CN104556626B - 一种油泥破乳剂和油泥资源化处理工艺 - Google Patents

一种油泥破乳剂和油泥资源化处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油泥破乳剂和油泥资源化处理工艺。油泥破乳剂以重量份计包括：脂肪酸甲酯磺酸盐5~30份，烷基多糖苷2~10份，绿色助剂0.5~2份，水58~92份。本发明的含油污泥资源化处理工艺，包括如下内容：原料贮存污泥池中的油泥进入污泥混合槽中，加入油泥破乳剂，进行破乳处理，破乳后的油泥进入叠螺式污泥脱水机进行固液分离，得到滤液和泥饼，滤液进入气液混合罐与空气混合，混合物进入分离池中进行油、水、泥三相分离。本发明工艺可以将含油污泥的含水率从80%～98%降为50%左右，还可以回收含油污泥中的大部分原油，大大降低污泥后续处理的难度。本发明破乳剂与本发明油泥破乳工艺结合，不仅可以将油泥的含水率从80%～98%降为50%左右，还可以回收油泥中的大部分原油，大大降低污泥后续处理的难度。

Description

一种油泥破乳剂和油泥资源化处理工艺
技术领域
本发明涉及一种油泥破乳剂及其制备方法，尤其涉及一种含脂肪酸甲酯磺酸盐的环保型油泥破乳剂及其制备方法；本发明同时涉及一种油泥资源化处理工艺。
背景技术
在石油的开采、集输、炼制及含油污水处理过程中会产生大量含油的黑色固体、半固体废物，被称之为油泥（简称油泥），它的主要成分是油、泥和水。油泥中固体颗粒尺寸可从不足微米到几英寸，大多数在l至100微米之间，油的组成取决于原油种类、炼油厂结构与操作条件，污泥的组成可能随时间变化而变化。据统计，中国年产油泥近300万吨，其中蕴含的原油资源约为60万吨左右。油泥中除含有大量的老化原油、蜡质、胶体物质外，含有大量苯系物、酚类、蒽、芘、多氯联苯和二恶英等有毒有害物质。此外油泥中还含有大量的病原菌、寄生虫，如不进行合理有效的处理，不仅会浪费石油资源，也会对环境造成严重污染。
目前处理油泥的技术主要有资源回收、无害化处理和综合利用技术等。资源回收处理技术包括溶剂萃取法、水洗法、微乳洗涤、破乳法等。油泥无害化处理技术包括固定化处理，生物处理、焚烧等技术。综合利用技术包括热分解、制砖铺路以及其它用途。油泥的处理技术多种多样，每种方法都有各自的优缺点和适用范围。
由于化学破乳剂具有活性高、见效快等优点，投加破乳剂是目前最常用的破乳方法。目前常用的破乳剂主要存在着油回收率低，生物降解性差等缺点。CN101050380A公开了一种高效原油破乳剂及其制备方法，该破乳剂的合成原理以玉米淀粉为起始原料，引入常规聚醚型破乳剂进行接枝共聚后得到。该破乳剂具有操作温度温和、成本低、破乳效果好等特点，但是制备过程较为复杂，还需要加入质子酸和有机溶剂，不利于环保，具体的破乳效果也缺乏相关数据的支持。CN101418230A公开了一种原油破乳剂及其制备方法，该破乳剂是聚酰胺-胺化合物与环氧化合物经烷氧基化反应得到的聚醚化合物。该破乳剂具有良好的界面活性和渗透能力，对原油乳状液具有良好的破乳能力，但是该破乳剂制备复杂，成本高，不利于实际应用。CN102041038A公开了一种稠油老化油处理方法，该发明首先提供了一种由苯酚、苯乙烯、多乙烯多胺、甲醛、环氧乙烷和环氧丙烷混合制得的稠油老化油用破乳剂，该破乳剂具有良好的破乳功能，能够实现对于油水界面膜的破坏，但是生物降解性差，对环境的后续影响大。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种油泥破乳剂及其制备方法。该破乳剂对油泥破乳效果好，并且具有油回收率高、生物降解性好、生产成本低、制备方法简便以及应用范围广泛等优点。本发明同时提供一种经济、有效、适用范围广的油泥资源化处理工艺。
本发明的油泥破乳剂，以重量份计包括：脂肪酸甲酯磺酸盐5~30份；烷基多糖苷2~10份，绿色助剂0.5~2份；水58~92份。
所述的脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）的结构式为RCH(SO3Na)COOCH3，其中R=C8～C18。
所述的烷基多糖苷(APG)的化学结构式为(C6H11O6)nR，其中R为C8～C16的烷基，n=1～3。
所述的绿色助剂为柠檬酸钠、油酸钠、葡萄糖酸钠、氯化钠或氯化钾的一种或多种。
本发明油泥破乳剂还可以根据需要加入缓蚀剂，如氧化膜型缓蚀剂、沉积膜型缓蚀剂或吸附膜型缓蚀剂中的一种或几种，缓蚀剂的加入量根据实际需要，一般占油泥破乳剂重量的0.1%～1%。
本发明油泥破乳剂还可以根据需要加入pH调节剂，如氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、油酸、山梨酸的一种或几种，pH调节剂的加入量根据实际需要，一般占油泥破乳剂重量的0.1%～1%。
本发明油泥破乳剂的制备方法，包括如下内容：将脂肪酸甲酯磺酸盐、烷基多糖苷、绿色助剂和水混合均匀，调节pH值为5~7，得到油泥破乳剂。其中混合时间为20～70分钟，混合温度为40～60℃。
根据实际需要对pH值的进行调节，一般加入氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、油酸或山梨酸的一种或几种。
本发明油泥破乳剂可以应用于罐底油泥、浮渣和活性污泥的无害化处理，也可以应用于石油开采和储运企业产生的各种油泥的处理，对含油率高的油泥尤为适用。
本发明的使用所述的油泥破乳剂的油泥资源化处理工艺，包括如下内容：原料贮存污泥池中的油泥进入污泥混合槽中，加入油泥破乳剂，进行破乳处理，破乳后的油泥进入叠螺式污泥脱水机进行固液分离，得到滤液和泥饼，滤液进入气液混合罐与空气混合，混合物进入分离池中进行油、水、泥三相分离。破乳剂在污泥混合槽中混合时间为30～40分钟，混合槽温度控制在50～70℃。
所述的叠螺式污泥脱水机由污泥浓缩和污泥脱水两部分组成。在重力作用下，水从相对移动的叠片间隙中滤出，实现快速浓缩。经过浓缩的污泥随着脱水机中螺旋轴的转动不断往前移动，在压力的作用下，污泥中的水分受挤压排出，泥饼含固量不断升高，最终实现污泥的连续脱水。
所述的分离池设有折板形导渣板装置；折板形导渣板是由前部斜板、前部直板、中部斜板、后部直板和后部斜板组成，其中中部直板和后部直板水平放置，前部斜板低于前部直板，中部斜板低于前部直板，后部直板低于中部斜板，后部斜板高于后部直板；刮渣板与前部斜板接触后，进入前部直板之上的污油可全部随着刮渣板移动经过中部斜板和后部直板后，从后部斜板溢出，进入回收罐中。
本发明油泥破乳剂中的脂肪酸甲酯磺酸盐（MES）是采用可再生原料椰子油、棕榈油等油脂原料经磺化、中和后得到的产品，是一种性能良好的绿色表面活性剂，与目前使用的表面活性剂相比在性价比上具有相当的优势。MES性能温和，对人体的刺激性和毒性小，属可再生资源，生物降解性好，属环保型绿色产品。烷基多糖苷（APG）是一种新型非离子表面活性剂，兼具普通非离子和阴离子表面活性剂的特性，具有较高表面活性、低温稳定性和相溶性。并且无毒性、对皮肤的刺激性低、生物降解性高。本发明所述的MES和APG具有较高的协同作用，复配使用特别适用于油泥的破乳反应。
本发明破乳剂与传统破乳剂比较，具有以下优点：
（1）本发明破乳剂中采用阴离子绿色表面活性剂脂肪酸甲酯磺酸盐为主表面活性剂，复配以绿色表面活性剂烷基多糖苷，再辅助绿色助剂，破乳效果好；
（2）本发明破乳剂生物降解性好，对环境的影响小，绿色环保；
（3）本发明破乳剂的生产成本低，制备方法简便，适用范围广，易于工业应用；
（4）本发明工艺中的分离池设有折板形导渣板装置，该折板形导渣板装置，不仅刮渣容易、彻底，而且污油不易从刮渣板底部反流，确保出水的水质，也提高了污油的回收率；
（5）本发明工艺中采用的叠螺式污泥脱水机，脱水效果好，成本低，维护方便，并且它具有自清洁功能，不会发生堵塞问题，只需少量水冲洗，无二次水污染，符合环保理念要求；
（6）本发明破乳剂与本发明油泥破乳工艺结合，不仅可以将油泥的含水率从80%～98%降为50%左右，还可以回收油泥中的大部分原油，大大降低污泥后续处理的难度。
附图说明
图1是本发明的油泥资源化处理工艺流程示意图。
本发明工艺中，泥饼通过螺旋输送机运走，可以选择填埋、热萃取、热解、焚烧、堆肥或干化等工艺进行处理；滤液主要成分是水、油、剩余泥以及比水轻的杂质，滤液进入气液混合罐，利用混合罐底部的曝气装置引入空气形成微气泡，使微气泡与滤液充分混合，形成混合物，进入分离池。
其中，1-原料贮存污泥池，2-污泥泵，3-污泥混合槽，4-加药泵，5-溶药加药系统，6-叠螺式污泥脱水机，7-滤液，8-气液混合罐，9-泥饼，10-污泥后处理装置，11-分离池，12-浮渣，13-污油回收罐，14-污水，15-污水处理厂，16-剩余污泥。
图2是本发明的油泥资源化处理工艺中分离池导渣板的结构示意图。
其中，1-前部斜板，2-前部直板，3-中部斜板，4-后部直板，5-后部斜板，6-分离池池体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不因此限制本发明。实施例中的原料配比以重量份计。本发明所述的油泥资源化处理工艺过程除污泥混合槽外均在常温常压下进行的。
本发明是通过如下工艺过程实现的：首先将原料贮存污泥池1中的污泥通过污泥泵2泵入污泥混合槽3中，均匀搅拌污泥。溶药加药系统5将液状破乳剂通过加药泵4投入到污泥混合槽3中进行污泥破乳处理。破乳处理后的污泥通过引流进入叠螺式污泥脱水机6。脱水机6设有污泥浓缩和污泥脱水两部分装置。在重力作用下，水从相对移动的叠片间隙中滤出，实现快速浓缩。经过浓缩的污泥随着螺旋轴的转动不断往前移动，在压力的作用下，污泥中的水分受挤压排出，污泥含固量不断升高，最终实现污泥的连续脱水。污泥中的水分在脱水机中受挤压排出后形成滤液7，污泥经过连续挤压脱水后形成泥饼9。脱水处理后形成的泥饼9通过螺旋输送机运走，可以选择填埋、热萃取、热解、焚烧、堆肥或干化等污泥后处理装置10对其进行后续处理。从脱水机6出来的滤液7的主要成分是水、油、剩余泥以及比水轻的杂质，将此混合液泵入气液混合罐8中。混合罐8中的曝气装置产生的微气泡与滤液7充分混合后，将气液混合物通入分离池11进行油、水、泥三相分离。气液混合物在分离池中利用微气泡吸附和携带水中油和悬浮物上浮至液面形成浮渣12。分离池11分离出的浮渣利用刮渣机回收至污油回收罐13，分离池中间层的污水14送入污水处理厂15进行后续处理，分离池底部的剩余污泥16送回原料贮存污泥池进行处理。
实施例1
将脂肪酸甲酯磺酸钠（R=C16）28份，烷基多糖苷（R=C10，n=3）3份，柠檬酸钠1份，水68份在温度为55℃的反应釜中混合40分钟，加入柠檬酸、碳酸氢钠调pH值到5~7，得到油泥破乳剂。
实施例2
将脂肪酸甲酯磺酸钠（R=C16）15份，烷基多糖苷（R=C12，n=3）5份，柠檬酸钠1份，水79份在温度为50℃的反应釜中混合35分钟，加入山梨酸、碳酸氢钠调pH值到5~7，得到油泥破乳剂。
实施例3
将脂肪酸甲酯磺酸钠（R=C14）10份，烷基多糖苷（R=C10，n=2）8份，柠檬酸钠1份，水81份在温度为53℃的反应釜中混合35分钟，加入柠檬酸、氢氧化钠调pH值到5~7，得到油泥破乳剂。
实施例4
以某炼厂罐底油泥为例说明本发明具体实施例。进料的油泥含量分析见表1。所选油泥破乳剂同实施例1，破乳剂投加量为油泥重量的3%。破乳剂在污泥混合槽中混合时间为35分钟，混合槽温度控制在55℃左右。采用本发明工艺处理油泥，出料泥饼的含水率降为50.7%～53.8%，含油率为15.2%～20.8%，如表2所示。通过物料衡算，污泥经脱水处理后体积至少降低了10倍，大大降低了污泥后续处理的难度。滤液中的化学需氧量（COD）和悬浮物（SS）含量如表3所示，这降低了后期污水处理的难度。经过本发明工艺处理后，分离池顶部分离出的浮渣利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。本发明的资源化处理油泥工艺最终油回收率为98.3%。
表1油泥含量分析表。
表2油泥脱水滤饼含量分析表。
表3油泥脱水滤液含量分析表。
对比例1
所选油泥组成同实施例4的进料-1，所选处理工艺同实施例4，只是破乳剂不同。
按照油泥重量的3%，通过溶药加药系统向污泥混合槽中加入聚醚型破乳剂SP169。经过实施例1的工艺处理后，分离池顶部分离出的浮渣利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。本工艺的最终油回收率为76.7%。
对比例2
所选油泥组成同实施例4的进料-1。
按照油泥重量的3%，溶药加药系统将破乳剂通过加药泵投入到储存油泥的污泥混合槽中进行油泥破乳处理。将破乳处理后的油泥泵入沉降罐中进行保温沉降8小时，将沉降后的油泥通入三相离心机中进行三相分离处理。本工艺的最终油回收率为86.5%。
对比例3
所选油泥组成同实施例4的进料-1，所选处理工艺同实施例4，只是破乳剂不同。将脂肪酸甲酯磺酸钠（R=C16）28份，柠檬酸钠1份，水71份在温度为55℃的反应釜中混合40分钟，加入柠檬酸、碳酸氢钠调pH值到5~7，得到油泥破乳剂A。
按照油泥重量的3%，通过溶药加药系统向污泥混合槽中加入破乳剂A。经过实施例1的工艺处理后，分离池顶部分离出的浮渣利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。本工艺的最终油回收率77.3%。
对比例4
所选油泥组成同实施例4的进料-1，所选处理工艺同实施例4，只是破乳剂不同。将烷基多糖苷（R=C10，n=3）28份，柠檬酸钠1份，水71份在温度为55℃的反应釜中混合40分钟，加入柠檬酸、碳酸氢钠调pH值到5~7，得到油泥破乳剂B。
按照油泥重量的3%，通过溶药加药系统向污泥混合槽中加入破乳剂B。经过实施例1的工艺处理后，分离池顶部分离出的浮渣利用刮渣机回收利用，分离池中间层的污水送入污水处理厂进行后续处理，分离池底部的剩余污泥送回原料贮存污泥池进行处理。本工艺的最终油回收率为76.9%。

Claims (10)

1.一种油泥破乳剂，以重量份计包括：脂肪酸甲酯磺酸盐5~30份，烷基多糖苷2~10份，绿色助剂0.5~2份，水58~92份；其中所述的绿色助剂为柠檬酸钠、油酸钠、葡萄糖酸钠、氯化钠或氯化钾的一种或多种。
2.按照权利要求1所述的油泥破乳剂，其特征在于：所述的脂肪酸甲酯磺酸盐的结构式为RCH(SO3Na)COOCH3，其中R=C8～C18。
3.按照权利要求1所述的油泥破乳剂，其特征在于：所述的烷基多糖苷的结构式为(C6H11O6)nR，其中R为C8～C16的烷基，n=1～3。
4.按照权利要求1所述的油泥破乳剂，其特征在于：油泥破乳剂中加入氧化膜型缓蚀剂、沉积膜型缓蚀剂或吸附膜型缓蚀剂中的一种或几种，缓蚀剂的加入量占油泥破乳剂重量的0.1%～1%。
5.按照权利要求1所述的油泥破乳剂，其特征在于：油泥破乳剂中加入pH调节剂，选自氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸、油酸或山梨酸的一种或几种，pH调节剂的加入量占油泥破乳剂重量的0.1%～1%。
6.一种权利要求1所述的油泥破乳剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：将脂肪酸甲酯磺酸盐、烷基多糖苷、绿色助剂和水混合均匀，调节pH值为5~7，得到油泥破乳剂；其中混合时间为20～70分钟，混合温度为40～60℃。
7.一种权利要求1所述的油泥破乳剂应用于浮渣和活性污泥的无害化处理以及石油开采和储运企业产生的各种油泥的处理。
8.一种使用权利要求1所述的油泥破乳剂的油泥资源化处理工艺，其特征在于包括如下内容：原料贮存污泥池中的油泥进入污泥混合槽中，加入所述的油泥破乳剂，进行破乳处理，破乳后的油泥进入叠螺式污泥脱水机进行固液分离，得到滤液和泥饼，滤液进入气液混合罐与空气混合，混合物进入分离池中进行油、水、泥三相分离。
9.按照权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述的油泥破乳剂在污泥混合槽中混合时间为30～40分钟，混合槽温度控制在50～70℃。
10.按照权利要求8所述的工艺，其特征在于：所述的分离池设有折板形导渣板装置；折板形导渣板是由前部斜板、前部直板、中部斜板、后部直板和后部斜板组成，其中前部直板和后部直板水平放置，前部斜板低于前部直板，中部斜板低于前部直板，后部直板低于中部斜板，后部斜板高于后部直板。
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