Николай Леонидович Егин -
изобретатель и рационализатор

Главная страница

Правовые аспекты
Новые изобретения

Вы можете ознакомиться с изобретениями Николая Егина
Данный сайт остается как память об изобретателе

Важная информация об авторских свидетельствах

Добыча металлов из нефти

О том, что из нефти производят многие виды топлив, смазочных масел, парафина, мазута, гудрона и различных химических веществ, знакомо всем. Но то что нефть может быть сырьем для получения ценных металлов, звучит непривычно. Наиболее высокое содержание металлов в так называемых тяжелых нефтях плотностью 980 - 1000 кг/м³ и сверхтяжелых плотностью более 1000 кг/м³. Запасы такой нефти весьма велики как в целом ряде стран СНГ и дальнего зарубежья, так и во многих регионах России. Поскольку месторождений легкой нефти становится все меньше, то некоторые компании начали добывать тяжелую нефть и даже природный битум. В каждой тонне тяжелой нефти, например, месторождения Атабаски (Канада) содержится 250 г ванадия, 100 г никеля, в нефти месторождения Бокан (Венесуэла) – соответственно 1200 и 150 граммов. В нефти многих российских месторождений много ванадия, никеля, серебра. Самотлорская нефть содержит кроме ванадия и никеля еще и золото, хром, марганец, железо и др. Всего в нефти различных месторождений обнаружено более пятидесяти ценных металлов. Экономически выгодным считается разработка рудных месторождений, когда в породе содержится не менее 0,1 % металла. Некоторые металлы в нефти, например, ванадий близки к этой величине, но в отличии от горных пород не требуют вскрытия залежей, взрывных работ, вывоз руды из карьеров, дробление, обогащение руды и других затратных процессов. Поэтому уже сегодня становится экономически выгодным искать технологии получения металлов из нефти при их содержании менее 0,1 % общей массы. В лабораториях различных исследовательских центров проводили опыты по выделению металлов из нефти методами: каталитической сорбции, резистрации кислотами и щелочами, гидрокрекинга и гидроочистки с легкими растворителями, ультразвуком, озонированием, штаммами бактерий и даже радиационным облучением. К сожалению, недорогих и эффективных технологий не было найдено до настоящего времени. Более глубокий анализ нефти на новых месторождениях показал содержание, кроме вышеназванных металлов, рения, скания, бериллия, серебра, галлия, германия, ртути, палладия и т.д., всего около 50 видов.

Все это очень напоминало изучение металлов в углях и шлаках, и разработку технологии их добычи в промышленных масштабах, (см. журн. «ИР» № 5 2004 г. «Золотые хвосты», «ИР» № 5 2011 г. «За драгметаллами с живой водой»). Но технология электролиза водных растворов, содержащих металлы, не годилась для вязких и тяжелых нефтей и природных битумов, поэтому пришлось делать комбинированный вариант:

На первом этапе надо было сделать нефть или битум менее вязким и активировать, т.е. сделать сделать более заметными в ней металлорганические включения. Для этих целей отлично подошли активаторы Хинта (см. журн. «ИР» № 9 2010 г. «Возрождение дезинтегратора Хинта») или современная технология РИА (роторно – импульсная активация) сухих и жидких сред, а также систем типа «жидкость – твердое тело», которая создает широкий спектр воздействий:

•  механические воздействия на частицы гетерогенной среды, заключающаяся в ударных, срезающих и нагревающих процессах;
• гидродинамические воздействия, заключающиеся в сдвиговых напряжениях частиц жидкости, развитой турбулентности, пульсациях давления и скорости потока жидкости;
• гидроакустические воздействия, заключающиеся в интенсивной кавитации, ударных волнах и нелинейных акустических эффектах.

Все это позволило снизить вязкость тяжелой нефти более, чем на 30 % и на молекулярном микро уровне разделить нефть и металлы.

На втором этапе надо было разделить нефть и металлы на значительном макроуровне и удержать их от обратной коагуляции (слипания) после прекращения воздействий. Для этих целей отлично подходила резистрация (разделение) металлов и нефти кислотами и щелочами, но в промышленных масштабах это невозможно из – за высокой стоимости и экологического вреда природе. Тут снова пригодился накопленный нами опыт при работе с живой (щелочной) и мертвой (кислой) водой. На электроактиваторах типа «ЭЛАВ-10» вода получалась с рН значительно выше или ниже 7 единиц и отлично заменила щелочь и кислоту. Поэтому в роторно – импульсный активатор (РИА), см. рис 1, сделали дозированный ввод воды с рН в зависимости от щелочной или кислотной группы выделяемых металлов.

Фото 1. Промышленный образец устройства «ЭКСПРОМТ-1» в сборе.

Теперь разделение нефти и металлов на микроуровне дополнились «расклиниванием» молекулярных связей на макроуровне и обволакиванием металлорганики активированной водой. Поскольку последняя имела гидрофильные (смачиваемые) свойства к металлокомпонентам и гидрофобные (несмачиваемые) свойства к нефти и битуму, то разделение воды с металлом в виде мелких пузырьков и нефти устойчиво сохранялись без обратной коагуляции (слипания).

Третий этап: объединить водяные пузырьки с металлом в крупные линзы и отделить их от нефти. Для этого у нас было готовое и проверенное техническое решение (см. журн. «ИР» № 4 2009 г. «Взболтать, но не смешивать?»). Установка «ВП-2Ф» за счет объемных колебаний в гибком нефтепроводе объединяет мелкие капли воды в крупные линзы, а затем удаляют их в отдельную от нефти емкость. Эксперименты показали, что названные процессы надежно происходят с каплями и линзами воды, имеющими внутри себя металлорганические включения. Таким образом, после трех проведенных этапов обработки тяжелой нефти получаем чистую нефть для НПЗ (нефтеперерабатывающих заводов) и воду с металлами, которую фильтруем и отстаиваем.

По разработанной технологии можно выделять из нефти и битумов практически все ценные редкоземельные и цветные металлы не зависимо от их концентрации! Поскольку многие металлы выделяются в виде солей и сложных металлорганических соединений в воде, то целесообразно провести их восстановление до чистых металлов в электролизерах типа «РИФ-12» (см. журн. «ИР» № 5 2004 г. «Золотые хвосты»). Поэтому вся технологическая цепочка для добычи металлов из нефти состоит из следующих устройств: РИА (роторно – импульсный активатор) 1 с электроприводом 2 и редуктором 3, ЭЛАВ-100» (электроактиватор воды) 4 с трубопроводами 5, «ВП-2Ф» (вибрационный пост) 6 с фильтрами и емкостями для воды 7, подключенными к электролизеру 8, насосов 9 для нефти и воды с электродвигателями 10. Экспериментальный стенд получения редких очищенных металлов «ЭКСПРОМТ-1», включает в себя все вышеперечисленные устройства, которые были ранее изготовлены и проверены по отдельности, что сообщалось в указанных номерах журнала «ИР». Поэтому изготовление и эксплуатация «ЭКСПРОМТ-1» не вызывает затруднений даже для малых предприятий. Особо выгодно освоение предложенной технологии и устройства для НПЗ всех категорий, а также для добывающих, транспортирующих нефть предприятий и нефтехимических фирм, занимающихся глубокой переработкой нефти.

---

Все представленные на сайте изобретения имеют авторские свидетельства на изобретение, чертежи и конструкторскую документацию. Автор – Николай Егин.

Важная информация об авторских свидетельствах