CN105969418B - 基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法 - Google Patents

基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，尤其是一种针对页岩气柴油基钻井液钻屑处理的方法，处理页岩气柴油基钻屑的溶剂原料包含按重量份计的以下组分：正己烷20～40份、丙酮20～40份、甲基乙基酮20～40份、乙酸乙酯10份、乙醇10份；本发明所配制的溶剂针对柴油基钻屑的原油回收率可达到99.7％左右，最佳萃取条件为：剂泥比(体积单位ml：质量单位g)3:1，萃取温度45℃，搅拌速度500r/min,萃取时间为20min,采用水洗—三级错流萃取技术。萃取完成后对萃取剂的回收率可达到98.5％左右，所配制的萃取剂具有效果好，对原油回收率高，萃取剂本身回收率高，工艺简单，清洁无污染且节约成本的优点。

Description

基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法
技术领域
本发明涉及了一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，尤其针对页岩气柴油基钻井液钻屑处理，属于油气田增产技术领域。
背景技术
我国页岩油(气)井时的勘探开发还处于初期阶段，钻页岩油(气)井时普遍采用油基泥浆技术。油基泥浆具有抗高温、抗盐钙侵蚀，有利于井壁稳定、润滑性好、对油气层损害小的特点，使得在开采过程中将大规模使用。
然而，在油气资源勘探、开发钻井过程中使用柴油基钻井液会产生柴油基钻井液钻屑(简称柴油基钻屑)的堆积。柴油基钻屑因其含有石油烃类、重金属和有机物等污染物，已被列入国家危险废弃物，若不经处理就直接排放，将会对周边生态环境造成危害。钻采产生的柴油基钻屑其浸出液也有较高毒性，且不同种类的化学处理剂使钻屑中各类污染物与无机固体之间的桥联结构稳固，其成分结构更加复杂化，客观上增加了工艺处理难度和处理成本。柴油基钻屑直接排放或简单的填埋处理，会对土壤和地下水形成严重污染，钻屑中还有可能含有大量的病原菌、寄生虫，铜、锌、铅、铬、汞等重金属，进而严重影响人类健康和生态环境。并且大部分油基钻屑中仍有较高的含油率，对其进行直接丢弃还会造成对资源的浪费。发达国家从20世纪80年代就开展了对含油固废物处理的系统研究，至90年代已形成了较为完善的相关环保保法规。
我国页岩油(气)井时的勘探开发还处于初期阶段，针对柴油基钻屑所产生的污染处理技术也还不够成熟。目前国内外普遍采用的物化处理方法主要有焚烧法、井下回注法、固化法、溶剂萃取法、热处理法、热洗涤法、离心分离法等。
溶剂萃取法被广泛应用于回收污油，其特点是能回收大部分石油类物质，溶剂可循环使用。目前溶剂萃取法的关键在于开发性价比合理的萃取剂。利用萃取剂与钻屑中所含油分之间溶解性较大的原理，将油分溶解并使其与钻屑中其他的组分分离。萃取剂必须能够溶解含柴油基钻屑中的原油；而萃取剂的回收却又基于萃取剂与油分之间在性质上的差别，沸程要与含油污泥中的油分的沸程无重叠或尽量少重叠，以利于萃取剂通过蒸馏回收。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对柴油基钻屑的污染和资源浪费问题的问题，提供一种可以回收柴油基钻屑中的原油，降低柴油基钻屑污染的处理工艺以及所采用的萃取剂的配方。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，按照以下步骤进行：
(1)预处理：称取一定量的柴油基钻屑，在放入烘箱中，设置温度为105℃，干燥至恒重；
(2)萃取：先按重量份计的以下组分：正己烷25～35份、丙酮25～35份、甲基乙基酮25～35份、乙酸乙酯10份、乙醇10份组成试剂原料包，然后称取一定量的干燥后的柴油基钻屑放入烧杯中，按照剂泥比(体积单位ml：质量单位g)3:1的量，在烧杯中依次加入正己烷、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、乙醇搅拌20min,搅拌器转速为500r/min,水浴锅温度设置为45℃，搅拌时间为20min；
(3)水洗：将步骤2萃取后的萃取液倒出，用水洗涤2次，每次洗涤时间为10分钟；
(4)三级错流萃取：将步骤3所得的萃取相倒出后，按照上述配比配制新鲜溶剂倒入烧杯中继续萃取，重复上述操作2次。
(5)回收萃取剂：将倒出的萃取液集中，采用减压蒸馏的方式，设置温度为80℃，直至不再有萃取剂被蒸出为止。
进一步地，水洗所用的水为电气浮-凝聚处理过的水。
柴油基钻屑溶剂萃取是利用萃取剂与柴油基钻屑中所含油分之间溶解性较大的原理，将油分溶解并使其与柴油基钻屑中其他的组分分离。萃取剂必须能够溶解柴油基钻屑中的原油，因而萃取剂分子组成的设计应综合考虑其溶解性与回收的需求，即“相似相容”原理的恰当运用。而萃取剂的回收却又基于萃取剂与油分之间在性质上的差别，沸程要与柴油基钻屑中的油分的沸程无重叠或尽量少重叠，以利于萃取剂通过蒸馏回收。油分被溶剂从柴油基钻屑中萃取出来后，通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用，回收油则用于回炼。
根据上述原理选择合适的溶剂配制而成的萃取剂，按照剂泥比(体积：质量)3:1，萃取温度45℃，搅拌速度500r/min,萃取时间20min,以及水洗—三级错流萃取技术，它对柴油基钻屑中原油的回收率可达99.7％左右，萃取完成后对萃取剂的回收率可达到98.5％左右。配制的萃取剂具有除油效率高，回收效率高，工艺简单，清洁无污染且节约成本。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：所配制的萃取剂具有除油效率高，回收效率高，工艺简单，清洁无污染且节约成本的优点，对油气田增产意义重大。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本发明的处理柴油基钻屑的萃取剂，各原料均为市售。
实施例1
本实施例提供一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，通过以下步骤进行：
(1)预处理：称取一定量的柴油基钻屑，在放入烘箱中，设置温度为105℃，干燥至恒重；
(2)萃取：称取一定量的干燥后的柴油基钻屑放入烧杯中，按照剂泥比(体积单位ml：质量单位g)3:1的量，在烧杯中依次加入正己烷30份、丙酮25份、甲基乙基酮25份、乙酸乙酯10份、乙醇10份搅拌20min,搅拌器转速为500r/min,水浴锅温度设置为45℃，搅拌时间为20min；
(3)水洗：将步骤2萃取后的萃取液倒出，用电气浮-凝聚处理过的水洗涤2次，每次洗涤时间为10分钟；
(4)三级错流萃取：将步骤3所得的萃取相倒出后，按照上述配比配制新鲜溶剂倒入烧杯中继续萃取，重复上述操作2次。
(5)回收萃取剂：将倒出的萃取液集中，采用减压蒸馏的方式，设置温度为80℃，直至不再有萃取剂被蒸出为止。
通过该方法处理后的柴油基钻屑，对柴油基钻屑的除油率为99.7％左右，对萃取剂的回收效率为98.5％。
实施例2
本实施例一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，通过以下步骤进行：
(1)预处理：称取一定量的柴油基钻屑，在放入烘箱中，设置温度为105℃，干燥至恒重；
(2)萃取：称取一定量的干燥后的柴油基钻屑放入烧杯中，按照剂泥比(体积：质量)3:1的量，在烧杯中依次加入正己烷25份、丙酮30份、甲基乙基酮25份、乙酸乙酯10份、乙醇10份搅拌20min,搅拌器转速为500r/min,水浴锅温度设置为45℃，搅拌时间为20min；
(3)水洗：将步骤2萃取后的萃取液倒出，用电气浮-凝聚处理过的水洗涤2次，每次洗涤时间为10分钟；
(4)三级错流萃取：将步骤3所得的萃取相倒出后，按照上述配比配制新鲜溶剂倒入烧杯中继续萃取，重复上述操作2次。
(5)回收萃取剂：将倒出的萃取液集中，采用减压蒸馏的方式，设置温度为80℃，直至不再有萃取剂被蒸出为止。
通过该方法处理后的柴油基钻屑，对柴油基钻屑的除油率为98.2％左右，对萃取剂的回收效率为97.4％。
实施例3
本实施例一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，通过以下步骤进行：
(1)预处理：称取一定量的柴油基钻屑，在放入烘箱中，设置温度为105℃，干燥至恒重；
(2)萃取：称取一定量的干燥后的柴油基钻屑放入烧杯中，按照剂泥比(体积：质量)3:1的量，在烧杯中依次加入正己烷35份、丙酮25份、甲基乙基酮20份、乙酸乙酯10份、乙醇10份搅拌20min,搅拌器转速为500r/min,水浴锅温度设置为45℃，搅拌时间为20min；
(3)水洗：将步骤2萃取后的萃取液倒出，用电气浮-凝聚处理过的水洗涤2次，每次洗涤时间为10分钟；
(4)三级错流萃取：将步骤3所得的萃取相倒出后，按照上述配比配制新鲜溶剂倒入烧杯中继续萃取，重复上述操作2次。
(5)回收萃取剂：将倒出的萃取液集中，采用减压蒸馏的方式，设置温度为80℃，直至不再有萃取剂被蒸出为止。
通过该方法处理后的柴油基钻屑，对柴油基钻屑的除油率为98.4％左右，对萃取剂的回收效率为97.8％。
本发明采用该法配制而成的萃取剂，按照剂泥比(体积：质量)3:1，萃取温度45℃，搅拌速度500r/min,萃取时间20min,以及水洗—三级错流萃取技术，它对柴油基钻屑中原油的回收率可达99.7％左右，萃取完成后对萃取剂的回收率可达到98.5％左右。配制的萃取剂具有除油效率高，回收效率高，工艺简单，清洁无污染且节约成本。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (1)

1.一种基于溶剂萃取的柴油基钻屑处理方法，其特征在于按照以下步骤进行：
(1)预处理：称取一定量的柴油基钻屑，在放入烘箱中，设置温度为105℃，干燥至恒重；
(2)萃取：先按重量份计的以下组分：正己烷25～35份、丙酮25～35份、甲基乙基酮25～35份、乙酸乙酯10份、乙醇10份组成试剂原料包，然后称取一定量的干燥后的柴油基钻屑放入烧杯中，按照剂泥比(体积单位ml：质量单位g)3:1的量，在烧杯中依次加入正己烷、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯、乙醇搅拌20min,搅拌器转速为500r/min,水浴锅温度设置为45℃，搅拌时间为20min；
(3)水洗：将步骤2萃取后的萃取液倒出，用水洗涤2次，每次洗涤时间为10分钟；
(4)三级错流萃取：将步骤3所得的萃取相倒出后，按照上述配比配制新鲜溶剂倒入烧杯中继续萃取，重复上述操作2次；
(5)回收萃取剂：将倒出的萃取液集中，采用减压蒸馏的方式，设置温度为80℃，直至不再有萃取剂被蒸出为止；
水洗所用的水为电气浮-凝聚处理过的水。
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