ЕГО.

Для достижения поставленной цели экспериментально, исследовано влияние гидроцикло шой обработки на дисперсность частиц нефти в НСВ; разработана и экспериментально. апробирована, математическая модель процесса коалесценции частиц нефти при обработке.НСВ в напорном гидроциклоне; исследована эффективность очистки НСВ в гид-роциклонэ и кинетика отстаивания обработанной в гидроцикжоне НСВ; разработаны новые конструкция установок т'ша ЕГО; испытаны и внедрены промышленные образцы ЕГО; дана оценка экономической эффективности их промышленного применения.

Научная новизна. Разработана функционально-зонная модель напорного гидроциклона; численным моделированием течения жидкости в гидроциклона определены границы и размеры функциональных зон; ис-

следованн происходящие в этих зонах процессы. Установлено, что при обработке НСВ в напорном гидроциклоне происходит укрупнение частиц нефти в 2-3 раза, снижается их полидисперсность, что позволяет уменьшить время последующего отстаивания. Разработана и экспериментально апробирована математическая модель процесса коалесценции частиц нефти в гидроциклоне. Полученные уравнения позволяют расчетом определить средний диаметр частиц нефти в НСВ после обработки их в гидроциклоне. Разработана математическая модель,адекватно описывающая процесс очистки НСВ в гидроциклоне, исследована кинетика отстаивания обработанной в гидроциклоне НСВ. Установлено, что путем предварительной обработки НСВ в напорном гидроциклоне можно уменьшить время последующего отстаивания и увеличить глубину очистки.

Практическая ценность и реализация результатов исследований. Разработаны новые конструкции гидроциклонных установок для очистки НСВ (а.с. № 1062769 и 1228913). Промышленные испытания гидроциклонных установок и станций в нефтегазодобывающих управлениях (НГДУ) "Оулеевнефть" и "Елховнефть" ПО "Татнефть", а также на Донецком экскаваторном заводе показали высокую эффективность применения установок ЕГО.для очистки сточных вод от нефтепродуктов и взвешенных веществ. В НГДУ "Бавлынефть" реализован проект блочной гидроциклонной станции БГС-ЮООО.

Экономическая эффективность от внедрения гидроциклонных установок составила 300 тыс.руб (в ценах 1984 г.).

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на ХХХ1У-ХЫУ научных конференциях КИСИ. в 158И -- 1992 г.г.; на научно-технической конференции ПО "Татнефть" и Татарского республиканского совета В00П "Проблемы эффективности охраны окружающей среды на нефтепромыслах Татарии" (г.Альметьевск, 1988 г.); на 48-ой научной конференции ЛИСИ (1991.г.); на технических совещаниях в ПО "Татнефть", НГДУ "Сулеевнефть", "Елховнефть", Донецком экскаваторном заводе.

Все доклады получили положительную оценку. По теме диссер-

тацин опубликовано 29 работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения. Разработанные гидроциклонные установки награждены дипломами Всероссийских выставок (г.Казань, 1984 г., г.Устинов, 1985 г.), Всероссийского общества охраны природы, а разработки "Елочная гидроциклонная станция БГС-10000м и "Блочная гидроциклонная установка БГО-ЗОО" - двумя серебряными -и одной бронзовой медалями ВДНХ СССР.

Объем диссертации: Диссертация состоит из введения, четырех глав, перечня использованной литературы, включающего 133 наименования и приложений; содержит 180 страниц, в том числе 129 страниц текста, 14 таблиц, 48 рисунков, приложения на 15 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены условия образования V свойства НСВ; требования к качеству воды, закачиваемой в продуктивные горизонт; оборудование, применяемое дня очистки НСВ; отечественную и зарубежный опыт применения гидроциклонов и гидроциклонных установок для очистки НСВ; дана сравнительная оценка, различных методов .очистки НСВ. .

Нефтепромысловые сточные воды образуются на объектах добычи и подготовки нефти и представляют смесь пластовых вод (80-95$), промьпдленшх стоков (12-15%) и ливневых вод С1-3%). Определяющими физико-химические свойства НСВ являются пластовые сточные вода. Минерализация НСВ составляет от 15 до 250 г/д; плотность -3,07..Л,2 г/см3; pH = 4...8; вязкость - 0,7хЮ"3...2хЮ"3 Па-с; поверхностное натяжение на границе раздела фаз "нефть-вода" О,01...О,014 Н/м. Концентрация нефти в НСВ может достигать нескольких десятков граммов на литр. Для закачки в пласт в условиях нефтепромыслов Республики Татарстан необходимо снизить содержание нефти б НСВ до 60 мг/л, а механических примесей - до 50 мг/л. Очистку НСВ осложняет наличие на глобулах нефти "бронирующих"' оболочек из компонентов нефти и мехпримесей; образование агрегатов из частиц нефти и мехпримесей, имеющих плотность,Слизкую к

плотности веда; значительное содержание в НСВ частиц размером менее 10 мкм.

Проведена сравнительная оценка эффективности различных методов очистки НСВ: гравитационного отстаивания, флотации, фильтрации, тонкослойного отстаивания, отстаивания с яидкостной фильтрацией, отстаивания с предварительной коалесценцией, предварительной обработкой в гидродинамических трубопроводах -каплеобразова-телях и напорных гидроцинлонах. Установлено, что преимущество имеют комбинированные метода, а наибольшее количество интенсифицирующих очистку НСВ факторов имеет отстаивание с предварительной обработкой КСВ в напорных гидроциклонах.

Приведены результата исследований процессов очистки НСЗ зарубежных и отечественных исследователей з гидроциклонах; даны конструкции гидроциклонов и гидроциклонных установок, рассмотрена их достоинства и недостатки.-Показано, ч£о напорные гидроциклоны находят все большее применение в процессах очистки сточных вод от нефтепродуктов и механических примесей. Дано обоснование необходимости проведения теоретических и экспериментальных исследований по очистке НСВ в гидроциклонах и по схеме "гидроциклсн--отстойник", # . .

Во второй главе разработана функционально-зонная модзль напорного гидроцатслена; определены границы и размеры функциональных зон внутри гидрациклона; исследованы происходящие в'этих зонах процессы; проведены экспериментальные исследования по влиянию гидроциклонной обработки на дисперсность частиц нефти; разработана и экспериментально апробирована математическая модель процесса коалесценции частиц 'нефти при обработке НСВ в поле центробежных, сил гидроциклона.'

Согласно разработанной функционально-зонной модели гаДроцик-лоиа, его внутренняя полость делится на три зоны, отличающиеся выполняемыми функциями и структурным состоянием эмульсии: I - промежуточную зону, в которой производится ввод исходной эмульсии, распределение и перенос примесей в зоны выделения и концентрации;.

2 - пристенную зону, в которой происходит разрушение "бронирующих" оболочек на глобулах нефти, сепарация частиц примесей; 3 -центральную зону или зону концентрирования частиц примесей.

Границы, размеры и объемы функциональных зон определены численным моделированием течения нидкости в гидроциклоне. При этом дифференциальные уравнения течения жидкости, составленные для 660 узлов гидродинамической сетки гидроциклона, апроксимиро-вались центральными разностями и полученная система линейных уравнений решалась на ЭШ. В результате расчетов для каждого узла гидродинамической сетки получены значения тангенциальной, аксиальной и радиальной составляющих скорости. По эпюрам распределения скорости внутри гидроциклона определены границы и объемы функциональных сон.

Процессы, происходящие в функциональных зонах гидроциклона, исследованы путем численной оценки сил, действующих на нефтяную частицу внутри гидроциклона: I) способствующих переносу частиц внутри гидроциклона; 2) сопротивления переносу частиц; 3) способствующих разрушению частиц; 4) противодействующих разрушению. Учитывая, что процесс разрушения эмульсий "нефть в воде" СН/В) сводится к деформации, разрушению бронирующих оболочек на глобулах нефти, созданию условий для коалесценции частиц с разрушенной "броней" и разделению эмульсии особый интерес представляет соотношение ейл,разрушающих частицы и противодействующих разрушению .

Анализ эпюр распределения суммарной разрушающей силы ^^са^^ внутри гидроциклона показал, что внутренняя полость гидроциклона разделена на три зоны. В пристенной зоне имеют место максимальные зкачения^а^ более чем в 1000 раз превышающие прочность бронирующих оболочек: в ней происходит деформация, дробление, разрушение нефтяных частиц. В промежуточной зоне I величина^розр недостаточна для разрушения "брони": в ней происходит перенос и коалесценция нефтяных частиц с разрушенной "броней"; в центральной зоне происходит коалесценция, концентрирование нефтяных час-

тиц и вынос их через верхний слив гидроциклона, Таким образом установлено, что внутри гидроциклона имеют место процессы дробления и коалесценции частиц нефти.

Практический интерес представляет собой исменание дисперсности частиц нефти в потоках НСВ из верхнего и нижнего сливов гидроциклона по сравнению с исходной НСВ. Проведены исследования влияния гидроциклонной обработки на дисперсность частиц нефти в НСВ. Количественно эффект коалесценции оценивался по изменению удельной поверхности системы. Установлено, что после обработки в гидроцикдоне происходит укрупнение капель нефти. Если средний диаметр частиц в исходной НСВ составил 20 мкм, тс э нижнем сливе - 38 мкм, а б верхнем - 50 мкм, что соответствует увеличению скорости их всплывания, соответственно в 3,5 и 6 раз и позволяет уменьшить время последующего отстаивания.

Экспериментально определена кинетическая и агрегативная устойчивость НСВ различных объектов подготовки нефти ПО "Татнефть" и эцудьсии, используемой в лабораторных условиях. Установлено, что исследуемая эмульсия имеет практически такую же кинетическую и агрегативную устойчивость, что и НСВ ПО "Татнефть", т.з. результаты, полученные в лабораторных условиях, можно с достаточной степенью достоверности перенести в реальные условия нефтяных празделов при разработке промышленных образцов- установок типа ЕГО.

Для прогнозирования дисперсности частиц нефти в НСВ после обработки в гидроциклоне при расчете установок ЕГО разработана математическая модель процесса коалесценции частиц нефти в высокотурбулентном потоке НСВ внутри напорного гидроциклона.

Учитывая, что функция распределения капель дисперсной фазы эмульсии по крупности на выходе из технологического аппарата связана с функцией распределения времени пребывания жидкости в аппарате, получены выражения последней функции для нижнего и верхнего сливов гидроциклона:

(I)

функция распределения капель нефти по крупности в потоке НСВ из нижнего и верхнего сливов гидроциклона имеет вид:

'Г-Л— -7Г- ' 7*- ^ ' I/ 1/ 1/ -

- объемы функциональных зон в гвдроциклоне; ч^ и ¿{у - расходы жидкости: общий" через гидроциклон и через нижний слив гидроциклона; - диаметр капли нефти после коалесценции; С^ - концентрация нефти в НСВ; р - плотность нефти; & - коэффициент эффек-

" • п

тивности столкновения капель нзфти; коэффициент турбулент-

ной диффузии.

Выражения (3) и (4) позволяют рассчитать средние диаметры частиц нефти в потоке НСВ из нижнего и верхнего сливов гидроциклона:

На рис. I приведены экспериментальные кривые отклика на импульсное возмущение для гидроциклона диаметром 75 мм, применяемом в конструкции промышленных установок типа БГО, и теоретические, построенные по выражениям (I) и (2). .

Произведенные на ЭШ расчеты показали, что выражения (I) и (2) адекватно описывают структуру потоков в напорной гидпоциклонз. Расчеты на ЭВМ адекватности выражений (З).-.(б) и данные экспериментов по определению влияния гидроциклонной обработки на дисперсность частиц нефти в НСВ показали их удовлетворительную сходимость.

Экспериментами определен коэффициент полидиспэрсности внутренней фазы эмульсии При обработке эмульсии в пдао циклона коэффициент полидисперсности уменьшаете.» в 1,5-2 раза для нижнего слива и в 2,5-3 раза для верхнего слива, что свидетельствует об увеличении степени конодисперсности внутренней фазы эыульсии и. способствует более интенсивной коалесценции частиц и разделению эмульсии (НСВ).

В третьей главе приведены результаты 9?сперимвнтальншс исследований процессов очистки НСВ в напорных гидроциклонгос и по схеме "гидроциклон-отстойник".

Для расчета и проектирования промышленных установок блок гидроциклон-отстойник необходимо иметь информацию, не только о дисперсности частиц нефти после обработки НСВ в гидроцикжоиэ, но и об эффективности очистки (разделения) при различных физико-хкки-ческих характеристиках НСВ и технологических параметрах рабств гвд-роциклона. Поставленная задача была реализована с приненэнием катода математического планирования эксперимента.

За параметр оптимизации был принят эффект очистки НСВ в гид-рсциклоне, а в качестве варьируемых факторов следующие: давяекнз яа входе п гидроцнклон, концентрация нефтепродуктов в НСВ и температура НСВ. Бм реализован полный трзхфакторный эксперимент.

Опыты проведены на гидроциклено диметром 75 им. Получено уравнение регрессии,адекватно описывавшее процесс очистки КСВ а поле центробежных сил напорного ги.ироциклона.

время лреБышиа, с

Ь»с.1. Теоретические (1) и экспериментальные (2) кривые отклика при давлении на входе в гидроциклон 0,2 Ша:

а) нижний слив ; б) верхний слив.

В промысловых условиях ПО "Татнефть" проведены исследования кинетики отстаивания обработанной в гидроциклонэ НСВ на экспериментальной установке, состоящей из гидроциклона и моделей отстойников. Установлено, что время отстаивания НСЗ для получения требуемой концентрации нефтепродуктов составляет: для нижнего слива- 36 мин, для верхнего слива - 31 мин, для необработанной НСВ -- 127 мин. Таким образом, предварительная обработка НСВ в гидроциклоне позволяет почти в 3 ряза уменьшить время последующего отстаивания; увеличивается также глубина очистки.

Четвертая главз посвящена разработке новых конструкций гидроциклонных установок, внедрении результатов исследований в производство и технико-экономическому анализу.

Для широкого промышленного внедрения гидрециклонных установок разработана технология изготовления напорных гидроциклонов яэ полиэтилена низкого давления, полипропилена и поливинил хлорида. Отдельные части гидроциклона изготавливаются при помощи пресс-форм, а затеи соединяются между собой св».ркой и фланцевыми соединениями. Совместно с заводом "Полиьиз" (г.Казань) разработаны пресс-формы для работы на терыопластоавтоматах Д3136-1000 и » KI/4JY800/250".

По заданию НЭДУ "Сулеевнефть" ПО "Татнефть" разпао'отан блох гидроциклон-отстойник БГ0-5000 (рис.2), состоящий из двух батарей гидроциклонов I и отстойника. Верхний слив гидроциклонов через распределительное устройство 3 поступает на кратковременное отстаивание в отсек верхнего слива I, а нижний слив - через распределитель 4 - в отсек нижнего слива П. Очищенная вода из обоих отсеков отводится при помощи водосборных устройств 5 и ój а всплыя-вая нефть - через нефте^борники 7. Очищенная Bo,t¿ ¡ик» .шдается' на кустовую насосную станцию системы ПЦД, а нефть - отводится в буферную емкость и перекачивается на установку подготовки нефти. При производительности 5000 и3/сут установка позволяет снизить содоржонио нефтепродуктов я НСВ с 3000 до 60 мг/л, а взвешенных веществ с 200 до 50 иг/л. Елок БГО-5000 успевно просол прошпаон-

нае испытания на Сулеевской тзрмохимической установке, которые подтвердили его высокую эффективность по очистке НСВ.

Годовой экономический эффект от внедрения блока гидроциклон-отстойник а НГДУ "Сулеевнефть" состава 38,2 тыс.руб (в ценах 1984 г.).

По заданию НГДУ "Едховнефть" ПО -"Татнефть" разработана блочная гидроциклонная станция БГС-3000 производительностью 3000 м3/сут. Станция состоит из блока гидроциклон-отстойник БГ0-3000, имеющего аналогичную конструкции и оборудованного одной батареей гидроциклонов, емкостей для приема очищенной воды и уловленной нефти, блока дозирования ингибитора коррозии и насосного оборудования. БГС-3000 реализована в Кичуйском цехе комплексной подготовки и перекачки нефти НГДУ "Едхогкефть".

Экономический аффект от внедрения блочной гидроциклонной станции БГС-3000 составил 211,17 тыс.руб в год (в ценах 1984 г.).

На Донецком экскаваторном заводе внедрена блочная гидроциклонная установка БГ0-300 производительностью 303 ы3/сут для очистки дренажных вод из резервуаров-хранилищ топливного мазута. Установка состоит из двух гидроциклоков и двух отдельных отстойников нижнего и ворхнего сливов гидроциклонов с коалесцирующими блоками. Испытания установки показали, что она позволяет снизить содержание нефтепродуктов в сточной воде с 1000 до 20 мг/л.

Экономический эффект от внедрения установки БГ0-300 составил 51,15 тыс.руб в год (в ценах 3984 г.).

Для повышения эффективности работы блочных гидроциклонных установок разработаны их новые конструктивные решения (а.с.Ю 1082769 и а.с.Р I22B9I3), реализованные в конструкции блока гидроциклон«» • -отстойник ЕГО-5000, разработанного для очистки сточных вод НГДУ "Баалынефть" ПО "Татнефть" (рдс.З). ЕГО-5000 состоит из двух батарей гидроцкклонов I и OTcvoRimr-s 2, разделенного перагородазки 3 на функциональные отсеки. В отсеке предварительного отстензанял 4, где сшнтнрована распределители ничного б к верхнего 7 сйквое, происходит всклываике наиболее крупных частиц нефти к осаждение

\А *

.дренлшя {¡ода } с ДОС

"^oiшценш Иода

Р/С.2. Блок гидроциклсн-отстойник ЕГ0-5000 (НГдУ "Сулесянефть")

sato ш

Рис.3. Едок гидроциклон-отстойн;тк БГ0-5000 (НГДУ "Бавлчнефть")

большей части механических примесей, удаляемых по трубопроводу 13. Далее, предварительно обработанная НСВ проходит между двух перегородок 3 и поступает в отсек окончательного отстаивания 5. Всплывшая нефть из отсеков 4 и 5 отводится через нефтесборники 9, а очищенная вода собирается перфорированной трубой 8 и по трубопроводу 12 отводится в систему ПЦД. По а.с. » 1228913 между перегородками 3 может быть установлена коалесцируюаая насадка, что предусмотрено конструкцией отстойника. .

На УПС-436 НГДУ "Бавлынефть" реализован проект блочной гидроциклонной станции ВГС-10000, состоящий из двух блоков гидроциклон-отстойник БГО-5000.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОЫЩЦАЩИ

1. Установлено, что перспективным направлением в области очистки НСВ является применение для этой цели установок типа блок гидроциклон-отстойник. В гидроциклоне осуществляется предваритель* нал обработка и интенсификация процесса очистки НСВ, а в отстойнике - окончательная очистка от нефтепродуктов и механических примесей.

2. Разработана функционально-зонная модель напорного гидроциклона, согласно которой его внутренняя полость делится на три функциональные зоны: пристенную, промежуточную и центральную. Определены границы и размеры функциональных зон; исследованы происходящие в них процессы. Установлено, что в пристенной зоне происходит преимущественно разрушение "бронирующих" оболочек, дробле-. ние нефтяных частиц; в промежуточной - их перенос и коалосценция; в центральной - коалесценция, концентрирование и вынос из гидроциклона. .

3. Экспериментами, проведенными в промысловых и лабораторных условиях, установлено, что при обработке НСВ в гидроциклонс происходит укрупнение нефтяных частиц, увеличение степени коно-дисперсности внутренней фазы эмульсии, что б значительной мере интенсифицирует процесс последующего отстань-.чия.

4. Разработана и экспериментально апробирована математическая модель процесса коалесценции частиц нефти при обработке НСВ в гидроциклоне. Средний диаметр нефтяных частиц в потоках НСВ из верхнего и нижнего сливов гидроциклона рекомендуется определять по выражениям (3)...(6).

5. Для определения эффективности очистки НСВ в гидроциклоне проведены экспериментальные исследования с применением метода математического планирования эксперимента. Получено уравнение регрессии, адекватно описывающее данный процесс.

6. Экспериментально определено и рекомендовано необходимое время отстаивания НСВ: необработанной - 127 мин.; для верхнего слива гидроциклона - 31 ыин.; для нижнего слива гидроциклона - 36 мин.

7. По результатам теоретических и экспериментальных исследований разработаны и рекомендованы для применения новые конструкции установок типа его, защищенные авторскими свидетельствами на изобретения № 1082769 и № 1228913, конструктивные решения которых реализованы в промышленных установках БГС-ЮООО (НГДУ "Еавльгнефть") и БГО-ЗОО (Донецкий экскаваторный завод). Разработана и рекомендована для широкого промышленного внедрения технология изготовления напорных гидроциклонов из полимерных материалов.

8. Разсаботаны и успешно выдертали длительные промышленные испытания на нефтяных промыслах ПО "Татнефть" блочные гидроциклонные установки БГО-5000 (НЭДУ "Сулеевнефть"), БГС-3000 (НГДУ

"Елховнефть") и БГО-ЗОО на Донецком экскаваторном заводе. К применении в составе установок типа ЕГО, работающих в запорном режиме, рекомендован напорный двухпродукто вый гидроциклон диаметром 75 мм, углом конусности - 5°, диаметром патрубка верхнего слива -20 мм, диаметром патрубка нижнего слива - 18 мм. В НГДУ "Бавлы-нефть" реализован проект блочной гидроциклонной станции БГС-ЮООО.

9. По результатам промышленных испытаний рекомендовано располагать распределительные системы верхнего и.нижнего сливов ниже слоя всплывшей в отстойнике нефти.

10. ГодоБбй экономический эффект от внедрения установок типа БГО составил 300 тыс.руб. (в ценах 1984 г.).

11. Елочные гидроциклонные установки высокопроизводительны, компактны; полностью автоматизированы; имеют высоку» степень индустриализации изготовления и монтажа и могут быть рекомендованы к широкому промышленному применению на предприятиях, сточные воды которых трзбуют очистки от нефтепродуктов и взвешенных веществ.

12. Разработки по дисперсному анализу НСВ, методам расчета и автоматизации блочных гидроциклонных установок внедрены в учебном процессе.

Перечень опубликованных работ по теме диссертации

1. Адельшин A.B., Ыутин Ф.И., Селюгин A.C., Урмитова Н.С. Блочная'гидроциклонная установка для очистки нефтепромысловых сточных вод. - Машины и нефтяное оборудование.- 1982.- )? 8. -с. 2-3.

2. Гарипов A.M., Сайфутдинов И.С., Селюгкн A.C. Экспериментальная гидроциклонная установка для исследования влияния гидродинамического фактора на внутреннюю фазу нефтяной эмульсии. В кн.: ХХХ1У научная конференция КазИСИ. - Казань, 1982.- с.141.

3. Ортпогин А.С,, Имайкин Ю.А., Нигаметзкнов Р.Х. Результаты исследования влияния гидродинамического фактора на внутрзнюю фазу нефтяных эмульсий. В кн.: ХХХ1У научная конференция КазИСИ.-Казань, 1S82.- с.141.

4. Адельшин A.B., Селюгин A.C., Имайкин Ю.А. Стенд для исследования процессов очистки нефтепромысловых сточных вод с применением гидроциклонов.- Нефтепромысловое дело и транспорт нефти., - 1984. - № 8. - с.52-54.

5. Адельшин A.B., Селзгин A.C. и др. Результаты промышленных испытаний блочных гидроциклонных станций для очистки нефтепрошс-лпгтгл сточных вод. В кн.: ХХХУ1 научная конференция КазИСИ.- Казань, 1984. - с.89-90.

6. А.с .'г" 1032769 (СССР). Устройство для очистки сточных вод./ Авт.изобр. А.Б.Адельшин, Ф.И.Мутин,.А.С.Селюгин, А.В.Буса-рев.*- Опубл. в Б.И., 1984, № 12.

7. Аделынин А.Б., Абдюшев А.Я., Селюгин A.C. и др. Комплексные исследования очистки нефтесодеряащих сточных вод и реализация их результатов в производстве. В кн.: ХХХУП научная конференция

КазИСИ. - Казань, 1985. - с. 132-133. • *

8. Адельшин А.Б., Барлев A.A., Селюгин A.C. Автоматизация блочной гидроциклонной станции очистки нефтепромысловых сточных вод.- Экспресс-информация. Сер.ХМ-3.- 1985 - X* 4. - с. 20-31.

9. Адеяьпин А.Б., Селюгин A.C., Бусарев A.B., Габидуллин P.A. Результаты промышленных испытаний блочной автоматизированной станции очистки нефтепромысловых сточных вод. --Нефтепроглысловое дело и транспорт нефти. - 1985. - № 12. - с.36-38.

10. Адельшин А.Б., Барлев A.A., Селюгин A.C. Методические указания по выполнению курсовых и дипломных проектов (работ) с реальными и научно-исследовательскими элементами для преподавателей и студентов спец.1209. Общие положения. Автоматизация процессов. - Казань: КазИСИ, IS85. - 35 с.

11. Селюгин A.C. Сравнительная оценка различных методов, применяемых для очистки сточных вод от нефтепродуктов. В кн.: ХХХУШ научная конференция КазИСИ. - Казань, 1986. - с. 47.

12.*Адельшин А.Б., Сафиуллин Р.К., Селюгин A.C. Соколова М.Д. Численные расчеты на ЭВМ поля скоростей в напорных гидроциклонах. /Извлечение из сточных еод и использование ценных веществ в системах водоотведения: Меявуз.темйт.сб. тр.- Д.:ЛИСИ, 1986.-с.34-39.

13. Адельшин A.B., Селюгин A.C., Соколова М.Д., Бусарэв A.B. Исследование влияния гидроциклонной обработки на состояние дисперсной фазы нефтеводяной эмульсии/ Исследование гидродинамики сооружений для очистки природных и сточных вод: Ые-квуз.сб.-Казань: КШ, 1966.- с.23-27.

14. A.c. ?? 1228913 (СССР). Гс-ту^сти* .^чмых вод./ Авт.изобр. А.Б.Аделыпин, Ф.И.Мутгн, А.С.Селюгин, А.В.Бусарев, Н.С.Урмитова» - Опубл. в Б.И., 1986, № 17.

15. Селюгин A.C., Ыутин S.W., Урмитова Н.С. Методы и сооружения, найравления исследований и разработки оборудования для очистки нефтепромысловых сточных вод. В кн.: XXXIX научная конференция КазИСИ. - Казань, 1987. - с. 44-45.

16. Адельшин A.B., Селюгин A.C. и др. Особенности разрушения нефтеводяных эмульсий в гидроциклонах и оценка сил, действующих на частицы дисперсной фазы. В кн.: XXXIX научная конференция КазИСИ.- - Казань, 1987.- с.43-44.

17. Адельшин A.B., Селюгин A.C., Соколова. Ы.Д., Бусарев A.B. Методические указания по определению дисперсного состава эмульгированной нефти в сточных водах и обработке результатов анализа

с применением ЭВМ. - Казань: КазИСИ, 1987. - 31 с.

18. Селюгин A.C., Адельшин A.B. Теоретические и экспериментальные исследования процессов очистки нефтесодеркащих сточных вод в гидроциклонах.и гидроциклонных установках. В кн.: XL Республиканская научная конференция. - Казань: КазИСИ, 1988.- с.136-137.

19. Адельшин А..Б., Селюгин A.C. и др. Блочные гидроциклонные установки для разрушения нефтяных эмульсий /Проблемы эффективности охраны окружающей среды на нефтепромыслах Тнтарии: Тез. докл. научн.-техн.конф.- Альметьевск: Татнефть, 1988.- с.107-111.

20. Адельшин А.Б., Селюгин A.C., Бусарев A.B., Урмитова Н.С. Блочная гидроциклонная установка БГ0-300 для очистки нефтесодер-жащих сточных вод/ Информ.листок № 121-88. - Казань: Татарский ЦНТИ, 1988. - 4 с.

21. Адельшин А.Б., Селюгин A.C., Бусарев A.B., Урмитова Н.С. Блочные гидроциклонные установки для очистки нефтесодеркащих сточных вод/ Исследования по интенсификации и совершенствованию работы сооружений водоснабжения и канализации: Цеквуз.сб.- Казань, КХТИ, 1988. - с.11-19.

22. Адельшин А.Б., Селюгин A.C., Потехин H.H. К вопросу исследования структуры потоков в напорном гидроцшшже. - В кн.:

XL I Республиканская научная конференция. - Казань: КазИСИ, 1989.-е Л02.

23. Ааельшин А.Б., Цусарев'A.B., Севэпш A.C., Урмитова Н.С.