CN105152501B - 一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂，组成为：活性剂30～50份、十二烷基苯磺酸钠5～15份、硫酸铝5～15份、亚甲基二硫氰酸酯5～15份、水20～40份。其制备方法为：向反应釜投加20份羟基乙酸、20份次氮基三乙酸和5份水，加热搅拌，当温度升至120‑140℃时恒温搅拌，再加入30份丙炔醇，搅拌1.5‑2h后，再缓慢加入20%氢氧化钠水溶液，继续搅拌1‑1.5h；自然冷却即为活性剂；在干净的反应釜投加硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠和水，搅拌溶解；再依次加入亚甲基二硫氰酸酯和活性剂，搅拌均匀。本清洗剂具有较强的分离作用，能彻底将泥浆中的油、有机污染物、泥、岩屑分离;成本低、收益高；可实现三磺体系废弃水基泥浆的无害化处理。
Description
技术领域
本发明涉及水基泥浆废弃物的处理技术，特别是三磺体系水基泥浆废弃物的无害化处理技术。
背景技术
废弃钻井泥浆（钻井液）是油气田勘探开发中最主要的污染源，产生于钻井作业过程中。废钻井泥浆是一种含黏土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多相稳态胶体悬浮物，其对环境危害的主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、重金属离子(汞、铜、砷、铬、锌及铅)及重晶石中的杂质。废钻井泥浆对生态环境的影响主要表现为：
(1) 污染面积大、区域广。这是由钻井生产流动性大等特点所决定；
(2) 过高的pH值、高浓度的可溶性盐及石油类影响土壤的结构和危害植物的生长；
(3) 有害的重金属离子如Cr6+、Hg2+、Cd2+、Pb2+及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全。例如六价铬(Cr6+)通过食物链进入人体后，其毒性主要表现为呼吸道、肠胃道疾患和皮肤损伤，特别是它的致癌作用近些年来已引起人们的广泛重视；
(4) 钻井泥浆废弃物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高，影响水生生物的正常生长。
三磺水基泥浆体系是国内油田普遍采用的一种性能优良，价格低廉的耐高温型泥浆体系，主要用于钻井深度达到3000～7000米或以上时的深井钻井过程。目前已大量用于国内各油田。三磺泥浆体系是泥浆配方中添加剂主要组成为磺化酚醛树脂（商品代号SMP），磺化褐煤（商品代号SMC），磺化烤焦（商品代号SMK）和腐植酸钠（NaHm）的泥浆体系，也称磺化泥浆体系。
三磺水基泥浆体系废弃物对生态环境的危害除具有上述一般废钻井泥浆污染特性外，还具有废弃物浸出液COD值高，色度大的特点。各添加剂导致溶液的COD值大小顺序是：SMP>SMC>NaHm>SMK,而引起色度大小的顺序是：SMC>NaHm>SMK>SMP。上述特点增加了三磺体系水基泥浆废弃物无害化治理的难度。随着世界各国对环保要求的提高，对废弃三磺体系水基泥浆的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。
传统泥浆处理方法包括：（1）固化处理方法是向废弃泥浆池中投入适量的固化剂，并按照一定发而技术要求进行均匀搅拌，通过一定时间的物理和化学变化，使其中的有害成分发生转化、封闭和固定作用，转变为一种无污染的固体；（2）MTC（Mud To Cement） 技术是指在泥浆中加入水淬高炉矿渣及激活剂、分散剂等处理剂，将泥浆转化为水泥浆的处理方法；（3）强化固液分离的方法。前两种方法均没有实现废弃物减量化及泥浆和水的回收利用问题。方法（3）寻找专用的泥浆化学脱稳剂或固相清洗剂则成为此种方法的关键。
经专利查新及文献检索，目前尚没有针对三磺体系废弃水基泥浆处理的相关清洗剂及同类产品。
发明内容
本发明的目的在于：提供的处理废弃三磺体系水基泥浆的新型复合清洗剂，该剂具有较强的分离作用，有良好的水溶性，能彻底的将废弃水基泥浆中的油、有机污染物、泥、岩屑分离。
本发明一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂，其组成为：
活性剂30～50份
十二烷基苯磺酸钠5～15份
硫酸铝5～15份
亚甲基二硫氰酸酯5～15份
水20～40份。
本发明一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂的最佳配比为：
活性剂50份
十二烷基苯磺酸钠10份、
硫酸铝5份、
亚甲基二硫氰酸酯10份
水25份。
本发明的活性剂,由下列组分配制而成：
5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液
20份羟基乙酸
20份次氮基三乙酸
5份水。
本发明中活性剂的制备方法为：
（1） 将5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液备用；
（2） 向反应釜投加20份羟基乙酸、20份次氮基三乙酸和5份水，加热搅拌，当温度升至120-140℃时恒温搅拌，再加入30份丙炔醇，搅拌反应1.5-2h后，再缓慢加入20%氢氧化钠水溶液，继续搅拌反应1-1.5h；
（3） 自然冷却后即为活性剂。
本发明一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂的制备方法，步骤为：
向反应釜投加硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠和水，搅拌溶解；
依次加入亚甲基二硫氰酸酯和活性剂，搅拌均匀后即为产品。
上述反应搅拌速度均为120转/分钟。
所述的复合清洗剂，合成所需的药剂，均为市售产品。
以常规方法与现有三磺体系水基泥浆处理方法进行对比，评价其性能如下：
1、水溶性评价
在100毫升水样中分别加入本发明清洗剂，投加药剂量为30 克，充分摇匀后在常温下恒温静置5min观察，结果见表1。
表1 水溶性评价
| 药剂 | 溶液外观 |
| 新型复合清洗剂 | 可溶 |
由上表得知，药剂的水溶性均良好。
2、清洗效果评价
本发明清洗剂对三磺体系水基泥浆处理，试验方法为，将三磺体系水基泥浆加入到反应罐中，然后再加入同体积水，搅拌，加入清洗剂，搅拌0.5h，停止搅拌，静置1h，观察出现分层。处理效果见表2。
表2 清洗效果评价
由上表得知，本发明清洗剂在较少的投加量情况下，能够很好的将三磺体系水基泥浆中的油、有机物、泥、砂分离，能很好的保护环境。
本发明具有如下优点：
该清洗剂具有较强的分离作用，有良好的水溶性，能彻底的将废弃水基泥浆中的油、有机污染物、泥、岩屑分离;
本发明的清洗剂，使传统的强化固液分离的废弃水基泥浆处理方法成为一种切实可行的方法，既降低了成本又提高了收益，具有很好的环境和经济效益;
使用了本发明清洗剂处理后的三磺体系水基泥浆废弃物经油水分离、固液分离、固相清洗、水的深度处理等工艺单元可以实现三磺体系废弃水基泥浆的无害化处理的目的并满足国家土壤环境质量标准和污水综合排放标准的要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
原料配制：取30份活性剂、5份十二烷基苯磺酸钠、5份硫酸铝、5份亚甲基二硫氰酸酯、40份水；
1） 活性剂的合成：
（1） 将5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液备用；
（2） 向反应釜投加20份羟基乙酸、20份次氮基三乙酸和5份水，加热搅拌，当温度升至120℃时恒温搅拌，再加入30份丙炔醇，搅拌反应2h后，再缓慢加入20%氢氧化钠水溶液，继续搅拌反应1h。反应完成时，停止搅拌，自然冷却后即为活性剂。
2） 清洗剂的复配：
向反应釜投加硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠和水，搅拌溶解，溶解完全后依次加入亚甲基二硫氰酸酯和活性剂，搅拌均匀后即为产品。
上述反应搅拌速度均为120转/分钟。
2、清洗效果评价
清洗剂对三磺体系水基泥浆处理，试验方法为，将三磺体系水基泥浆加入到反应罐中，然后再加入同体积水，搅拌，加入清洗剂，搅拌0.5h，停止搅拌，静置1h，观察出现分层。处理效果见表3。
表3 清洗效果评价
由上表得知，本发明清洗剂在较少的投加量情况下，能够很好的将三磺体系水基泥浆中的油、有机物、泥、砂分离，能很好的保护环境。
实施例1
原料配制：取40份活性剂、10份十二烷基苯磺酸钠、10份硫酸铝、10份亚甲基二硫氰酸酯、30份水；
1） 活性剂的合成：
（1） 将5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液备用；
（2） 向反应釜投加20份羟基乙酸、20份次氮基三乙酸和5份水，加热搅拌，当温度升至140℃时恒温搅拌，再加入30份丙炔醇，搅拌反应1.5h后，再缓慢加入20%氢氧化钠水溶液，继续搅拌反应1h。反应完成时，停止搅拌，自然冷却后即为活性剂。
2） 清洗剂的复配：
向反应釜投加硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠和水，搅拌溶解，溶解完全后依次加入亚甲基二硫氰酸酯和活性剂，搅拌均匀后即为产品。
上述反应搅拌速度均为120转/分钟。
2、清洗效果评价
清洗剂对三磺体系水基泥浆处理，试验方法为，将三磺体系水基泥浆加入到反应罐中，然后再加入同体积水，搅拌，加入清洗剂，搅拌0.5h，停止搅拌，静置1h，观察出现分层。处理效果见表4。
表4 清洗效果评价
由上表得知，本发明清洗剂在较少的投加量情况下，能够很好的将三磺体系水基泥浆中的油、有机物、泥、砂分离，能很好的保护环境。
实施例3
取50份活性剂、10份十二烷基苯磺酸钠、5份硫酸铝、10份亚甲基二硫氰酸酯、25份水；其合成控制步骤为：
3） 活性剂的合成：
（1） 将5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液备用；
（2） 向反应釜投加20份羟基乙酸、20份次氮基三乙酸和5份水，加热搅拌，当温度升至130℃时恒温搅拌，再加入30份丙炔醇，搅拌反应2h后，再缓慢加入20%氢氧化钠水溶液，继续搅拌反应1.5h。反应完成时，停止搅拌，自然冷却后即为活性剂。
4） 清洗剂的复配：
向反应釜投加硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠和水，搅拌溶解，溶解完全后依次加入亚甲基二硫氰酸酯和活性剂，搅拌均匀后即为产品。
上述反应搅拌速度均为120转/分钟。
所述的复合清洗剂，合成所需的药剂，均为市售产品。
2、清洗效果评价
清洗剂对三磺体系水基泥浆处理，试验方法为，将三磺体系水基泥浆加入到反应罐中，然后再加入同体积水，搅拌，加入清洗剂，搅拌0.5h，停止搅拌，静置1h，观察出现分层。处理效果见表5。
表5 清洗效果评价
由上表得知，本发明清洗剂在较少的投加量情况下，能够很好的将三磺体系水基泥浆中的油、有机物、泥、砂分离，能很好的保护环境。
Claims (6)
1.一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂，其组成为：
活性剂30～50份
十二烷基苯磺酸钠5～15份
硫酸铝5～15份
亚甲基二硫氰酸酯5～15份
水20～40份；
所述活性剂由下列组分配制而成：
5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液；
20份羟基乙酸；
20份次氮基三乙酸；
5份水。
2.根据权利要求1所述的一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂，其特征在于，其配比为：
活性剂50份
十二烷基苯磺酸钠10份、
硫酸铝5份、
亚甲基二硫氰酸酯10份
水25份。
3.根据权利要求1至2之一所述的一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂，所述活性剂的制备方法为：
将5份氢氧化钠溶解成20%的水溶液备用；
向反应釜投加20份羟基乙酸、20份次氮基三乙酸和5份水，加热搅拌，当温度升至120-140℃时恒温搅拌，再加入30份丙炔醇，搅拌反应1.5-2h后，再缓慢加入20%氢氧化钠水溶液，继续搅拌反应1-1.5h；
自然冷却。
4.根据权利要求3所述的一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂，其特征在于，所述反应搅拌速度为120转/分钟。
5.一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂制备方法，步骤为：
向反应釜投加硫酸铝、十二烷基苯磺酸钠和水，搅拌溶解；
依次加入亚甲基二硫氰酸酯和权利要求1或3所述的活性剂，搅拌均匀。
6.根据权利要求5所述的一种处理三磺体系水基泥浆废弃物的清洗剂制备方法，其特征在于，所述反应搅拌速度为120转/分钟。
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