CN106188613A - 一种油田油泥制备的再生胶及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于油田油泥资源化处理领域，特别公开了一种以油田油泥为主要原料制备的再生胶，还公开了一种生产方法。该油田油泥制备的再生胶原料配方质量百分比组成为：含油污泥50％～65％、废轮胎胶粉5％～20％、粘土20％～40％、活化剂420 0.1％～0.4％、乙烯焦油0.1％～0.3％、烷基苯酚二硫化物0.1％～0.3％。本发明提供的油田油泥制备的再生胶通过配方优化设计，显著提高了含油污泥含量，从而增大了油田污泥消耗量，提高油田油泥资源化处置效果20％以上；采用废轮胎胶粉，用量仅为5％～20％，用量显著降低，节约了生产成本；再生胶再生反应时间较短，且脱硫程度高，再生胶性能均达到国家相应的再生胶标准。

Description

一种油田油泥制备的再生胶及其生产方法

技术领域

本发明涉及油田油泥资源化处理技术领域，特别是涉及一种以油田油泥为主要原料制备的再生胶，同时还涉及其生产方法。

背景技术

油田油泥或油泥，主要是指在石油勘探、开发和冶炼过程中产生的大量的含油固体废物。目前，我国已将油泥列入《国家危险废物目录》中的含油废物类。

油田油泥处理处置问题是世界重大科学难题，同时，《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》要求必须对油泥进行无害化处理。根据中华人民共和国国务院第369号令《排污费征收使用管理条例》(2003年7月1日起执行)，对处置危险废物不符合国家有关规定的，危险废物排污费征收标准为每次每吨1000元。目前，我国油田、炼油厂油泥累计量达数千万吨，而且还在不断增加，数量巨大，污染严重。

油泥成分以残留石油、高分子聚合物、含硫化合物和无机矿物质为主，同时还含有一些以表面活性剂、有机聚合物为主的钻井采油助剂和污水处理过程中加入的有机、无机絮凝剂等。油泥直接外排不但占用大量土地，而且其含有的有毒物质会污染水体、土壤和大气，恶化生态环境。直接用于回注和在污水处理系统循环时，会造成注水水质下降和污水处理系统的运行条件恶化，对生产造成不可预计的损失，同时大量石油资源会被浪费。因此，无论是从环境保护、维护正常生产还是从回收能源的角度出发，都必须对油泥进行无害化、资源化处理。

申请人在研究过程中考察了再生胶的生产行业，废橡胶再生过程中生产原料主要是废胶粉、软化油和活化剂等。而油泥中含有一定量的沥青质与高分子聚合物，这些沥青质在废橡胶再生过程中是一种很好的软化剂，同时，油泥中还含有一些聚丙烯酰胺等高分子聚合物和硫醇类化合物，它们是废旧橡胶再生过程中不可缺少的活化剂。鉴于油泥成分特征和处理现状，结合废橡胶再生技术，采用油田油泥来制备再生胶，将是油田油泥资源化处理的有效途径，同时还可以显著降低再生胶的生产成本，对废橡胶利用产业带来有利影响，最终达到以废治废、变废为宝的目的。申请人就此技术申请了专利CN 104151659“再生胶及其制备方法”，但在实际应用中发现，该专利技术还存在以下可以改进的地方。第一，油泥消耗量较低，再生胶生产中使用的原料油田污泥质量分数为40～50％，油田污泥使用量小，导致油泥消耗量低，不利于该技术在油田油泥处理行业的推广；第二，杂胶粉用量大，再生胶的生产成本偏高。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种油田油泥制备的再生胶，通过配方的优化设计，显著提高了原料含油污泥的百分比含量，从而增大了油田污泥的消耗量，提高了油田油泥资源化处置效果；采用废轮胎胶粉，且用量仅为5％～20％，用量显著降低，大大节约了生产成本。

本发明解决的技术问题还在于提供一种油田油泥制备的再生胶的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油田油泥制备的再生胶，其原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：50％～65％；

废轮胎胶粉：5％～20％；

粘土：20％～40％；

活化剂420：0.1％～0.4％；

乙烯焦油：0.1％～0.3％；

烷基苯酚二硫化物：0.1％～0.3％；

所述含油污泥由油田油泥预处理得到。

其中一个优选的技术方案，油田油泥制备的再生胶原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：63.1％；

废轮胎胶粉：15.1％；

粘土：21.1％；

活化剂420：0.2％；

乙烯焦油：0.3％；

烷基苯酚二硫化物：0.2％。

另一个优选的技术方案，油田油泥制备的再生胶原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：57.6％；

废轮胎胶粉：8.5％；

粘土：33.5％；

活化剂420：0.12％；

乙烯焦油：0.17％；

烷基苯酚二硫化物：0.11％。

本发明还提供了一种油田油泥制备的再生胶的生产方法，包括以下步骤：

S1：油田油泥预处理

将油田油泥中的砂砾杂质去除，得到含油污泥；

S2：反应制备再生胶

反应釜提前预热升温至220℃，将原料含油污泥、废轮胎胶粉、粘土、活化剂420、乙烯焦油、烷基苯酚二硫化物按比例投入所述反应釜中进行混合，之后闭合反应釜，于2.0MPa、220℃条件下，在反应釜中反应60分钟，反应结束；

S3：后处理

排出反应釜中的气体，减压至常压，等反应釜中的物料降至50℃以下，出料，得到再生胶。

再生胶的生产过程就是脱硫的过程。要想用再生方法使硫化橡胶再回到线型具有塑性结构的状态，就必须通过加热、氧化及再生剂等的作用，使硫化胶中的-C-Sx-C-交联键断裂，发生降解，导致硫化胶从弹性状态变成塑性状态，即脱硫，废胶再生过程的关键在于脱硫。

本发明提供的油田油泥制备的再生胶，采用废轮胎胶粉，其用量仅为5％～20％，用量显著降低，大大节约了生产成本；粘土作为填充剂使用，同时也可作为脱硫催化剂，粘土组分增加，在配方中粘土占20％～40％，可以加快反应速度，同时提高废胶的脱硫率；活化剂420能够有效提高废胶粉的硫化活性，有利于反应的快速进行；乙烯焦油作为软化剂使用，在再生过程中起到渗透膨润和增加塑性的作用；烷基苯酚二硫化物为活化剂，起到加快降解，减少脱硫时间，提高再生胶品质等作用。

采用废轮胎胶粉代替杂胶粉，并且加入了粘土，粘土催化剂含量较多，因此可以更多的消耗油田油泥。通过大量的实验表明，以上原料的合理复配，在生产再生胶时，含油污泥的用量可以提高到50％～65％，油田油泥耗用量显著提升，从而可以提高油田油泥资源化处置效果20％以上。不但可以促进油田、炼油厂清洁生产，减少固废排放(减量化)，实现油泥的无害化和资源化；而且可以实现能源和资源可持续利用，维护环境生态和谐与平衡。因此，本发明研究开发的油泥资源化处理技术具有较大的经济效益和重大的社会、环境效益。

含油污泥用量的提高还可以进一步提高再生胶的塑性，增强活化效果，加快交联网点断裂的速度，从而加快脱硫过程，降低了能耗，提高生产效率和再生胶的机械强度。含油污泥中的残留石油含有不同沸点物质，低沸点物质相对较少，主要为高沸点物质，再生反应温度在220℃左右，所以低沸点物质将挥发出去，形成废气，高沸点油类主要由一些高分子量的复杂烃类化合物组成，包括芳香烃、环烷烃和链烷烃，还有一部分烯烃和少量的杂环化合物。非极性物质在脱硫过程中可以随机分布在橡胶大分子之间，渗透到橡胶分子中，由于受热膨胀，使橡胶分子链之间以及填充剂与橡胶分子链之间的作用力减弱，有助于断链。同时增大分子之间的距离，降低结构化的可能。油类物质中的极性基团将定向排列于橡胶大分子极性部位，对链段起到包围隔离的作用，增大了链段之间的距离，增大了链段的流动性，提高了再生胶的塑性。油泥中的聚丙烯酰胺等高分子聚合物，它们与废胶粉混合后，在一定的物理化学条件下，能迅速与氢过氧化物反应，形成新的自由基和ROOH，降低结构化的可能，同时促进助氧化反应的进行，终止橡胶链自由基，阻止了橡胶链自由基重新结合或进攻链上的双键，而生成复杂的、影响再生胶可塑性、粘性和流动性的结构，从而加快了脱硫过程，降低了能耗，提高了生产效率和再生胶的机械强度及其他性能。油泥中含有一定量的含硫化合物，主要为硫醇、硫醚、硫酚类等，这些物质本身就是橡胶再生过程中的脱硫剂作用，它们的存在可大幅度缩短脱硫时间，改善再生胶的工艺性能，减少软化剂的用量，提高再生胶产品的质量。

本发明的有益效果是：本发明提供的油田油泥制备的再生胶，通过配方的优化设计，显著提高了原料含油污泥的百分比含量，从而增大了油田污泥的消耗量，可以提高油田油泥资源化处置效果20％以上；采用废轮胎胶粉，且用量仅为5％～20％，用量显著降低，大大节约了生产成本；再生胶再生反应时间较短，且脱硫程度高，提高了生产效率，再生胶的性能均达到国家相应的再生胶标准。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

本实施例提供的油田油泥制备的再生胶，原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：63.1％；

废轮胎胶粉：15.1％；

粘土：21.1％；

活化剂420：0.2％；

乙烯焦油：0.3％；

烷基苯酚二硫化物：0.2％。

该油田油泥制备的再生胶的生产方法，包括步骤：

S1：油田油泥预处理

将油田油泥中的砂砾杂质去除，得到含油污泥；

S2：反应制备再生胶

反应釜提前预热升温至220℃，先将原料含油污泥、废轮胎胶粉、粘土加入反应釜中，混合均匀，然后再将活化剂420、乙烯焦油、烷基苯酚二硫化物投入反应釜中进行混合，混合均匀后，闭合反应釜，于2.0MPa、220℃条件下，在反应釜中反应60分钟，反应结束；

S3：后处理

排出反应釜中的气体，减压至常压，等反应釜中的物料降至50℃以下，出料，得到再生胶粉。

实施例2

本实施例提供的油田油泥制备的再生胶，原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：57.6％；

废轮胎胶粉：8.5％；

粘土：33.5％；

活化剂420：0.12％；

乙烯焦油：0.17％；

烷基苯酚二硫化物：0.11％。

该油田油泥制备的再生胶的生产方法，包括步骤：

S1：油田油泥预处理

将油田油泥中的砂砾杂质去除，得到含油污泥；

S2：反应制备再生胶

反应釜提前预热升温至220℃，先将原料含油污泥、废轮胎胶粉、粘土加入反应釜中，混合均匀，然后再将活化剂420、乙烯焦油、烷基苯酚二硫化物投入反应釜中进行混合，混合均匀后，闭合反应釜，于2.0MPa、220℃条件下，在反应釜中反应60分钟，反应结束；

S3：后处理

排出反应釜中的气体，减压至常压，等反应釜中的物料降至50℃以下，出料，得到再生胶粉。

实施例1和实施例2生产的再生胶粉性能数据见表1所示。

表1 GB/T13460～2008再生橡胶中标准要求及再生胶样品性能数值

从表1中可以看出，实施例1和实施例2生产的再生胶粉样品的各项性能均达到《GB/T13460～2008再生橡胶》中的E类标准的要求，对环境及人体都无害。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种油田油泥制备的再生胶，其特征在于，原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：50％～65％；

废轮胎胶粉：5％～20％；

粘土：20％～40％；

活化剂420：0.1％～0.4％；

乙烯焦油：0.1％～0.3％；

烷基苯酚二硫化物：0.1％～0.3％；

所述含油污泥由油田油泥预处理得到。

2.根据权利要求1所述的油田油泥制备的再生胶，其特征在于，原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：63.1％；

废轮胎胶粉：15.1％；

粘土：21.1％；

活化剂420：0.2％；

乙烯焦油：0.3％；

烷基苯酚二硫化物：0.2％。

3.根据权利要求1所述的油田油泥制备的再生胶，其特征在于，原料配方的质量百分比组成为：

含油污泥：57.6％；

废轮胎胶粉：8.5％；

粘土：33.5％；

活化剂420：0.12％；

乙烯焦油：0.17％；

烷基苯酚二硫化物：0.11％。

4.一种权利要求1-3任一所述的油田油泥制备的再生胶的生产方法，其特征在于，包括步骤：

S1：油田油泥预处理

将油田油泥中的砂砾杂质去除，得到含油污泥；

S2：反应制备再生胶

反应釜提前预热升温至220℃，将原料含油污泥、废轮胎胶粉、粘土、活化剂420、乙烯焦油、烷基苯酚二硫化物投入所述反应釜中进行混合，之后闭合反应釜，于2.0MPa、220℃条件下，在反应釜中反应60分钟，反应结束；

S3：后处理

排出反应釜中的气体，减压至常压，等反应釜中的物料降至50℃以下，出料，得到再生胶。