CN106281767A - 一种含油钻屑用清洗剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含油钻屑用清洗剂及其制备方法，包含有低电荷阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、盐、乙醇和水。按照本发明得到的含油钻屑用清洗剂，具有优良的除油效果，处理后钻屑残油含量可降至0.5％以下，油水静置一小时即可分层，油回收，水重复利用继续清洗含油钻屑，要求的设备少，操作简单，不产生二次污染，安全环保。
Description
技术领域
本发明属于石油化工领域，特别是涉及一种含油钻屑用清洗剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着页岩气的勘探开发，油基钻井液技术受到越来越多的重视并不断发展，油基钻井液的使用产生的含油钻屑的数量非常大。含油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(国家危险废物名录，HW08)，若不经处理就直接排放，将会对周边生态环境造成严重危害。包括我国在内的世界各海洋产油国制定了严格的法律法规，严格限制含油钻屑的排放，所以对含油钻屑无害化处理技术的需求尤为迫切。
目前，已应用的主要技术有:热分馏法、钻屑回注法、钻屑脱干法、钻屑清洗法。热蒸馏法对设备要求高，需要专业的处理厂。钻屑回注法不仅对技术要求高，处理费用昂贵，还可能给地下水或油层造成污染。钻屑脱干法除油率较低，单独的脱干处理不能满足排放要求，需与其他技术配合使用。钻屑清洗法处理条件温和，对钻屑的除油率较高，且设备简单，但是钻屑清洗法需要优良的钻屑清洗剂。
目前，现存的钻屑除油剂主要有有机溶剂清洗剂和水基清洗剂。有机溶剂清洗机虽然清洗效果好，但是有机溶剂易挥发进入空气，易对人体造成毒害作用，还具有易燃易爆的安全隐患。水基清洗剂虽然毒性低，但是除油率很低，除油过程中处理条件苛刻。
发明内容
本发明主要目的是解决上述问题，提供一种含油钻屑用清洗剂。本发明含油钻屑用清洗剂为水基清洗剂，除油效率高，使用方便。
为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有3-5份低电荷阳离子表面活性剂、10-20份阴离子表面活性剂、2-4份非离子表面活性剂、0.5-1份盐、5-10份乙醇和60-79.5份水。
所述的低电荷阳离子表面活性剂为聚氧乙烯基烷基季铵盐或咪唑啉表面活性剂；优选地，所述的低电荷阳离子表面活性剂为十二烷基聚氧乙烯氯化铵、十四烷基聚氧乙烯基氯化铵、十六烷基聚氧乙烯基氯化铵、十六烷基聚氧乙烯十四烷基氯化铵、油酸咪唑 啉季铵盐和月桂酸咪唑啉季铵盐的一种。
所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、ɑ-烯基磺酸钠的一种；优选地，所述的ɑ-烯基磺酸钠的碳数分布在12-16。
所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚的至少一种；优选地，所述的脂肪醇为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、丙醇、丁醇中的一种或多种；所述的烷基酚为丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚的至少一种。
所述的盐为NaCl和KCl的至少一种。
上述含油钻屑用清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将盐溶解于水中，待完全溶解后加入阴离子表面活性剂；
(2)将非离子表面活性剂加入到乙醇中溶解，然后加入阳离子表面活性剂；
(3)将步骤(1)所得溶液与步骤(2)所得溶液混合即得所述含油钻屑用清洗剂。
在含油钻屑用清洗剂的制备中，非离子型表面活性剂不仅有良好的洗涤、分散、乳化、起泡、润湿、增溶、防腐蚀、杀菌等多种性能，而且和其他表面活性剂有良好的配伍性。阴离子表面活性剂生物降解性好、价格较低，并且去污、乳化、增溶效果好。本发明引入了低电荷阳离子表面活性剂聚氧乙烯基烷基季铵盐、咪唑啉表面活性剂，由于氧乙烯基官能团的吸电子作用，降低了表面活性剂离子的电荷密度，从而能减弱阴离子和阳离子间的静电作用，并增大阴离子-阳离子复合物的亲水性，使得阴阳离子表面活性剂能够完全混溶而不产生沉淀。咪唑啉表面活性剂本身阳离子电荷就比较弱，也可以和阴离子表面活性剂配合使用。多种表面活性剂进行复配，有利于发挥各个表面活性剂的性能优势，充分发挥“协同增效”的效果。由于所处理的含油钻屑中的油为油基泥浆，加入盐的目的是使油基泥浆更容易破乳，大大降低了除油清洗时间，从而达到较好的清洗效果。
本发明含油钻屑清洗剂的有益效果是：按照本发明的到的含油钻屑用清洗剂，具有优良的除油效果，处理后钻屑残油含量可降至0.5％以下，油水静置一小时即可分层，油回收，水重复利用继续清洗含油钻屑，要求的设备少，操作简单，不产生二次污染，安全环保。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
实施例1：
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有3份十二烷基聚氧乙烯氯化铵、10份十二烷基苯磺酸钠、4份辛基酚聚氧乙烯醚、0.5份NaCl、10份乙醇和72.5份水。
所述制备方法如下：
(1)将盐溶解于水中，待完全溶解后加入阴离子表面活性剂；
(2)将非离子表面活性剂加入到乙醇中溶解，然后加入阳离子表面活性剂；
(3)将步骤(1)所得溶液与步骤(2)所得溶液混合即得所述含油钻屑用清洗剂。
实施例2：
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有5份油酸咪唑啉季铵盐、10份碳数为12的ɑ-烯基磺酸钠、2份丁醇聚氧乙烯醚、1份KCl、10份乙醇和60份水。
该含油钻屑用清洗剂的制备方法同实施例1，仅各组分物质的选择和用量不同。
实施例3：
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有3份十六烷基聚氧乙烯十四烷基氯化铵、20份碳数为14的ɑ-烯基磺酸钠、2份丁基酚聚氧乙烯醚、2份辛基酚聚氧乙烯醚0.8份NaCl、0.2份KCl、10份乙醇和62份水。
该含油钻屑用清洗剂的制备方法同实施例1，仅各组分物质的选择和用量不同。
实施例4：
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有4份十六烷基聚氧乙烯基氯化铵、15份碳数为十二烷基苯磺酸钠、2份丁基酚聚氧乙烯醚、2份异丙醇聚氧乙烯醚、0.5份KCl、8份乙醇和68.5份水。
该含油钻屑用清洗剂的制备方法同实施例1，仅各组分物质的选择和用量不同。
对比例1
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有10份十二烷基苯磺酸钠、4份辛基酚聚氧乙烯醚、0.5份NaCl、10份乙醇和72.5份水。
该含油钻屑用清洗剂的制备方法同实施例1，仅各组分物质的选择和用量不同。
对比例2
一种含油钻屑用清洗剂，其包含有5份油酸咪唑啉季铵盐、10份碳数为12的ɑ-烯基磺酸钠、2份丁醇聚氧乙烯醚、10份乙醇和60份水。
该含油钻屑用清洗剂的制备方法同实施例1，仅各组分物质的选择和用量不同。
从现场取了两批含油钻屑样品1#和2#，利用本发明含油钻屑用清洗剂和对比例对样 品进行清洗。
性能评价：
1、将含油钻屑用清洗剂与现场含油钻屑按2:1的质量比混合，搅拌5min后抽滤处理得到较干燥的钻屑。
2、将钻屑晾干，取1.0-1.5g处理后钻屑样品溶于10ml环保级四氯化碳中进行萃取，充分搅拌后，经玻璃砂芯漏斗(内有10mm厚度干燥的无水硫酸钠)过滤，流入容量瓶内。用四氯化碳重复多次萃取固相(即重复前述步骤)，至少萃取3次以上，并用四氯化碳洗涤玻璃砂芯漏斗，一并流入50ml容量瓶中，最后用四氯化碳定容。
3、以四氯化碳作空白溶液(空白对照)，使用4cm比色皿，用OIL-8型红外分光测油仪测定四氯化碳萃取液中油类的浓度。
处理后的钻屑含油量
处理后岩屑中石油类的含量C(mg/kg)按下式计算：
C＝(C1×V0×D)/M1
式中：
C1——测油仪读数，mg/L；
V0——萃取溶剂定容体积，ml；
D——萃取液稀释倍数；
M1——所取的处理后岩屑样品的质量。
表1含油钻屑用清洗剂对含油钻屑的清洗效果
从表1可以看出，未添加阳离子表面活性剂或盐的清洗剂，其除油效果大大降低，盐的加入可大大降低清洗时间，对比例2若需达到实施例的洗油效果，需提高清洗时间至30min。
Claims (8)
1.一种含油钻屑用清洗剂，其特征在于，包含有3-5份低电荷阳离子表面活性剂、10-20份阴离子表面活性剂、2-4份非离子表面活性剂、0.5-1份盐、5-10份乙醇和60-79.5份水。
2.如权利要求1所述的含油钻屑用清洗剂，其特征在于，所述的低电荷阳离子表面活性剂为聚氧乙烯基烷基季铵盐或咪唑啉表面活性剂。
3.如权利要求2所述的含油钻屑用清洗剂，其特征在于，所述的聚氧乙烯基烷基季铵盐为十二烷基聚氧乙烯氯化铵、十四烷基聚氧乙烯基氯化铵、十六烷基聚氧乙烯基氯化铵、十六烷基聚氧乙烯十四烷基氯化铵；所述咪唑啉表面活性剂为油酸咪唑啉季铵盐或月桂酸咪唑啉季铵盐。
4.如权利要求1所述的含油钻屑用清洗剂，其特征在于，所述的阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或ɑ-烯基磺酸钠。
5.如权利要求4所述的含油钻屑用清洗剂，其特征在于，所述的ɑ-烯基磺酸钠的碳数分布在12-16。
6.如权利要求1所述的含油钻屑用清洗剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚；所述的脂肪醇为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、丙醇、丁醇中的一种；所述的烷基酚为丙基酚、丁基酚、戊基酚、庚基酚、辛基酚中的一种。
7.如权利要求1所述的含油钻屑用清洗剂，其特征在于，所述的盐为NaCl和KCl的至少一种。
8.权利要求1所述的含有钻屑用清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将盐溶解于水中，待完全溶解后加入阴离子表面活性剂；
(2)将非离子表面活性剂加入到乙醇中溶解，然后加入阳离子表面活性剂；
(3)将步骤(1)所得溶液与步骤(2)所得溶液混合即得所述含油钻屑用清洗剂。
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