CN104291541A - 一种从储运油泥中回收原油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从储运油泥中回收原油的方法。包括以下步骤：将储运油泥充分搅匀使其从凝固状态转变为半流动状态，加入低粘度油或回收的轻质油，充分搅拌，将混合好的低粘度油泥与水混合，再加入乳化剂，并进行超声乳化震荡，使原油成分与渣颗粒分离，静置，使得到的混合物中的渣颗粒沉降，混合液分为两层，采用离心方法分离油水两相，对油相进行回收，得到轻质油，水相净化后用于循环使用，将部分得到的轻质油用于与初始油泥的返混。采用回收油返混对初始油泥进行降粘，有利于节约成本和资源高效利用；水相净化后回收利用，降低水资源消耗；系统地规范处置过程中的各项参数，尤其对油泥粘度进行精准计算，使得此专利预期产能精确，适用性广。

Description

一种从储运油泥中回收原油的方法

技术领域

本技术属于储运油泥的资源化处置利用方面，主要涉及一种从储运油泥中回收原油的方法。 

背景技术

在原油的开采、运输到原油的加工与后续处理中会产生大量的含油污泥。储运油泥是其中一种，它可定义为：在原油或原油加工产品储存、运输过程中储油舱、储油罐(包括贮油罐、脱水罐、污油罐等)、隔油池以及输油管道等底部和内壁沉积的包含有石油组分且其中混入了其他杂质，使油分不能直接分离、回收而产生的可能造成环境污染的多种形态的混合物。 

储运油泥一般是由水油渣三相组成的一种较稳定的悬浮乳状液体系。其中，渣颗粒呈絮凝体状悬浮于油相中，油和水多以油包水乳液形式存在，水、油、残渣三相间充分乳化且由于油相中多含有胶质沥青质等造成其粘度较大，油泥中的固体难以沉降。此外，油水的复杂存在方式也使储运油泥各向粘度不均，脱水处理困难。储运油泥的这些性质使其处理处置难度很高，而且具有很大的环境危害性。储运油泥在性质上与其他类型的油泥有所不同，尤其是罐底油泥，其渣含量高、粘度大处置起来难度很大。 

申请号为03134933.1的专利提供了“一种从重污油中回收清油的方法”，其步骤是：采用两步法：第一步是在碱性条件下，在重污油中加入净化剂，净化剂为铁盐/铝盐或铁盐/铝盐的无机聚合物/混合物或它们之间的任意混合物，使金属离子与氢氧根离子形成聚结中心，并使聚结中心在重污油中分散均匀，使以W/O或O/W/O型乳化液形式存在的重污油转相为O/W型乳化液形式；在乳化液转相的过程中释放出的有机污泥、无机污泥与聚结中心形成密度较大的絮状物，依靠重力作用分成上、中、下三层，上层为浓缩油和部分絮状物，中层为大量有机絮状污泥、少量油和表面活陛物质，下层为清亮的水和黑色沉淀，除去下层；第二步：在酸性条件下，从浓缩油中的絮状物中还原出二价/三价金属离子，使脂肪酸和环烷酸皂类表面活性物质变为游离的脂肪酸和环烷酸，失去乳化作用，达到O/W型乳化液破乳的目的，游离的脂肪酸和环烷酸转入油相，实现油、泥、水 的分离，除去下层的泥和水，获得清油。这种方法比较适合于含油量高，含渣量低的油污水，对高含渣量的油泥效果差。 

申请号为CN93117151.2的专利，公开了“从含油污泥中回收油的方法及设备”，其步骤是：将含油污泥加水混合，再加入NaCL，在低速搅拌下回流，将回流后的含油污泥经过滤或压滤进行液固分离，分离出的固相物是滤渣，分离出的液相物再经重力分离分出油和水，油回用或重炼，水送回污水场再处理。这种方法也无法有效处置储运油泥，经此方法分离后油渣仍然呈悬浮混合状态，同时此种方法无法有效将油包水乳化液破乳，油相中仍会混油一定量的水，回收油油品较差。 

发明内容

本发明提供了一种从储运油泥中回收原油的方法，目的在将原油从储运油泥中分离出来，资源化处置回收利用储运油泥这种危险废弃物。它包括以下步骤： 

(A)将储运油泥充分搅拌均匀，辅以加热处理，使其从凝固状态转变为半流动状态； 

(B)在搅拌均匀的储运油泥中加入低粘度油，充分搅拌，使其粘度降低至0.65Pa.s以下，得到混合好的低粘度油泥； 

(C)将混合好的低粘度油泥与水混合，再加入乳化剂，并进行超声乳化震荡，使储运油泥中的轻质油成分与渣颗粒分离，轻质油与水的结合形式从原先的油包水乳化液转变成水包油乳化液； 

(D)静置，使步骤(C)得到的水包油乳化液中的渣颗粒沉降，水包油乳化液分为两层，将渣颗粒与水包油乳化液分离； 

(E)采用离心方法分离水包油乳化液中的油水两相，对油相进行回收，得到轻质油，水相净化后用于步骤(C)循环使用； 

(F)将一部分步骤(E)中得到的轻质油替换步骤(B)中的低粘度油并重复步骤(A)-步骤(F)。 

所述的步骤(A)中的加热处理具体为：对于初始粘度极大的超稠油类型的储运油泥，若其常温下在剪切粘度0.011/s时，粘度大于30Pa·s，用加热方法辅助降粘，将其粘度降低至30Pa·s以下，加热温度根据公式(4)的P-T方程进行计算，加热温度不应超过50℃，， 

$\mathrm{\μ}(P,T)={\mathrm{\μ}}_0(P_0,T_0)\exp \left[\mathrm{\α}(\frac{1}{T}-\frac{1}{T_0})\right]---\left(4\right)$

公式中，μ(P,T)为加热后油泥粘度，μ₀(P₀,T₀)为25℃下油泥粘度，α为特征常数，对于油泥取α＝6300；T、T₀分别为加热温度和初始温度。 

所述的步骤(B)中的低粘度油为剪切粘度0.011/s时，粘度小于120mPa·s的油，低粘度油的加入量V_s应使按公式(5)计算后的μ小于0.65Pa.s， 

$\log \mathrm{\μ}=\left(\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_s}\right)\log \mathrm{\μ}(P,T)+(1-\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_s})\log {\mathrm{\μ}}_s---\left(5\right)$

其中，μ为混合后油泥粘度，V₀、V_s分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ_s为低粘度油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α＝0.3124。 

所述的步骤(C)中的混合好的低粘度油泥与水的质量比为1:1.3，乳化剂的加入量大于其在水中的临界胶束浓度，所述的乳化剂为非离子型乳化剂，其HLB值在3～6之间。 

所述的步骤(F)中的轻质油替代步骤(B)中的低粘度油的量V_r应使按公式(6)计算后的μ小于0.65Pa.s， 

$\log \mathrm{\μ}=\left(\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_r}\right)\log \mathrm{\μ}(P,T)+(1-\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_r})\log {\mathrm{\μ}}_r---\left(6\right)$

其中，μ为混合后油泥粘度，V₀、V_r分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ_r为轻质油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α＝0.3124。 

所述的轻质油粘度μ_r由公式(7)计算， 

logμ_r＝∑x_ilogμ_i   (7) 

所述的步骤(E)中的离心方法采用的离心工况为离心因数大于6000，停留时间大于45s。 

本发明的优点是：采用回收油返混对初始油泥进行降粘，有利于节约成本和资源高效利用；水相净化后回收利用，降低水资源消耗；系统地规范处置过程中的各项参数，尤其对油泥粘度进行精准计算，使得此专利预期产能精确，适用性 广。 

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程图。 

具体实施方式

准备步骤：油泥初始粘度计算。 

由于本发明的超声-转相处理方法对油泥粘度有严格的要求。因此进口油泥必须进行预处理使其粘度符合超声处理所需。为确定预处理工况参数，需先进行初始油泥理化特性分析。由于储运油泥是原油或成品油在油罐底部沉积形成，其中重质组分含量较高，需测定其四组分(饱和烃、芳香烃、胶质、沥青质)然后根据Arrehnius公式(公式1)计算其油相粘度，其中μ_A为计算后油相粘度；μ_i、x_i分别为四组分各自的粘度和质量分数。 

logμ_A＝∑x_ilogμ_i   (1) 

考虑到储运油泥油相中含水，其粘度要用Richardson公式(公式2)进行修正其中μ_R为修正后油相粘度，Φ为水相体积分数，k为影响因子，对于油泥中油包水结构取k＝-0.7。 

μ_R＝μ_Aexp(kΦ)   (2) 

由于储运油泥中多含有原油中的沉积物(金属、砂石等)，需用Einstein公式(公式3)对其表观粘度进行修正，μ_E为修正后粘度，m为固相质量百分比，p为修正系数，取p＝0.8。 

μ_E＝μ_k(1+pm)   (3) 

综合公式(1)～(3)即可得到油泥初始状态粘度μ₀(P₀,T₀)： 

${\mathrm{\μ}}_0(P_0,T_0)=(1+\mathrm{pm})\·\left(\mathrm{\Σ}{{\mathrm{\μ}}_i}^{x_i}\right)\exp \left(\mathrm{k\Φ}\right)---\left(4\right)$

实施步骤： 

(A)将储运油泥充分搅匀，使其从凝固状态转变为半流动状态。对于初始粘度极大的超稠油类型的储运油泥，若其常温下粘度大于30Pa·s(剪切粘度0.011/s时)用加热方法辅助降粘，将其粘度降低至30Pa·s以下，加热温度根据P-T方程进行计算(见公式5)，原则上加热温度不应超过50℃。公式中，μ(P,T)为加 热后油泥粘度，μ₀(P₀,T₀)为常温(25℃)下油泥粘度，α为特征常数，对于油泥取α＝6300；T、T₀分别为加热温度和初始温度。 

$\mathrm{\μ}(P,T)={\mathrm{\μ}}_0(P_0,T_0)\exp \left[\mathrm{\α}(\frac{1}{T}-\frac{1}{T_0})\right]---\left(4\right)$

(B)在搅拌均匀的油泥中加入一定量低粘度油或步骤(E)中所得的回收油，充分搅拌，使其粘度降低至0.65Pa.s以下。混合过程的粘度由Shu公式(公式5或公式6)计算, 

$\log \mathrm{\μ}=\left(\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_s}\right)\log \mathrm{\μ}(P,T)+(1-\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_s})\log {\mathrm{\μ}}_s---\left(5\right)$

其中，μ为混合后油泥粘度，V₀、V_s分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ_s为低粘度油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α＝0.3124。 

$\log \mathrm{\μ}=\left(\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_r}\right)\log \mathrm{\μ}(P,T)+(1-\frac{{\mathrm{\αV}}_0}{{\mathrm{\αV}}_0+V_r})\log {\mathrm{\μ}}_r---\left(6\right)$

其中，μ为混合后油泥粘度，V₀、V_r分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ_r为轻质油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α＝0.3124。 

(C)将混合好的低粘度油泥与水按1:1.3混合，再加入适量非离子型的乳化剂，其HLB值在3～6之间。并在28KHz的频率下进行超声乳化震荡，使原油成分与渣颗粒分离，原油与水的结合形式从原先的油包水乳化液转变成水包油乳化液。 

(D)静置，使步骤(C)得到的混合物中的渣颗粒沉降，混合液分为两层，将渣颗粒与水包油乳化液分离。 

(E)采用离心方法分离油水两相，离心工况为离心因数大于6000，停留时间大于45s。然后对油相进行回收，得到轻质油，水相净化后用于步骤(C)循环使用。 

(F)将一部分步骤(E)中得到的轻质油于步骤(B)中返混，返混轻质油粘度可根据其组分含量通过公式(1)计算。原则上轻质油加入量不能超过油泥质量的10％。 

步骤流程如下图1所示。 

实施实例 

储运油泥选用舟山纳海固废处置中心隔油池油泥，其含油率49％，含渣率21％，含水率30％。油相四组分含量为饱和烃43.0％、芳香烃31.0％、胶质12.0％、沥青质14.0％。根据公式4计算其油泥初始粘度，为3.7kPa·s。由于初始粘度小于10kPa·s，不需进行预加热。通过计算加入5.3％轻质油返混，然后加入0.3％乳化剂超声处理。超声后的水包油乳液静置使固体颗粒物沉积，再取上层乳液进行离心，得到回收油。离心工况为离心因数8500g，停留时间1分20秒。经检测，油泥中86.3％的原油被回收，回收油含油率89％，含水率7％，含渣率4％，可以作为原油进行进一步炼制。 

Claims (7)

1.一种从储运油泥中回收轻质油的方法，它包括以下步骤： 

(A)将储运油泥充分搅拌均匀，辅以加热处理，使其从凝固状态转变为半流动状态； 

(B)在搅拌均匀的储运油泥中加入低粘度油，充分搅拌，使其粘度降低至0.65Pa.s以下，得到混合好的低粘度油泥； 

(C)将混合好的低粘度油泥与水混合，再加入乳化剂，并进行超声乳化震荡，使储运油泥中的轻质油成分与渣颗粒分离，轻质油与水的结合形式从原先的油包水乳化液转变成水包油乳化液； 

(D)静置，使步骤(C)得到的水包油乳化液中的渣颗粒沉降，水包油乳化液分为两层，将渣颗粒与水包油乳化液分离； 

(E)采用离心方法分离水包油乳化液中的油水两相，对油相进行回收，得到轻质油，水相净化后用于步骤(C)循环使用； 

(F)将一部分步骤(E)中得到的轻质油替换步骤(B)中的低粘度油并重复步骤(A)-步骤(F)。 

2.如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤(A)中的加热处理具体为：对于初始粘度极大的超稠油类型的储运油泥，若其常温下在剪切粘度0.011/s时，粘度大于30Pa·s，用加热方法辅助降粘，将其粘度降低至30Pa·s以下，加热温度根据公式(4)的P-T方程进行计算，加热温度不应超过50℃，， 

公式中，μ(P,T)为加热后油泥粘度，μ₀(P₀,T₀)为25℃下油泥粘度，α为特征常数，对于油泥取α＝6300；T、T₀分别为加热温度和初始温度。 

3.如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤(B)中的低粘度油为剪切粘度0.011/s时，粘度小于120mPa·s的油，低粘度油的加入量V_s应使按公式(5)计算后的μ小于0.65Pa.s， 

其中，μ为混合后油泥粘度，V₀、V_s分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ_s为低粘度油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α＝0.3124。 

4.如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤(C)中的混合好的低粘度油泥与水的质量比为1:1.3，乳化剂的加入量大于其在水中的临界胶束浓度，所述的乳化剂为非离子型乳化剂，其HLB值在3～6之间。 

5.如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤(F)中的轻质油替代步骤(B)中的低粘度油的量V_r应使按公式(6)计算后的μ小于0.65Pa.s， 

其中，μ为混合后油泥粘度，V₀、V_r分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ_r为轻质油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α＝0.3124。 

6.如权利要求4所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的轻质油粘度μ_r由公式(7)计算， 

logμ_r＝∑x_ilogμ_i   (7) 。

7.如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤(E)中的离心方法采用的离心工况为离心因数大于6000，停留时间大于45s。