CN105347633A

CN105347633A - 从含油物质回收油的方法和装置

Info

Publication number: CN105347633A
Application number: CN201410414659.1A
Authority: CN
Inventors: 贺璐; 孙怡文; 杨海; 夏激扬; 蔡巍; 卫昶
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: Beijing Zhongke national environmental protection engineering technology Limited by Share Ltd
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-02-24

Abstract

本发明公开了从含油物质回收油的方法和装置，其中涉及的一种从含油物质回收油的方法，包括：搅拌含油物质与液化二甲醚，得到二者的混合物，其中，液化二甲醚相对于含油物质中油之重量比小于44：1；将该混合物分离为液相与固相；及，从液相中回收油。本发明也涉及相应的从含油物质回收油的装置。

Description

从含油物质回收油的方法和装置

技术领域

本发明涉及从含油物质回收油的方法和装置。

背景技术

含油物质，例如原油开采、储存、运输、以及加工等过程中产生的含油污泥，即落地油泥、清罐油泥、水处理污泥(沉淀池的底泥、浮选池的浮渣、或生化单元的污泥等)等的含水量和含油量高，但成分复杂，目前没有令人满意的处理方法以回收其中的水、油等有用成分和减少需要丢弃的废物的量。

另一种含油物质，油砂，是一种重要的原油来源。油砂除了含油以外，还有水和其它物质成分，现有的从油砂中回收油的工艺大多繁杂，且多不经济。

所以，需要提供新的从含油物质回收油的方法和装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的从含油物质回收油的方法和装置。

一方面，本发明的实施例涉及一种从含油物质回收油的方法，包括：搅拌含油物质与液化二甲醚，得到二者的混合物，其中，液化二甲醚相对于含油物质中的油之重量比小于44：1；将该混合物分离为液相与固相；及，从液相中回收油。

另一方面，本发明的实施例涉及一种从含油物质回收油的装置，包括：搅拌含油物质与液化二甲醚以得到二者的混合物的混合单元；将该混合物分离为液相与固相的分离单元；及，从液相回收油的回收单元。

附图说明

参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本发明的特征、方面及优点，其中：

图1所示为本发明实施例所涉及的装置的示意图。

具体实施方式

除非本申请中清楚另行定义，用到的科学和技术术语的含义为本申请所属技术领域的技术人员所通常理解的含义。本申请中使用的“包括”、“包含”、“具有”、或“含有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。

本申请中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于所述具体数量，还包括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”、“左右”等修饰一个数值，意为本发明不限于所述精确数值。在某些实施例中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。本发明中的数值范围可以合并及/或互换，除非另行清楚说明，数值范围包括其所涵盖的所有数值子范围。

在说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加以限制。

除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。

本申请说明书中提及“一些实施例”等等，表示所述与本发明相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述发明要素可以任何适合的方式结合。

本发明的实施例涉及从含油物质回收油的方法和装置。

本申请提及的“含油物质”或类似用语是指需要将油从其中分离出来的物质。除了油之外，含油物质还含有水及固体等成分。一些实施例中，含油物质为重油矿产，例如油砂。一些实施例中，含油物质为含油污泥，例如原油生产、储存、运输、使用以及加工等过程中产生的落地油泥、清罐油泥、水处理污泥(沉淀池的底泥、浮选池的浮渣、或生化单元的污泥等)等。一些实施例中，含油物质为原油开采过程中产生的含油泥浆和岩屑，例如钻井泥浆，钻井岩屑。

二甲醚在常温常压为气相，其可在与含油物质接触前液化、也可在与含油物质接触后液化。一些实施例中，所述含油物质接触气态二甲醚，并在搅拌之前，液化该气态二甲醚。二甲醚的液化可通过在封闭容器中对气态二甲醚施加压力实现，也可通过降低其温度来实现。

如图1所示，根据本发明的实施例的装置1从含油物质3回收油2。装置1包括搅拌含油物质和液化二甲醚的混合单元4。混合单元4可包括容纳含油物质的普通储罐、污泥池、或矿坑和盛液化二甲醚的容器，例如承压钢瓶、耐压储罐。混合单元4具有搅拌装置(未图示)来搅拌含油物质与液化二甲醚，以机械混合二者得到混合物5。机械搅拌装置的示例包括，但不限于，推进式、斜浆式、涡轮式、框式、螺杆式等形式的机械搅拌器。搅拌时间可为数分钟至数小时，例如30分钟至3小时。搅拌时温度可控制在低于大约40摄氏度，或者低于约30摄氏度，从而不需要或仅需要少量额外的热量。

根据含油物质中油、水、固体等成分及其比重的不同以及对回收成分、抛弃成分等处理要求的不同，需要用到的二甲醚的量也有所不同。本发明所涉及的方法用较少量的二甲醚(液化二甲醚相对于含油物质中可用正己烷萃取的油之重量比小于44：1左右)从各种不同物质组成的含油物质中回收了大量油、水等有用成分，减少了需要处理的固体废物的量和体积，提高了物质利用效率及/或采油效率、降低了废物处理成本。一些实施例中，液化二甲醚相对于所述含油物质中可用正己烷萃取的油之重量比≤38：1左右。

分离单元6接收混合物5，将其分离为固相7和液相8。分离单元6可含有过滤装置(未图示)，例如转筒、圆盘、水平带式等真空过滤设备，或压滤、压榨、动态过滤和旋转型等加压过滤设备。过滤的介质可为滤布、膜等多孔介质。过滤可借助压力差，例如分离单元6前后的压力差，从而实现固相7和液相8的分离。分离单元6也可含有其他固液分离设备，如离心机，旋流分离器，与重力沉降，后两者可考虑作为一级固液分离的装置。

得到的固相7可经进一步处理以回收有用物，比如再度与液化二甲醚混合，也可作为固体废物抛弃、填埋。一些实施例中，将固相7燃烧后再抛弃、填埋以减小/消除对环境的有害影响。

得到的液相8进入回收单元9。回收单元9可包含容纳液体的容器。回收单元9中温度在约10～60℃，压力低于二甲醚饱和蒸汽压。液相8中的液化二甲醚气化后收集来通过管线11返回混合单元4重复使用。液相8中的油2和水10可通过静置分层以及离心、漩涡分离等方法相互分离从而分别回收。回收得到的油2可用作燃料，也可用于炼化厂进行加工。

本发明提及的“油”或类似用语是指含油物质经液化二甲醚处理后得到的液相中除水和液化二甲醚外的液体成分。一些实施例中，根据应用的要求，回收得到的油用燃烧温度来表征，例如105℃～550℃温度之间可以气化或燃烧的部分。一些实施例中，回收得到的油的品质用有机溶剂萃取的方式进行表征，其中有机溶剂的示例包括，但不限于，正己烷、甲苯、二氯甲烷、庚烷、二甲苯等。

示例

以下实验示例可以为本领域中具有一般技能的人实施本发明提供参考。这些例子并不限制权利要求的范围。

例1

用来自加拿大亚伯达的，分别含水7％、正己烷可萃取的油8％、可在550℃燃烧的油11％的油砂作为试验样本。在这些实验中，每一油砂样本的重量为100克。将油砂样本放入一个2升的不锈钢容器中，并用乙二醇浴夹套控制容器的温度。

向该容器通1分钟氮气后，再用二甲醚(纯度：≥99％)替换氮气1分钟。将200克二甲醚气体从气瓶中通入该容器，并借助往复泵将该气体加压从而在容器中液化。二甲醚的添加量用二甲醚气瓶的重量变化来计算。二甲醚相对于油砂之重量比通过用添加的二甲醚重量除以加入该容器的油砂样本重量加以计算。二甲醚相对于油之重量比通过添加的二甲醚重量除以添进该容器的油砂样本中油的重量加以计算。

然后，将该容器维持在20℃的恒定温度下持续1小时，同时以每分钟转数300转的速度搅拌油砂与液化二甲醚，得到二者的混合物。

随后，在过滤器中，用孔径为25微米的滤布在降低5个大气压的压力差(20℃二甲醚饱和蒸汽压与环境压力之间的压力差)过滤该油砂与液化二甲醚的混合物。固相残留在滤布上，用一个蒸发罐收集滤出的含液化二甲醚、油和水的液相。

在环境压力及环境温度，液化二甲醚蒸发，用氮气吹扫整个装置，收集固相及残余液体。

油砂及固相中的含水量系通过将样本置于105℃的空气气氛中，进行12小时的干燥，得以表征。具体而言，含水量＝(干燥前样本重量–干燥后样本重量)÷干燥前样本重量。

水的回收率为二甲醚处理前后，油砂样本含水量的减少百分比。具体而言，水的回收率＝(处理前油砂样本的含水总重量–处理后固相的含水总重量)÷处理前油砂样本含水总重量×100％。

将干燥后的样本置于550℃的炉中，在空气气氛，进行12小时的燃烧。油砂及固相中油的含量系通过对燃烧前后，干燥样本重量损失的计算，得以表征。具体而言，含油量＝(燃烧前样本重量–燃烧后样本重量)÷燃烧前样本重量。

油砂及固相中的含油量也通过对样本进行6小时的正己烷索氏萃取来表征。进行索氏萃取前，将试验样本置于105℃的温度加热12小时，加以干燥。每一次试验使用2克的样本。之后，再将萃取得到的油和正己烷于105℃的温度加热，使其中的正己烷全部蒸发。剩余物的重量为2克初始样本中油的总重量。具体而言，初始样本含油量＝样本中提取油的总重量÷干燥前样本的初始重量。

油回收率为二甲醚处理前后，样本中油含量的减少百分比。具体而言，油回收率＝(处理前样本中油总重量–处理后样本中油总重量)÷处理前样本中油总重量×100％。

油砂中水和油的回收率列于下表1中。表1显示二甲醚与油的重量百分比相当低(25:1)的情况下得到了相当高的油、水回收率。

表1

二甲醚与油砂的重量比	2.0:1
		二甲醚与油(能被正己烷萃取)的重量比	25:1
油(能被正己烷萃取)的回收率	88.2％
		油(可在550℃燃烧)的回收率	67.6％
水的回收率	93.5％

采用与上述方式(下表2中的实验2)类似的方法另外进行四次实验(下表2中的实验1、实验3至实验5)，只是二甲醚的用量有所改变。不同实验中二甲醚相对于油砂的重量比、二甲醚相对于油砂中油的重量比、和油的回收率，分别列于下表2中。

表2

表2显示，在二甲醚相对于油的重量比上升到25:1后达到44:1之前，油的回收率随着二甲醚量的增加会在大幅提升后维持在较高的水平。然而，在二甲醚相对于油的重量比达到44:1之后，油的回收率意外的降低了。

采用与实验2相似的方式，另外进行三次实验(下表3中的实验7至实验9)，只是搅拌油砂与液态二甲醚期间的温度有所变化。不同实验中的温度、油的回收率分别列于下表3中。

表3

实验编号	温度(℃)	油(可在550℃燃烧)的回收率
			7	10	61％
2	20	68％
			8	30	61％
9	40	58％

从表3可以看出，油的回收率在温度达到40℃之前较高，30℃前，随温度升高，该回收率也提高。

例2

用与例1中实验2相似的方式进行实验，只是采用不同的含油污泥样本替代油砂，含油污泥及二甲醚的量有所不同，且搅拌/混合时间从1小时变为2小时。

含油污泥样本中各类物质的分析结果列于下表4中。

表4

二甲醚、含油污泥的重量、重量比，含油污泥中油、水的回收率，以及固体减少率，分别列于下表5、表6中。

表5

表6

从表5、表6中可以看出，尽管含油污泥样本组成复杂，但仍在二甲醚与油之重量比较低的情况下实现了油的高回收率。

虽然结合特定的实施例对本发明进行了表明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims

1.一种从含油物质回收油的方法，包括：

搅拌含油物质与液化二甲醚，得到二者的混合物，其中，液化二甲醚相对于含油物质中油之重量比小于44：1；

将该混合物分离为液相与固相；及，

从液相中回收油。

2.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于该分离包括过滤。

3.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于包括从液相中回收水。

4.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于所述含油物质为含油污泥。

5.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于所述含油物质为油砂。

6.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于所述搅拌于低于40℃温度范围内进行。

7.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于所述搅拌于低于30℃温度范围内进行。

8.如权利要求1所述的从含油物质回收油的方法，其特征在于所述液化二甲醚相对于所述含油物质中油之重量比≤38：1。

9.一种从含油物质回收油的装置，包括：

搅拌含油物质与液化二甲醚以得到二者的混合物的混合单元；

将该混合物分离为液相与固相的分离单元；及，

从液相回收油的回收单元。

10.如权利要求9所述的从含油物质回收油的装置，其特征在于所述混合单元包括搅拌所述含油物质与液化二甲醚的机械搅拌装置。