CN104804759B - 一种油基钻屑处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油基钻屑处理方法。包括油基钻屑萃取，分离萃取液，回收开/关溶剂，多次分离萃取油基钻屑组分分析等步骤。本发明在温和条件下，无需高温、高压等外加条件即可运行，在CO2刺激响应下，可智能化控制溶剂的亲水性能的变化；对油基钻屑的降粘效果良好，对油基钻屑中的矿物油类分离能力好，油回收率可达到95％以上，采用的开/关溶剂CyNMe2燃点高，不具备生物累积效应，溶剂回收率可达到85％以上，且可通过红外加热，添加化学药剂等方法进一步提高其回收效率。

Description

一种油基钻屑处理方法
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，尤其属于石油化工排放物处理技术领域，特别涉及一种油基钻屑处理技术方法。
背景技术
油基钻屑作为钻井作业的终端产物，是一种典型的危险废弃物，主要体现在其高含油，高重金属含量等特性，另外还具有组分复杂，粘度高，可生物降解能力差等特点。现场处理含油钻屑通常采用集中填埋的方法，但该法由于油类、重金属物质的大量富集而容易造成环境隐患，且油基钻屑油类含量通常在15％-30％之间，填埋法会浪费大量油类资源，故资源化回收油是最佳的处理技术。
现行的含油钻屑处理方法具有能耗高、处理效果差、操作难度大、流程复杂等特点，如化学破乳法破乳效率低，生物降解法对菌种筛选周期和适应性要求高，热解法能耗高且易造成大气污染，常规溶剂萃取法能耗过高，超临界流体萃取法对设备要求高(压强40bar以上)。因此有必要研发一种新型油基钻屑的处理方法。
开/关溶剂通常具有良好的油溶性，可有效降低油基钻屑粘度，便于萃取出矿物油类，且具有燃点高，毒性低等特点，在加水和通入CO2后，溶剂的理化性质会发生改变(粘度，极性和溶解性等)，自身从亲油性转变为亲水性，可实现矿物油类的分离回收；通入N2或者空气，溶剂从亲水性转变为亲油性，可实现溶剂的回收。相比常规的溶剂萃取法，即用有机溶剂萃取出油类后蒸馏分离油和溶剂，该法由于其智能化开/关特性，无需采用蒸馏操作，可大大节约能耗，故该技术具有很好的应用潜力。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种油基钻屑处理新技术方法。本发明要解决的问题是实现在温和条件下回收含油钻屑中的矿物油类，大大节约能耗，实现节能减排和资源化最大利用之效。
本发明通过以下技术方案实现：
一种油基钻屑处理方法，其特征在于：采用CO2开/关溶剂对油基钻屑中的油相进行萃取和分离的方法。
包括以下步骤：
1)油基钻屑萃取：用等质量CO2开/关溶剂对油基钻屑进行萃取，分离得萃取液和残渣；
2)分离萃取液：将萃取液加水并通入CO2，分离水相和油相得到矿物油类的油相；
3)回收开/关溶剂：将步骤2)得到的水相通N2或空气，再次分离水相和油相得到油相的开/关溶剂；
4)多次分离萃取：将残渣重复步骤1)至3)进一步分离矿物油类。
上述CO2开/关溶剂是CyNMe2，化学名称：对烷基-N,N-二甲基环己胺。
上述油基钻屑萃取是取油基钻屑，用等质量的CO2开/关溶剂CyNMe2，常温搅拌30min，离心分离出残渣和液相萃取液。
上述分离萃取液是将萃取液按萃取液：水＝1:2(vol％)加入定量的水，在高速搅拌下通入CO2，在1L/min通量下通气1h后，分离水相和油相得到矿物油类。
上述回收开/关溶剂是将步骤2)得到的水相，升温至60±5℃，向水中通入N2或空气，再次分离水相和油相得到油相的开/关溶剂。
本发明在进行油基钻屑分离处理前通常还进行油基钻屑组分分析，分析方法参考GB8929-2006原油水含量的测定蒸馏法，采用带水分接收器的蒸馏装置分离测定油基钻屑中的水分含量；油基钻屑中的矿物油类含量采用土壤石油类的测定红外光度法(征求意见稿)测定；油基钻屑中的固渣含量采用差量法，即钻屑质量与水分、矿物油类质量之差。
本发明是一种新型油基钻屑处理技术，与现行常规的油基钻屑处理技术相比，本发明具有以下优势：本发明在温和条件下，即无需高温、高压等外加条件即可运行，可大大节约能耗，减少运行和管理成本；本发明在CO2刺激响应下，可智能化控制溶剂的亲水性能的变化；本发明对油基钻屑的降粘效果良好，在常温、中速搅拌条件下降粘效果较苯更好；本发明对油基钻屑中的矿物油类分离能力好，油回收率可达到95％以上，且可通过控制离心-加水流程来进一步提高油的回收效率；本发明除油后残渣含油率低于环境限值；本发明采用的开/关溶剂CyNMe2燃点高，不具备生物累积效应，对人体毒性较常规有机溶剂更低；本发明涉及的亲水性开/关反应对设备要求不高；本发明溶剂回收率可达到85％以上，且可通过红外加热，添加化学药剂等方法进一步提高其回收效率。
附图说明
图1是本发明开/关溶剂处理油基钻屑流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
实施例1 油基钻屑组分分析
参考GB8929-2006原油水含量的测定蒸馏法，采用带水分接收器的蒸馏装置分离测定油基钻屑中的水分含量；油基钻屑中的矿物油类含量采用土壤石油类的测定红外光度法(征求意见稿)测定；油基钻屑中的固渣含量采用差量法，即钻屑质量与水分、矿物油类质量之差。某油田油基钻屑原样组分含量见表1。
实施例2 油基钻屑矿物油类萃取流程
取定量油基钻屑，加入等质量的开/关溶剂CyNMe2，常温搅拌30min，离心分离出残渣和液相，残渣待风干后采用红外光度法测定固渣含油量，测得含油率见表2。
实施例3 分离回收矿物油流程
取定量的萃取液，按萃取液：水＝1:2(vol％)加入定量的水，在高速搅拌下通入CO2，在1L/min通量下通气1h后，开/关溶剂的亲水性打开，溶剂从油相中转移到水相中，分离回收得到矿物油类。
实施例4 分离回收溶剂流程
取定量分液后得到的水相，采用升温到60℃和向水中通入N2(或空气)的方法，降低CO2在水中的溶解度，待CO2排出后，开/关溶剂的亲水性关闭，溶剂性质转变为油溶性，分离回收得到溶剂。溶剂回收率见表2。
实施例5 二次萃取流程
一次洗油后的残渣待风干后，取定量固渣，加入等质量的开/关溶剂CyNMe2，常温搅拌30min，离心分离出残渣和液相，残渣待风干后采用红外光度法测定固渣含油量，测得含油率见表2。
实施例6
取定量的萃取液，按萃取液：水＝1:2(vol％)加入定量的水，在高速搅拌下通入CO2，在1L/min通量下通气1h后，开/关溶剂的亲水性打开，溶剂从油相中转移到水相中，分离回收得到矿物油类。
实施例7
取定量分液后得到的水相，采用升温到60℃和向水中通入N2(或空气)的方法，降低CO2在水中的溶解度，待CO2排出后，开/关溶剂的亲水性关闭，溶剂性质转变为油溶性，分离回收得到溶剂。溶剂回收率见表2。
表1某油田油基钻屑样品组分含量
表2残渣油含量和溶剂回收率
表1为某油田油基钻屑样品组分含量，表2为除油后残渣油含量和溶剂的回收效率，通过2次萃取除油过程，残渣含油率为0.19％，低于农用污泥中污染物控制标准(GB4284-84)中对石油类污染物的限值，说明开/关溶剂对于油基钻屑中的矿物油类去除效果良好；通过通入N2和升温至60±5℃的方法，可分离回收的溶剂体积/溶剂亲水性打开后的水相体积即为溶剂回收率，而部分溶剂在洗油后会吸附在钻屑表面，这部分溶剂可通过适当升温的方法得以回收，溶剂的回收效率可进一步提高，故本发明的溶剂回收效果良好。

Claims (4)

1.一种油基钻屑处理方法，其特征在于包括以下步骤：
1)油基钻屑萃取：用等质量CO2开/关溶剂对油基钻屑进行萃取，分离得萃取液和残渣；
2)分离萃取液：将萃取液加水并通入CO2，分离水相和油相得到矿物油类的油相；
3)回收开/关溶剂：将步骤2)得到的水相通N2或空气，再次分离水相和油相得到油相的开/关溶剂；
4)多次分离萃取：将残渣重复步骤1)至3)进一步分离矿物油类；
所述CO2开/关溶剂是CyNMe2，化学名称：对烷基-N,N-二甲基环己胺。
2.根据权利要求1所述的油基钻屑处理方法，其特征在于：所述油基钻屑萃取是取油基钻屑，用等质量的CO2开/关溶剂CyNMe2，常温搅拌30min，离心分离出残渣和液相萃取液。
3.根据权利要求1所述的油基钻屑处理方法，其特征在于：所述分离萃取液是将萃取液按萃取液：水＝1:2vol％加入定量的水，在高速搅拌下通入CO2，在1L/min通量下通气1h后，分离水相和油相得到矿物油类。
4.根据权利要求1所述的油基钻屑处理方法，其特征在于：所述回收开/关溶剂是将步骤2)得到的水相，升温至60±5℃，向水中通入N2或空气，再次分离水相和油相得到油相的开/关溶剂。
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