CN107583937A

CN107583937A - 一种石油压裂返排固体废弃物分解处理方法

Info

Publication number: CN107583937A
Application number: CN201710898540.XA
Authority: CN
Inventors: 牛增前; 李风光; 刘音; 王治华; 李世恒; 张华�; 李青; 李青一; 杨永青; 吕双; 马红芬; 靳剑霞; 常青
Original assignee: CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Bohai Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2018-01-16

Abstract

本发明公开了一种石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，步骤如下：在热解罐中加入石油压裂返排固体废弃物并加水搅拌，提高所述石油压裂返排固体废弃物的含水率至30～60wt.％；然后将混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水在120～200℃条件下以40～100转/分钟的搅拌速度搅拌30～180分钟进行热水解反应；其中，混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水的混合物占热解罐罐内容积的70～80％，使热解罐内的压强在热解反应过程中保持在0.4～1.5Mpa；该石油压裂返排固体废弃物分解处理方法利用热水解的高温高压效应极大地促进了各种污染物的有效分解，有利于减少环境污染，为该类固体废弃物的达标排放奠定基础，同时对石油类难降解有机污染物的高效去除具有重要的指导和借鉴作用。

Description

一种石油压裂返排固体废弃物分解处理方法

技术领域

本发明涉及环境保护及难降解有机污染物处理技术领域，特别涉及一种石油压裂返排固体废弃物分解处理方法。

背景技术

国内外油气田开发中，油井压裂是一项重要的增产增注工艺措施，对改善油气渗流状况，降低油气流动阻力，提高油气井产量等具有显著作用。然而，伴随石油开采规模的不断扩大，压裂过程中产生的返排液引起的环境污染问题越来越受到重视。压裂返排液残存着大量的胍胶、原油及其它有机添加剂等多种有毒有害难降解物质，这些污染物最终大量沉淀积累在固相中，导致压裂返排固体废弃物组分复杂多变，呈现出污染物的高浓度、高稳定性、高粘度等特征。压裂返排液固体废弃物若不加以高效安全处理，既会对周边生态环境造成极大破坏，也会给人们生产生活带来严重影响。

目前，压裂返排废物(液体和固体废物)的处理方法主要包括化学混凝法、化学氧化法等。但是，上述方法往往由于处理成本较高，处理过程繁琐，处理效率低，容易对环境产生二次污染等问题，无法满足对日益增多的压裂返排废物处理排放需求。因此，压裂返排废物，尤其是压裂返排固体废弃物的有效分解处理已经成为油田企业的当务之急，迫切需要寻求一种高效、绿色、经济的处理处置方式以满足日益严格的环境要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用热水解的方法对石油压裂返排固体废弃物中污染物有效分解的石油压裂返排固体废弃物分解处理方法。

现有石油压裂返排物包括压裂返排固体废弃物和废水。其中，固体废弃物包括地层黏土、砂粒、瓜胶残渣等。目前对上述固体废弃物的处理一般采用化学氧化、化学混凝等方法，但存在处理成本高、处理效率低、容易产生环境二次污染等缺点。

为此，本发明技术方案如下：

一种石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，步骤如下：在热解罐中加入石油压裂返排固体废弃物并加水搅拌，提高所述石油压裂返排固体废弃物的含水率至30～60wt.％；然后将混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水在120～200℃条件下以40～100转/分钟的搅拌速度搅拌30～180分钟进行热水解反应；其中，混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水的混合物占热解罐罐内容积的70～80％，使热解罐内的压强在热解反应过程中保持在0.4～1.5Mpa。

优选，热解罐中石油压裂返排固体废弃物的含水率控制为40～50wt.％。这是由于石油压裂返排固体废弃物的含水率一般为20％左右，含水率较低，而热水解反应过程需要水产生蒸汽压，因此首先要对石油压裂返排固体废弃物的含水率进行调节和优化。

优选，热水解反应的温度为160～180℃。

优选，热水解反应过程中的搅拌的速度为60～80转/分钟。

优选，热水解反应的时间为120～180分钟。

该石油压裂返排固体废弃物分解处理方法利用热水解的方法实现石油压裂返排固体废弃物中污染物有效分解，具体来说，在热解罐中，利用热蒸汽对反应罐中的压裂返排固体废弃物进行加热加压，使压裂返排固体废弃物在高温高压下发生热水解反应；在该过程中，石油瓜胶发生分解作用转化为易生物降解的简单有机物，PAM(一种非离子型高分子絮凝剂，其分子量150万～2000万)发生水解反应转化为丙烯酰胺(AM)对等物质，石油类污染物(包括C5～C8烃类的混合物)发生裂解反应，细菌(如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等)发生灭菌反应；最终，复杂的有机物水解为压裂返排固体废弃物中的易生物降解的简单有机物甚至完全去除，从而实现了石油压裂返排固体废弃物中污染物的有效分解。

与现有技术相比，该石油压裂返排固体废弃物分解处理方法利用热水解的高温高压效应极大地促进了各种污染物的有效分解，有利于减少环境污染，为该类固体废弃物的达标排放奠定基础，同时对石油类难降解有机污染物的高效去除具有重要的指导和借鉴作用。

具体实施方式

下面通过具体实施例1～9对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。

取450kg石油压裂返排固体废弃物并等分为9份，经化验分析，确定该石油压裂返排固体废弃物中包含瓜胶残渣、PAM、油类等。

将9份50kg石油压裂返排固体废弃物分别加入容积为100L的热解罐内依次进行热水解实验。步骤如下：在热解罐中加入石油压裂返排固体废弃物并加水搅拌，使石油压裂返排固体废弃物具有一定的含水率；然后将混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水升温至一定温度并以一定的搅拌速度搅拌一段时间进行热水解反应；其中，混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水的混合物占热解罐罐内容积的70～80％，使热解罐内的压强在热解反应过程中保持在一定的压强下。

分别对经过热水解处理前、后的石油压裂返排固体废弃物的COD含量、石油类污染物含量和细菌数量变化进行测定，并计算出对应的COD去除效率以及石油类污染物和细菌的分解率。其中，在该实验过程中使用的热解罐购买自市售产品。

具体实验参数和实验结果参见表1。其中，COD含量的测定方法采用重铬酸钾法；石油类污染物含量的测定方法采用红外分光光度法；细菌数量的测定方法采用平板菌落计数法。

表1：实施例1～9

从上表1中可以看出，利用热水解对油压裂返排固体废弃物进行处理后，COD去除效率能够高达65％，石油类污染物分解率能够高达66％，细菌分解率能够达到100％；可见，各种污染物在一定程度上均能够得到去除，有利于减少环境污染，为该类固体废弃物的达标排放奠定了基础。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，其特征在于，步骤如下：在热解罐中加入石油压裂返排固体废弃物并加水搅拌，提高所述石油压裂返排固体废弃物的含水率至30～60wt.％；然后将混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水在120～200℃条件下以40～100转/分钟的搅拌速度搅拌30～180分钟进行热水解反应；其中，混合均匀的石油压裂返排固体废弃物和水的混合物占热解罐罐内容积的70～80％，使热解罐内的压强在热解反应过程中保持在0.4～1.5Mpa。

2.根据权利要求1所述的石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，其特征在于，热解罐中石油压裂返排固体废弃物的含水率控制为40～50wt.％。

3.根据权利要求1所述的石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，其特征在于，热水解反应的温度为160～180℃。

4.根据权利要求1所述的石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，其特征在于，热水解反应过程中的搅拌的速度为60～80转/分钟。

5.根据权利要求4所述的石油压裂返排固体废弃物分解处理方法，其特征在于，热水解反应的时间为120～180分钟。