CN107416937A - 去除蒸发母液中有机物的处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种去除蒸发母液中有机物的处理系统，利用萃取罐、蒸发母液回收罐、萃取剂回收罐、混合液回收罐和有机溶液回收罐的相互配合，有效去除蒸发母液中有机物，同时，实现蒸发母液和萃取剂的回收再利用，回收后的蒸发母液返回至蒸发系统继续蒸发浓缩，降低生产成本，避免二次污染现象的发生。

Description

去除蒸发母液中有机物的处理系统

技术领域

本发明通常涉及废水处理领域，且特别地，涉及去除蒸发母液中有机物的处理系统。

背景技术

石油天然气开发过程中将会产生大量高含盐采气废水、压裂废水和钻井废水等。这些废水含盐可高达10000－150000mg/L，COD可达2000-50000mg/L，氨氮可高达50-200mg/L，其他污染物浓度也比较高，水质相当复杂。

现有的废水处理技术主要有回注处理技术和化学氧化处理处理技术。其中，大部分油气田采用回注处理技术进行废水处理，但在四川等地层非常致密地区，回注难度相当大。因此，目前大部分油气田采用化学氧化技术进行废水处理，同时，随着环境管理力度的加大，不少地方已采取措施限制排放污水中氯离子等物质的排放浓度，例如有的地方在部分流域已将氯离子排放浓度限制在300mg/L以下，因此，需要对石油天然气生产过程中产生的废水进行脱盐处理。

低温多效蒸发是目前较好的脱盐技术之一，该技术与膜处理等脱盐技术相比具有蒸发冷凝水水质较好、残留蒸发母液较少、蒸发结晶所得盐可作为产品充分利用等优势，而且蒸发冷凝水能够去掉废水中氯离子等无机盐和各项污染物。蒸发处理过程中为保证盐的纯度，会在洗盐和蒸发过程中产生一些高浓度饱和盐溶液，称为蒸发母液。蒸发母液中浓缩了大量的钙、镁、氯化钠和难挥发性有机物，处理难度极大，其中，钙镁等无机离子可通过双碱法等措施予以去除，但有机物的去除一直是蒸发母液处理的主要难题。

因此，如何去除蒸发母液中的有机物是亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明利用萃取罐、蒸发母液回收罐、萃取剂回收罐和混合液回收罐的相互配合，有效去除蒸发母液中的有机物，同时，实现蒸发母液(原溶剂)和萃取剂的回收再利用，回收后的蒸发母液返回至蒸发系统继续蒸发浓缩，降低生产成本，避免二次污染现象的发生。

本发明提供去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统包括依次设置在蒸发母液流经路径上的萃取罐、蒸发母液回收罐、萃取剂回收罐和混合液回收罐；其中，竖直设置的所述萃取罐具体包括，第一入口；固定柱，竖直设置在所述萃取罐内部；其中，沿所述固定柱的高度方向上开设有滑槽；滑块，卡设在所述滑槽中；萃取剂输出单元，固定在所述滑块上；所述萃取剂输出单元具体包括与所述萃取剂回收罐连通的输入端和多个开设在所述萃取剂输出单元外壁上的输出端；第一出口，与所述蒸发母液回收罐连通；第二出口，与所述萃取剂回收罐连通；第三出口，与所述混合液回收罐连通；以及，驱动单元，用于驱动所述滑块在所述滑槽中上下往复运动。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，所述萃取剂输出单元为罐体结构，所述萃取剂输出单元的竖直方向上开设有贯通孔。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，所述萃取罐还包括挡板，固定在所述萃取剂输出单元的下部；其中，所述挡板上开设有与所述贯通孔相对应的通孔。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，所述萃取罐还包括与所述萃取剂输出单元相匹配的收纳空间，所述收纳空间位于所述萃取罐的上部。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，所述萃取罐的下部为锥形结构；所述第一出口、所述第二出口和所述第三出口开设在所述锥形结构上。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，所述混合液回收罐具体包括第四出口和第五出口，所述第四出口与所述蒸发母液回收罐连通，所述第五出口与所述萃取剂回收罐连通。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，该系统还包括设置在所述第二出口的精馏装置；

所述精馏装置包括液体输入端、液体输出端、气体输出端、加热单元和温度传感器；所述液体输入端与所述第二出口连通，所述气体输出端与所述萃取剂回收罐连通。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，该系统还包括控制装置，所述控制装置分别与所述加热单元和所述温度传感器连接。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，该系统还包括设置在所述精馏装置的液体输出端的有机物回收罐。

在某些实施方式中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，该系统还包括冷凝器，设置在所述萃取剂回收罐的输入端。

本发明所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，待处理蒸发母液经过萃取罐的处理，将处理后的没有有机物的蒸发母液回收至蒸发母液回收罐中，回收后的蒸发母液直接应用至蒸发系统继续进行蒸发操作。将萃取后的萃取剂回收至萃取回收罐中，最后将位于蒸发母液和萃取剂分界线位置处的部分萃取剂与蒸发母液的混合液回收至混合液回收罐中。其中，在萃取罐中，待处理蒸发母液通过第一入口进入至萃取罐中，萃取剂输出单元在驱动单元的驱动下在固定柱上往复运动，在运动的同时，向待处理蒸发母液中输出萃取剂，实现萃取剂的输出与萃取剂和待处理蒸发母液的混合同时进行，且在萃取剂输出单元的一次往复运动中，萃取剂与待处理蒸发母液充分混合，快速完成萃取过程，提高萃取效率。

有益效果：

(1)本发明所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中，萃取剂与待处理蒸发母液快速、充分混合，萃取速度快、效率高；且萃取后，将没有有机物的蒸发母液直接存储至蒸发母液回收罐中以待后续使用，将萃取后的萃取剂回收至萃取剂回收罐中，同时，萃取后位于回收萃取剂与蒸发母液分界线位置处的混合液体回收至混合液回收罐中，使得萃取后的萃取剂中不混有蒸发母液，确保萃取剂浓度，实现萃取剂再次使用的目的。

(2)本发明中当混合液回收罐中的混合液体达到一定数量时，再分别回收蒸发母液和萃取剂，最大限度地回收蒸发母液和萃取剂，节约生产成本。

(3)本发明中完成萃取反应的萃取剂在精馏装置中将萃取剂与有机物溶液分离，将有机物溶液回收至有机物回收罐中，以备后续回收有机物；将分离得到的纯净的萃取剂回收至萃取剂回收罐中，再将回收得到的萃取剂输出值萃取剂输出单元，在萃取罐中重复进行萃取反应，实现萃取剂的重复利用。

附图说明

图1是本发明所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统的结构示意图；

图2是本发明其中一个实施例中所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统中萃取剂输出单元和挡板的分解结构图；

图3是本发明其中一个实施例中所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统的结构示意图。

附图标记说明

1代表萃取罐，100代表第一入口，110代表固定柱，111代表滑槽，120代表滑块，130代表萃取剂输出单元，131代表贯通孔，140代表第一出口，150代表第二出口，160代表第三出口，170代表挡板，171代表通孔，2代表蒸发母液回收罐，3代表萃取剂回收罐，4代表混合液回收罐，410代表第四出口，420代表第五出口，5代表精馏装置，6代表有机物回收罐。

具体实施方式

现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。

应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为具体公开了该范围的上限和下限以及它们之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。

除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统包括依次设置在蒸发母液流经路径上的萃取罐1、蒸发母液回收罐2、萃取剂回收罐3和混合液回收罐4；

竖直设置的所述萃取罐1具体包括：第一入口100、固定柱110、滑块120、萃取剂输出单元130、第一出口140、第二出口150、第三出口160和驱动单元，其中，所述固定柱110的竖直方向上开设有滑槽111。

石油天然气开发过程中产生的高含盐采气废水、压裂废水或钻井废水，或者低温多效蒸发过程中存在有机物的蒸发母液，或者其他需去除残留有机物的液体通过第一入口100注入所述萃取罐1中。

萃取剂输出单元130的输入端与所述萃取剂回收罐3连通，所述萃取剂回收罐3向萃取剂输出单元130输送萃取剂，同时，驱动单元驱动滑块120在滑槽中上下往复运动，进而带动所述萃取剂回收罐3在滑槽111中上下往复运动，所述萃取剂输出单元130的外壁上开设有多个用于输出萃取剂的输出端，多个所述输出端均匀地分布在所述萃取剂输出单元130的外壁上，或者根据萃取反应的分离结果，将多个所述输出端在外壁从上至下的分布密度依次递减或者递增，当分离结果中萃取剂位于蒸发母液的上方，则将多个所述输出端在外壁从上至下的分布密度依次递增，使得在萃取过程中，位于下层的萃取剂在分离上升的过程中，对未萃取的有机物进行二次萃取；当分离结果中萃取剂位于蒸发母液的下方，则将多个所述输出端在外壁从上至下的分布密度依次递减，使得在萃取过程中，位于下层的萃取剂在分离下降的过程中，对未萃取的有机物进行二次萃取，提高对蒸发母液中有机物的的萃取效率。

所述萃取罐1的下部开设有第一出口140、第二出口150和第三出口160，当所述萃取罐1中的萃取反应结束后，去除有机物后的蒸发母液和溶解有机物的萃取剂在所述萃取罐1中分离，且存在分界线，这样蒸发母液通过第一出口140流向所述蒸发母液回收罐2；萃取剂通过第二出口150流向所述萃取剂回收罐3；位于分界上附近的蒸发母液和萃取剂不易分离，则将这部分不易分离的混合液体通过第三出口160流向所述混合液回收罐4；所述第一出口140、所述第二出口150和所述第三出口160不位于同一水平面上，在所述萃取罐1的竖直方向上从下至上依次为第三出口160、所述第一出口140和所述第二出口150，且所述第三出口160位于所述萃取罐1的下底面上，以便彻底排除混合液体。

本发明其中一个实施方案所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，如图2所示，其在图1所示的实施例的基础上，所述萃取罐1还包括与所述萃取剂输出单元130相匹配的收纳空间和挡板170；其中，所述收纳空间位于所述萃取罐的上部；所述固定在所述萃取剂输出单元130的下部；所述萃取剂输出单元130还包括竖直方向开设的贯通孔131，所述挡板170上开设有与所述贯通孔131相对应的通孔171。

上述方案中，所述萃取罐1的下部为锥形结构，且所述第一出口140、所述第二出口150和所述第三出口160开设在所述锥形结构上。

所述萃取剂输出单元130其可以是罐体，也可以是具有容纳空腔的正方体、长方体、球体、柱体、其他规则结构或非规则结构，所述贯通孔131为从所述萃取剂输出单元130的上顶面至下底面开设的通孔，所述萃取剂输出单元130具有一定的横截面积，在萃取剂输出单元130的上下往复运动过程中，萃取剂输出单元130起到搅拌、混合的作用。萃取剂输出单元130的外壁与所述萃取罐1的内壁具有第一距离，所述挡板170其边缘与所述萃取罐1的内壁具有第二距离，且所述第二距离小于所述第一距离，根据实际处理需求设定不同的第一距离和第二距离，且所述第二距离越小，所述萃取剂输出单元130与所述挡板170在运动过程中，搅拌能力越强。同样，相匹配的所述贯通孔131和所述通孔171用于穿过随着挡板170运动的蒸发母液和萃取剂，所述贯通孔131和所述通孔171孔径的大小与所述第二距离相关，孔径的半径为所述第二距离的3-10倍，且可设置多个相匹配的所述贯通孔131和所述通孔171。最大限度地使待处理蒸发母液与萃取剂运动起来，并在运动的过程中混合均匀，加快萃取速率。最后，萃取剂输出单元130收纳至萃取罐1的收纳空间中，不影响蒸发母液与萃取剂的分层与输出。

本发明其中一个实施方案所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，如图3所示，其在图1所示的实施例的基础上，所述系统还包括精馏装置5、有机物回收罐6、冷凝装置和控制装置，所述冷凝器设置在所述萃取剂回收罐的输入端，且所述混合液回收罐4具体包括第四出口410和第五出口420，所述第四出口410与所述蒸发母液回收罐2连通，所述第五出口420与所述萃取剂回收罐3连通。

蒸发母液中有机物在所述萃取罐1中进行一级萃取，且在所述萃取罐1的分界线处包括蒸发母液和萃取剂的混合液体，混合液体进入所述混合液回收罐4中，累积一定体积后在所述混合液回收罐4中进行二级萃取。其中，所述萃取罐1和所述混合液回收罐4的下部均为锥形结构，且所述萃取罐1下部的锥形结构的第一夹角为90-120°，优选地，所述第一夹角为90-110°，例如，所述第一夹角为90°、100°或110°，所述混合液回收罐4下部的锥形结构的第二夹角为30-90°，优选地，所述第二夹角为30-60°，例如，所述第二夹角为30°、35°、40°、45°、50°、55°或60°。所述混合液体回收罐4的第四出口410和第五出口420位于锥形结构区域，且在竖直方向上第四出口410与第五出口420具有一定的高度差，且所述第四出口410与所述第五出口420均没有位于所述混合液回收罐4的底部；混合液体分层后，蒸发母液通过第四出口410收回至所述蒸发母液回收罐2中，萃取剂通过第五出口420收回至所述萃取剂回收罐3中。

所述精馏装置5设置在所述第二出口150；所述精馏装置5包括液体输入端、液体输出端、气体输出端、加热单元和温度传感器；所述液体输入端与所述第二出口150连通，所述气体输出端与所述萃取剂回收罐3连通。萃取剂萃取有机物后从所述萃取罐1的第二出口140流出，并通过所述液体输入端流入所述精馏装置5并在所述精馏装置5中进行精馏操作，通过在精馏装置5中控制精馏装置温度，将气态的萃取剂与有机物溶液分离。呈气态的萃取剂从所述气体输出端输出至萃取剂回收罐3，并利用冷凝装置将气态萃取剂转化为液态萃取剂并存储至萃取剂回收罐3中；同时，有机物溶液通过所述精馏装置5的液体输出端流出并存储至有机物回收罐6中以备后续回收有机物。

所述控制装置与所述加热单元和所述温度传感器电连接。温度传感器检测精馏装置5中的温度，控制装置接收所述温度传感器检测的温度值，并判断该温度值是否位于萃取温度的范围区间内，当温度值没有位于萃取温度的范围内时，通过控制器开启或关闭加热单元来使精馏装置5升温或降温。

上述方案中，所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统还包括冷凝器，设置在所述萃取剂回收罐3的输入端。所述冷凝器将精馏出的萃取剂冷却并回收至所述萃取剂回收罐3中。

在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。

Claims (10)

1.一种去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统包括依次设置在蒸发母液流经路径上的萃取罐、蒸发母液回收罐、萃取剂回收罐和混合液回收罐；

其中，竖直设置的所述萃取罐具体包括，

第一入口；

固定柱，竖直设置在所述萃取罐内部；其中，沿所述固定柱的高度方向上开设有滑槽；

滑块，卡设在所述滑槽中；

萃取剂输出单元，固定在所述滑块上；所述萃取剂输出单元具体包括与所述萃取剂回收罐连通的输入端和多个开设在所述萃取剂输出单元外壁上的输出端；

第一出口，与所述蒸发母液回收罐连通；

第二出口，与所述萃取剂回收罐连通；

第三出口，与所述混合液回收罐连通；以及

驱动单元，用于驱动所述滑块在所述滑槽中上下往复运动。

2.根据权利要求1所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，所述萃取剂输出单元为罐体结构，所述萃取剂输出单元的竖直方向上开设有贯通孔。

3.根据权利要求2所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，所述萃取罐还包括挡板，固定在所述萃取剂输出单元的下部；

其中，所述挡板上开设有与所述贯通孔相对应的通孔。

4.根据权利要求1所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，所述萃取罐还包括与所述萃取剂输出单元相匹配的收纳空间，所述收纳空间位于所述萃取罐的上部。

5.根据权利要求1所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，所述萃取罐的下部为锥形结构；

所述第一出口、所述第二出口和所述第三出口开设在所述锥形结构上。

6.根据权利要求1所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，所述混合液回收罐具体包括第四出口和第五出口，所述第四出口与所述蒸发母液回收罐连通，所述第五出口与所述萃取剂回收罐连通。

7.根据权利要求1所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统还包括设置在所述第二出口的精馏装置；

所述精馏装置包括液体输入端、液体输出端、气体输出端、加热单元和温度传感器；所述液体输入端与所述第二出口连通，所述气体输出端与所述萃取剂回收罐连通。

8.根据权利要求7所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统还包括控制装置，所述控制装置分别与所述加热单元和所述温度传感器连接。

9.根据权利要求7所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统还包括设置在所述精馏装置的液体输出端的有机物回收罐。

10.根据权利要求1所述的去除蒸发母液中有机物的处理系统，其中，该系统还包括冷凝器，设置在所述萃取剂回收罐的输入端。