CN103420548A - 一种含油污泥的复合萃取溶剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种性能优良的含油污泥复合萃取溶剂，以萃取溶剂的总体积为100％计，由A+B组成：主剂A，沸程为80～130℃的馏分油，占50％～90％(v/v)；副剂B，沸程为160～210℃的馏分油，占10～50％(v/v)的馏分油或者工业纯产品，所述的馏分油为石脑油、轻质油等。本发明萃取溶剂在萃取过程中，操作条件温和，萃取效果显著，在更大程度上有助于实现含油污泥的资源化目标。

Description

一种含油污泥的复合萃取溶剂

技术领域

本发明涉及一种含油污泥的萃取溶剂，特别是对原油储运过程产生的罐底泥和炼油厂、炼油污水处理厂产生的含油污泥的萃取溶剂。

背景技术

炼化企业在石油储运、炼制和废水处理过程中产生大量的含油污泥，他们主要来自隔油池、浮选池、原油脱水罐、储运罐和污油罐等。这些污泥成分复杂，含有大量的老化原油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌等，污水处理过程中还加入了大量的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂，这给污泥处理带来很大的难度。目前，我国石油化工行业中，平均每年约产生80万吨含油污泥。并且随着企业生产装置规模的不断扩大，这些企业在创造经济效益的同时，也对环境产生了巨大的压力。近年，随着国家环保法规标准要求的不断提高，环保执法力度不断加大，生产过程中所生成固体废弃物的污染控制和资源化利用，已成为困扰石油和石油加工行业的难题。

针对含油污泥成分复杂，处理难度大，处理成本高且难以彻底处理等问题，近20年来虽然有多种有关含油污泥的研究报道，且处理技术也多种多样，每种方法各有各的优缺点和使用范围，但至今含油污泥的处理技术也难以得到推广应形成工业化生产。含油污泥处理最终的目的是以减量化、无害化、资源化为原则。含油污泥常用的处理方法：溶剂萃取法、焚烧法、生物法、焦化法等。焦化法虽然可以利用高温条件下烃类的热裂解和热缩合反应产生液相油品、不凝气和焦碳产品，但这种方法耗能较高，且容易结焦，对工艺要求高。生物法主要是利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为无害的土壤成份，但对于越来越稀缺的石油资源来说是一种浪费。焚烧处理法优点是污泥经焚烧后，多种有害物几乎全部除去，减少了对环境的危害，废物减容效果好，处理比较安全，缺点是焚烧过程中产生了二次污染，同样也浪费了宝贵资源。萃取法是利用“相似相溶”原理，选择一种合适的有机溶剂作萃取剂，将含油污泥中的原油回收利用的方法。目前，萃取法处理含油污泥还在试验开发阶段。萃取法的优点是处理含油污泥较彻底，能够将大部分石油类物质提取回收。但是由于萃取剂价格昂贵，而且在处理过程中有一定的损失，所以萃取法成本高，很少实际应用于炼厂含油污泥处理。

CN1526797A提出一种含油污泥萃取方法，选用萃取剂为轻质煤焦油(常压下沸点45～90℃)、石油醚、轻质油，利用溶剂对含油污泥中燃料油的溶解作用，对含油污泥中水、油和渣进行分离。CN200410050782提出用宽沸点油（100～500℃）作为含油污泥萃取的溶剂油，并采用多效热萃取的方式对含油污泥中的油进行回收。含油污泥属于复杂的多项体系，其中所含的成分也非常复杂，使用单一种类的萃取剂难以达到较好的萃取效果。

CN200910079177提出含油污泥干化后在萃取的工艺，使用多种成品油作为萃取溶剂，比如石脑油、溶剂油、石油醚等，但经过试验对比分析，萃取出的有机物最多才占含油污泥总有机物含量的58%。其萃取效果排序为：石脑油﹥120#溶剂油﹥石油醚。

Taiwo E.A（Taiwo E.A et al.Oil recovery from petroleum sludge by solventextraction.Petroleum science and technology.2009(27):836～844.）用己烷和二甲苯作为含油污泥萃取的溶剂。在优化萃取条件下可以回收含油污泥中达67%的有机化合物（含油污泥含水率约19%）。但所用溶剂的毒性较大（特别是二甲苯），对周围环境和操作人员都有较大的安全隐患。并且低沸点己烷的用量较大，在溶剂回收阶段的损失量会较大，导致工艺经济性下降。

综上所述，目前用作含油污泥萃取溶剂的原料主要有轻质煤焦油、石油醚、石脑油、轻质油、苯、甲苯、丁酮等工业产品或宽沸程组合溶剂，虽然可以达到一定的萃取效果，但文献数据证明用以上溶剂对含油污泥的萃取，其萃取出的有机产品很难超过含油污泥中总体有机物成分的60%，并且萃取溶剂在回收利用过程中会有较大量的损失，一般损失量可达6%以上，这样就影响了含油污泥萃取技术的经济性能，暂缓了这项技术的推广应用。单一溶剂，如苯、甲苯、丁酮等，由于其分子结构的单一性，与含油污泥中结构复杂的石油类物质有一定的相容局限性，导致萃取效果不能大幅提高。单一石油产品，如煤焦油、石油醚、石脑油、轻质油等，虽然对含油污泥中结构复杂的石油类物质有较高的溶解性，但由于这类溶剂的沸程较宽，且低沸程油的含量较高，这就需要苛刻的萃取工艺设备，以免油气泄露造成爆炸危险，同时低沸程油分很难在溶剂回收阶段回收，造成较大的溶剂损失。更宽沸程的溶剂，如CN200410050782中用宽沸点油（100～500℃）作为含油污泥萃取的溶剂油，此工艺需要500℃以上的焙烧温度才能把溶剂油与干泥渣分离，工艺复杂，能耗高，同时回收溶剂损失也较高且成份不恒定。因此，影响含油污泥萃取技术发展的关键是要开发出性能更加优良的含油污泥萃取溶剂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种性能更为优良的含油污泥萃取溶剂。采用本发明萃取溶剂，在萃取过程中，操作条件温和，对工艺设备精度要求不高，萃取效果突出，在更大程度上实现含油污泥的资源化目标。

本发明所述的一种含油污泥的萃取溶剂，以萃取溶剂的总体积为100%计，由A+B组成：

主剂A，沸程为80～130℃的馏分油，占50%～90%(v/v)；

副剂B，沸程为160～210℃的馏分油，占10～50%(v/v)；

本发明所述的馏分油为石脑油、轻质油等。

本发明所述的主剂A优选为沸程为90～120℃的馏分油。

本发明所述的助剂B优选为沸程为170～200℃的馏分油。

本发明的主要特点在于，针对萃取含油污泥并回收溶剂工艺，选择石油产品80～130℃的馏分油作为含油污泥萃取的主溶剂，原因是：①石油产品馏分油与含油污泥中的油分一样含有多种相类似且同源的石油类物质，相似相容效果较好，因此所选的馏分油对含油污泥中分子量分布较宽的油分有优越的溶解能力；②使用沸程较低的石油产品，其分子半径小，渗透性好，对含油污泥中多种石油类物质溶剂能力强；③溶剂油沸程较低，易于再生，再生时能量消耗少；④萃取过程大部分在较低温度（30～120℃）下进行，大量使用沸程较低的油分可以在主溶剂中形成局部的溶液错动，使萃取过程中物料的流动、转移更顺畅。

溶剂油的沸程不能太低，否则在实际生产过程中易于挥发，溶剂损失率高。

本发明另一特点在于在主溶剂中加入少量的沸程较高的副剂B，含油污泥中总会有部分石蜡或沥青质的石油类物质，重油组分很难被萃取出来，实验结果表明，少量沸程较高的副剂B的加入会使溶剂对含油污泥中的沥青质和石蜡成分的溶解能力有所加强。

本发明的含油污泥萃取溶剂具有高效、快速、使用量少、使用范围广等特点，在含油污泥与溶剂质量比1～（1:100）的范围内都有优良的萃取效果，优选1:（1~10）。

本发明中主剂A，沸程为80～130℃的馏分油，成分占50%～90%(v/v)，优选60～85%(v/v)；

本发明中副剂B，沸程为160～210℃的馏分油，占10～50%(v/v)，优选15~40%(v/v)。

本发明采用采用复合溶剂处理含油污泥。其优点在于：①针对含油污泥中复杂的石油类物质，萃取效率更高；②溶剂的沸程仅有两个沸程段，再生更易于实现。

具体实施方式

应用本发明得到的含油污泥萃取溶剂，在含油污泥前期干化或自然干化至含水率小于30%时才与溶剂进行接触，进行萃取效果检测。实施例和对比例所述的“%(v/v)”指体积百分含量，“%”为质量百分含量。

检测标准以萃取油分占含油污泥总有机物成分的质量百分比（R%）计量，也就是总有机物萃出率。

含油污泥总有机物成分测定方法。将含油污泥在105℃烘干至衡重，再将烘干油泥在550℃马弗炉焙烧至衡重，两重量的差值既是含油污泥总有机物成分含量。

从含油污泥中通过萃取分离出来的油分的质量的测定方法。萃取前后含油污泥质量的差值减去等量含油污泥的含水量既是萃取出的油分量。

含油污泥中可萃出油分的测定方法。一定量的含油污泥在大量萃取剂的条件下，多次萃取，直到某次萃取前后干油泥的质量差小于原质量的0.1%为止。

萃出油分占含油污泥总有机物含量的比例（总有机物萃出率R%）：

萃出油分占含油污泥中总可萃油分的比例（可萃油分回收率P%）：

实施例中含油污泥的萃取工艺步骤为：油泥与萃取溶剂的质量比为1:3，萃取温度为50℃，萃取时间为30min，萃取过程中辅助75r/min的搅拌，仅萃取一次。

实施例1

溶剂配方为：主剂A，60%(v/v)；副剂B，40%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油80～130℃、160～210℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为60%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为30%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率91.2%。

对比例1

溶剂配方为：全部采用选用市售沸程为60～180℃的石脑油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为60%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为30%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率78.6%。

实施例2

溶剂配方为：主剂A，70%(v/v)；副剂B，30%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油80～130℃、160～210℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为70%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为35%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率92.4%。

对比例2

溶剂配方为：全部采用选用市售石油醚，沸程60～90℃。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为70%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为35%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率83.7%。

实施例3

溶剂配方为：主剂A，80%(v/v)；副剂B，20%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油80～130℃、160～210℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为80%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为38%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率91.6%。

对比例3

溶剂配方为：全部采用选用市售120号溶剂油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为80%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为38%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率78.2%。

实施例4

溶剂配方为：主剂A，90%(v/v)；副剂B，10%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油80～130℃、160～210℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为80%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为40%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率91.3%。

对比例4

溶剂配方为：全部采用选用市售90号溶剂油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为80%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为40%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率79.5%。

实施例5

溶剂配方为：主剂A，60%(v/v)；副剂B，40%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油90～120℃、170～200℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为60%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为30%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率93.5%。

对比例5

溶剂配方为：全部采用选用石脑油90～120℃的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为60%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为30%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率85.6%。

实施例6

溶剂配方为：主剂A，70%(v/v)；副剂B，30%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油90～120℃、170～200℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为70%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为35%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率95.0%。

对比例6

溶剂配方为：全部采用170～200℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为70%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为35%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率76.1%。

实施例7

溶剂配方为：主剂A，90%(v/v)；副剂B，10%(v/v)，其中主剂、副剂分别选用石脑油80～130℃、160～210℃沸程的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为80%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为38%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率93.7%。

对比例7

溶剂配方为：混合溶剂（主剂90%（v/v），副剂5.0%（v/v），助剂5.0%（v/v）），主剂A，沸程为110～135℃的馏分油；副剂B，沸程为140～150℃的馏分油，助剂C，沸程为80～100℃的馏分油。含油污泥采用某石化公司炼油污水处理厂产生的含油污泥，含水率约为80%。预处理步骤：原油泥样经自然风干10天，使含水率降为38%后，用作被萃取样品。萃取处理后油回收率92.8%。

Claims (6)

1.一种含油污泥的萃取溶剂，以萃取溶剂的总体积为100%计，其特征在于包括：

主剂：沸程为80～130℃的馏分油，体积百分含量为50%～90%；

副剂：沸程为160～210℃的馏分油，体积百分含量为10%～50%。

2.如权利要求1所述的萃取溶剂，其特征在于所述的馏分油为石脑油、轻质油。

3.如权利要求1所述的萃取溶剂，其特征在于所述的主剂为沸程为90～120℃的馏分油。

4.如权利要求1所述的萃取溶剂，其特征在于所述的助剂为沸程为170～200℃的馏分油。

5.如权利要求1所述的萃取溶剂，其特征在于所述主剂的体积百分含量为60%～85%。

6.如权利要求1所述的萃取溶剂，其特征在于所述副剂的体积百分含量为15%～40%。