CN109848177A - 一种油田固废处理药剂及资源化处理工艺 - Google Patents

一种油田固废处理药剂及资源化处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种油田固废处理药剂,其特征在于,包括如下组分:降凝剂、pH调节剂、分散剂、降粘剂、清洗剂A、清洗剂B、脱水剂、光催化剂、沸石分子筛、活性炭、陶瓷环、防粘结剂、脱硫剂。油田固废处理方法包括:热化学洗涤操作和干馏碳化操作,根据不同地层或工况产生的油田固废的特点,单独采用热化学洗涤操作或干馏碳化操作,或者先进行热化学洗涤操作,然后进行干馏碳化操作。本发明的油田固废资源化处理工艺简单易行,适用面广;处理后固相、油、水、气均可资源化利用,达标固相作为土建原材料;油相回用至油田或作为工业用油原料;水相回用至冷却装置或热化学清洗操作中;不凝气进入干馏炉燃烧室进行燃烧供热,满足环保要求。

Description

一种油田固废处理药剂及资源化处理工艺
技术领域
本发明涉及油气田开采领域钻井工程中产生的含油废弃物处理的技术领域,具体涉及一种油田固废处理药剂及资源化处理工艺。
背景技术
页岩气作为非常规能源,因其储量丰富、开采寿命长和生产周期长的优点,可极大缓解能源供应压力。但由于页岩气储层水敏性程度较高,常规水基泥浆难以顺利钻进,开采难度较大,对泥浆性能要求很高。油基泥浆由于其润滑性好、抑制性强、热稳定性好,密度范围大,流变性易于调整,能抗各种盐类污染,对泥页岩有很强的抑制性等优点;而且由于滤液为油相,避免了油层的水敏作用,因此对于页岩气开采,常利用油基泥浆进行钻探,以保护油气层不受侵害。各油田钻采单位、炼油厂在钻采油气及炼制过程中会产生大量的落地油泥、罐底泥,均有待于深度处理。
油田固废中主要污染物为废油,是国家《危险废弃物名录》中标定的HW08类危险废弃物。长期堆积或填埋会造成地表植被的严重破坏,污染土壤和水源。根据环保要求,废弃的油基泥浆、油基泥浆钻屑、油田落地油泥、采油厂及炼油厂的罐底泥等油田固废都要进行后期处理。目前油田固废处理技术包括填埋法、热解法、焚烧法、焦化法、化学清洗法、微生物代谢降解法等。焚烧法通过与燃料按比例配合燃烧,其会产生二次污染。化学清洗法采用乳化剂破乳回收油相,会大量耗水,产生的油水混合物导致二次污染。当采用微生物代谢降解法时,不利于油类回收,同时油中含有的芳烃较高,对微生物代谢有抑制作用,导致分解周期长。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用范围广,能够处理不同含油量、不同组分的油田固废的处理药剂。
本发明的另一目的是提供一种适用范围广,能够处理不同含油量、不同组分的油田固废的处理工艺,实现油田固废的无害化,资源化处理。
本发明的油田固废处理药剂,包括如下组分:降凝剂、pH调节剂、分散剂、降粘剂、清洗剂A、清洗剂B、脱水剂。其中,
所述清洗剂A是表面活性剂TX-4和TX-7、乳化剂平平加-10和平平加-15、表面活性剂AES、十八烷基三甲基氯化铵、乳化剂MOA-15、MOA-20及MOA-25中的一种或至少两种混合而成。
所述清洗剂B是十六烷基磺丙基甜菜碱、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸酯钠、十二烷基琥珀酸乙酯磺酸钠及聚乙二醇单甲醚月桂酸酯中的一种或至少两种混合而成。
所述脱水剂是TA1031、DY-203、DY-205、DY-101、LE-28、SAE118中的一种或至少两种混合配制而成;其中,
TA1031的结构式为R(PO)a(EO)b(PO)cH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,R-脂肪醇,a、b、c为聚合度,a为1~20,b为1~30,c为1~30;
DY-203的结构式为D(PO)d(EO)e(PO)fH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,d、e、f为聚合度,d为5~10,e为10~15,f为10~20;
DY-205的结构式为D(PO)d(EO)e(PO)fH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,d、e、f为聚合度,d为1~5,e为1~10,f为1~15;
DY-101的结构式为D(PO)d(EO)e(PO)fH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,d、e、f为聚合度,d为1~5,e为1~10,f为1~5;
LE-28的结构式为AR(PO)s(EO)tH,式中:EO-聚氧乙烯;PO-聚氧丙烯,AR-树脂,s、t为聚合度,s为1~15,t为1~25;
SA-118的结构式为D(PO)m(EO)nH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,m、n为聚合度,m为1~18,n为1~20。
所述降凝剂是EVA28-40、WRT、Bosoflux PI42/PI43、BEM-5P中的一种或相互混合配制而成。
所述pH调节剂是氨水、纯碱、工业烧碱、工业盐酸、柠檬酸、醋酸、磺酸中的一种。
所述分散剂是木质素磺酸钙、OEP-70、分散剂OT-20、FDN-C、XF-35中的一种或相互混合配制而成。
所述降粘剂是由重烷基苯磺酸5~40份、乙醇10~20份、水5~40份、三乙醇胺12~25份、40%烧碱溶液1~10份混合均匀配制而成。
优选的是,所述油田固废处理药剂,还包括如下组分:光催化剂、沸石分子筛、活性炭、陶瓷环、防粘结剂、脱硫剂。
其中,所述防粘结剂是稻壳、核桃壳、锯末、秸秆其中的一种或至少两种的混合物。
所述脱硫剂是生石灰、碳酸钠、氢氧化钠、碱式碳酸锌、碱式硫酸铝、氧化铁中的一种或至少两种的混合物。
所述沸石分子筛是SBA-15分子筛、活性氧化铝、铜触媒、TS-1钛硅分子筛其中的一种。
所述光催化剂是纳米氧化锌、纳米二氧化锆、纳米二氧化钛、纳米硫化锌中的一种或至少两种的混合物。
所述活性炭是椰壳活性炭、杏壳活性炭、核桃壳活性炭、煤质活性炭中的一种或或至少两种的混合物。
所述陶瓷环是氧化铝陶瓷环或氧化锆陶瓷环或两者的混合物。
利用上述的处理药剂处理油田固废的工艺,其包括:热化学洗涤操作和干馏碳化操作,根据不同地层或工况产生的油田固废的特点,可以单独采用热化学洗涤操作或,或者可以先进行热化学洗涤操作,然后进行干馏碳化操作。
对于采油厂罐底泥、炼油厂罐底泥、油田落地油泥或其他因重质组分过高导致干馏碳化段无法处理的油田固废,采用热化学洗涤法,所述热化学洗涤操作包括如下步骤:
S1、测定原始油田固废的含油量和含水量,并对油田固废进行破碎处理;
S2、向40~50重量份破碎后油田固废中加入30~50重量份水,混合均匀,升温至40-80℃,恒温并持续搅拌2~30min,其中,30~50重量份水由油田固废中含水量和外加的水量组成;
S3、向步骤S2的混合物中加入pH调节剂,将pH值调至5~7,然后加入0.01~0.5重量份降凝剂,恒温至40-80℃,搅拌2~30min;
S4、再次加入pH调节剂,将pH值调至7~9,然后依次加入0.01~3重量份分散剂、0.01~4重量份降粘剂、0.01~4重量份清洗剂A、0.01~4重量份清洗剂B,恒温至40-80℃,搅拌10~30min;
S5、将混合物料离心固液分离,分离出的液相中加入脱水剂0.01~2重量份,混合均匀后置于40-80℃的沉降池中静置,定期对上层油相进行回收存储在油罐中,下层水相进入水处理设备;分离出的固相,若含油量低于2%,可作为土建原材料,进行制砖或用于道路铺设;若含油量高于2%,则重复进行步骤S2~步骤S5,或进行干馏碳化操作处理。
对于热化学清洗效果不好的油田固废,采用干馏碳化段工艺处理,所述干馏碳化操作包括如下步骤:
(1)对油田固废进行含油量、含水量测定;对油田固废进行破碎处理,将结块泥岩破碎,然后混入防粘结剂,得到混合料;
(2)将混合料加入密闭的搅拌干燥机中,并通入氮气或抽真空,排出的蒸汽经冷凝器冷凝后进行三相分离,油相进入油罐,水相进入水处理设备,不凝气进入废气净化装置,得到干燥的混合料;
(3)将干燥的混合料加入到干馏炉前段,升温至200-250℃,恒温5-150min,产生的轻汽油组分经冷凝器冷凝成液态轻汽油,输送到油罐,不凝气进入废气净化装置;
(4)经过干馏炉前段反应后的混合料进入干馏炉后段,升温至480-500℃,恒温10-600min,裂化产生的油气经冷凝器冷凝为液态油,进入油罐,不凝气进入废气净化装置;裂化后残渣分为两部分,一部分残渣趁热输送至步骤(2)中的搅拌干燥机内与冷料混合,减少干燥机的加热能耗,另一部分残渣若回收用作土建原材料;若残渣中含油量较高没有达到土建材料的要求,可以增加干馏时间和干馏温度使得残渣含油量降低;
(5)废气在净化装置内依次经过喷淋塔喷淋脱硫剂洗涤脱硫、陶瓷环过滤脱水、沸石分子筛吸附净化干燥、紫外光催化分解净化、活性炭吸附净化,净化后气体送到干馏炉燃烧室与空气按一定比例混合燃烧供热。
优选的是,步骤(1)得到的混合料经垂直螺旋输送机输送到中间料仓一,步骤(4)得到的残渣经垂直螺旋输送机输送到中间料仓二,中间料仓一和中间料仓二分别设置有用于控制原料和残渣供给流量的料位器,两个料仓的底部设置螺旋给料机,通过变频调速控制给料流量和比例,使混合料和残渣按一定比例进入强力搅拌干燥机。
优选的是,所述步骤(3)中,采用螺旋进料机将干燥后混物料送入干馏炉前段,裂化产生的油气由螺旋进料机出气口排出进入列管式冷凝器冷凝为液态油;步骤(4)中,裂化产生的油气经螺旋出渣机出气口排出,经二级旋风除尘器净化后进入列管式冷凝器冷凝成液态油。
对于热化学清洗操作后需进一步降低含油量的油田固废,采用热化学清洗和干馏碳化处理联合使用,先进行热化学清洗处理,然后进行干馏碳化处理。具体操作为:热化学洗涤操作至步骤S5时:步骤S5:将混合物料离心固液分离,分离出的液相中加入脱水剂0.01~2重量份,混合均匀后置于40-80℃的沉降池中静置,定期对上层油相进行回收再利用,下层水相可回收循环用于步骤S2中;分离出的固相,若含油量低于2%,可作为土建原材料,进行制砖或用于道路铺设;若含油量高于2%,则将固相输送至干馏碳化处理中的破碎处理设备进行破碎处理,然后进行后续的干馏碳化处理。
本发明的工艺操作原理如下:采用两种处理工艺段对油田固废进行针对性处理,防止初始油基泥浆配制和地层差异及各油田钻采炼制单位生产工艺差别引起的胶质、沥青质含量差异对处理工艺要求苛刻的情况。其中热化学洗涤段对油田固废进行破碎,以便其与处理药剂充分接触,加快处理速度;酸性条件下,降凝剂的加入有利于破坏油田固废中的胶状结构,降低其凝点,减轻油泥分离压力;在碱性条件下加入分散剂有助于降粘剂和清洗剂进入油田固废固相内部,使得固相除油效果更理想;降粘剂可使黏附于油田固废上的油相粘度降低,附着力下降;清洗剂可极大降低固液界面张力,将油相从固相中剥离至水相,使得固相含油量满足环保排放标准要求;通过加入一定的脱水剂,将油相从水相中分离出来并回收利用。干馏碳化段对油田固废进行冷料与热料混合,去除大量水分和轻质油相,降低能源消耗;防粘结剂的加入和自动刮料设备的使用可有效避免物料粘结于反应容器内壁,节约工时,提升效率;氮气的加入可有效去除氧气,防止物料氧化,降低危险性,亦可将蒸馏的油气快速冷却;废气净化装置的使用可去除蒸馏后的不凝气中的有害成分,燃烧后不会产生环保问题。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明的处理药剂价格低廉,来源广,加量低。处理工艺简单易行,整套流程固相、油相、水相分离速度快,突破了目前废弃油基泥浆及油基钻屑处理成本高昂的瓶颈。
(2)本发明的油田固废资源化处理工艺中热化学洗涤工艺,可实现彻底破胶、破乳,其清洗水可循环利用,不会造成水资源浪费和环境污染。热化学洗涤过程中,采用特定的清洗剂A和清洗剂B与组分配合使用,并采用加热恒温操作,处理药剂与油田固废之间存在热融,脱附,分散乳化等反应过程,能够处理沥青质和胶质等重质油含量高的油田固废,洗涤处理效果显著。
(3)本发明的干馏碳化操作处理方法中对废弃油基泥浆和油基钻屑进行冷料与热料混合,去除大量水分和轻质油相,降低能源消耗;防粘结剂的加入和自动刮料设备的使用可有效避免物料粘结于反应容器内壁,节约工时,提升效率;氮气的加入可有效去除氧气,防止物料氧化,降低危险性,亦可将蒸馏的油气快速冷却;废气净化装置的使用可去除蒸馏后的不凝气中的有害成分,燃烧后不会产生环保问题;且具有能源利用率高,排放物达到国家环保要求,生产安全,物料不会粘附于设备内壁,油品可按照馏分收集的优点。
(4)综上所述,本发明的油田固废资源化处理工艺简单易行,适用范围广,能够处理不同含油量、不同组分的油田固废,尤其是沥青质和胶质等重质油高含量的油田固废,处理后固相、油、水、气均可资源化利用:达标固相作为土建原材料;油回用至油田或作为工业用油原料;水回用至冷却装置或热化学清洗操作中,或用于油田酸压回注;不凝气按照一定比例与空气混合,进入干馏炉燃烧室进行燃烧供热,满足环保要求。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1、本发明的油田固废资源化处理工艺流程图。
图中标号:1-水、2-降凝剂、3-ph调节剂、4-分散剂、5-降粘剂、6-清洗剂A(1#清洗剂)、7-清洗剂B(2#清洗剂)、8-脱水剂、9-水处理剂、10-防粘结剂、11-氮气、12-废气净化药剂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
油田固废及处理药剂组分用量如下:
均为重量份(单位:公斤)总重量为100份
油田固废50份、pH调节剂醋酸0.04份、pH调节剂纯碱0.06份、降凝剂EVA28-400.02份、分散剂木质素磺酸钙0.06份、降粘剂0.4份、清洗剂A(TX-4和MOA-25各0.2份)、清洗剂B(十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸酯钠和聚乙二醇单甲醚月桂酸酯各0.2份)、脱水剂是TA1031 1.0份、其余为水。
实施例2
油田固废及处理药剂组分用量如下:
均为重量份(单位:公斤)总重量为100份
油田固废50份、pH调节剂工业盐酸0.03份、pH调节剂工业烧碱0.05份、降凝剂BEM-5P 0.01份、分散剂OEP-70(0.02份)、降粘剂0.5份、清洗剂A(AES和TX-4各0.22份)、清洗剂B十二烷基琥珀酸乙酯磺酸钠1.2份,脱水剂是DY-101和TA1031以1.2:1混合后加入0.5份、其余为水。
实施例3
油田固废及处理药剂组分用量如下:
均为重量份(单位:公斤)总重量为100份
油田固废50份,pH调节剂工业盐酸0.04份,pH调节剂纯碱0.06份,降凝剂WRT和BEM-5P各0.01份,分散剂XF-35和木质素磺酸钙各0.02份,降粘剂0.4份,清洗剂A(MOA-20和TX-7分别0.25份和十八烷基三甲基氯化铵0.16份),清洗剂B脱水剂是十六烷基磺丙基甜菜碱和聚乙二醇单甲醚月桂酸酯以1:1混合后加入0.7份,SAE118和LE-28以1:1混合后加入0.4份,其余为水。
实施例4
油田固废及处理药剂组分用量如下:
均为重量份(单位:公斤)总重量为100份
油田固废50份、pH调节剂工业盐酸0.04份、pH调节剂纯碱0.06份、降凝剂BosofluxPI42/PI43 0.02份、分散FDN-C 0.03份、降粘剂0.4份、清洗剂A(平平加-15和MOA-15分别0.2份和AES 0.1份)、清洗剂B十二烷基聚氧乙烯醚硫酸酯钠0.5份、脱水剂是SAE118和DY-203以1:1混合后加入0.5份、其余为水。
实施例5
油田固废及处理药剂组分用量如下:
均为重量份(单位:公斤)总重量为100份
油田固废50份,pH调节剂工业盐酸0.04份,pH调节剂纯碱0.06份,降凝剂纤维素糖甙键特异性酶和过硫酸铵各0.01份、分散剂OEP-70和OT-20各0.01份、降粘剂0.4份、清洗剂A(MOA-20和MOA-25分别0.2份和乳化剂平平加-100.1份)、清洗剂B是十二烷基硫酸钠和聚乙二醇单甲醚月桂酸酯以1:2混合后加入1.6份、脱水剂是SAE118和DY-203以1:3混合后加入0.5份、其余为水。
实施例6
油田固废及处理药剂组分如下:
均为重量份(单位:公斤)总重量为100份
油田固废45份,pH调节剂工业盐酸0.03份,pH调节剂纯碱0.05份,降凝剂(EVA28-40、WRT和Bosoflux PI42/PI43各0.01份),分散剂XF-35 0.02份,降粘剂0.35份,清洗剂AMOA-250.2份,清洗剂B(十六烷基磺丙基甜菜碱和聚乙二醇单甲醚月桂酸酯分别加入0.5份和0.2份),脱水剂是DY-205、DY-101和TA1031以1:1:1混合后加入0.5份,其余为水。
实施例7
利用上述实施例的处理药剂对油田固废进行处理,上述油田固废处理药剂对油田固废进行处理,该油田固废是采油厂罐底泥、炼油厂罐底泥、油田落地油泥或其他因重质组分过高导致干馏碳化段无法处理的油田固废,采用热化学洗涤法,工艺步骤如下(见图1):
S1、测定油泥池中原始油田固废的含油量和含水量,并对油田固废进行破碎处理;
S2、向40~50重量份破碎后油田固废中加入30~50重量份水,混合均匀,升温至40-80℃,恒温并持续搅拌2~30min,其中,30~50重量份水由油田固废中含水量和外加的水量组成;
S3、向步骤S2的混合物中加入pH调节剂,将pH值调至5~7,然后加入0.01~0.5重量份降凝剂,恒温至40-80℃,搅拌2~30min;
S4、再次加入pH调节剂,将pH值调至7~9,然后依次加入0.01~3重量份分散剂、0.01~4重量份降粘剂、0.01~4重量份清洗剂A(图中的1#清洗剂)、0.01~4重量份清洗剂B(图中的2#清洗剂),恒温至40-80℃,搅拌10~30min;
S5、将混合物料离心固液分离,分离出的液相中加入脱水剂0.01~2重量份,混合均匀后置于40-80℃的沉降池中静置,定期对上层油相进行回收存储在油罐中,下层水相进入水处理设备,配合水水处理剂进行净化处理,水相检测达标后可用于配浆、酸压回注或排放至城市污水处理管网;分离出的固相,若含油量低于2%,可作为土建原材料,进行制砖或用于道路铺设;若含油量高于2%,则重复进行步骤S2~步骤S5,或进行干馏碳化操作处理。
实施例8
干馏碳化操作中使用的处理药剂组分及用量比例,包括如下重量份(单位:公斤)的组分:
待处理物10000份,防粘结剂锯末500份,光触媒材料纳米二氧化钛0.005份,沸石分子筛铜触媒0.02份,椰壳活性炭0.02份,氧化铝陶瓷环0.005份,脱硫剂碱式碳酸锌和碳酸钠各0.06份。总重量为10500.17份。
实施例9
干馏碳化操作中使用的处理药剂组分及用量比例,包括如下重量份(单位:公斤)的组分:
待处理物10000份,防粘结剂核桃壳500份,光触媒材料纳米硫化锌0.005份,沸石分子筛SBA-15分子筛0.02份,煤质活性炭0.02份,氧化铝陶瓷环0.005份,脱硫剂石灰0.12份。总重量为10500.17份。
实施例10
干馏碳化操作中使用的处理药剂组分及用量比例,包括如下重量份(单位:公斤)的组分:
待处理物10000份,防粘结剂稻壳500份,光触媒材料纳米二氧化钛0.005份,沸石分子筛活性氧化铝和TS-1钛硅分子筛各0.01份,核桃壳活性炭0.02份,氧化铝陶瓷环0.005份,脱硫剂碳酸钠0.12份。总重量为10500.17份。
实施例11
干馏碳化操作中使用的处理药剂组分及用量比例,包括如下重量份(单位:公斤)的组分:
待处理物10000份,防粘结剂秸秆500份,光触媒材料纳米二氧化锆0.005份,沸石分子筛TS-1钛硅分子筛各0.02份,椰壳活性炭0.02份,氧化铝陶瓷环0.005份,脱硫剂碱式硫酸铝0.12份。总重量为10500.17份。
实施例12
对于热化学清洗效果不好的油田固废,采用干馏碳化段工艺处理,所述干馏碳化操作包括如下步骤(见图1):
(1)对油泥池中的油田固废待进行含油量、含水量测定;然后采用破碎机进行破碎处理将结块泥岩破碎,破碎后经垂直螺旋输送机输送到中间料仓一(图中的1#料仓),向料仓一(1#料仓)中混入防粘结剂,得到混合料;
(2)中间料仓一(1#料仓)上设置有料位器,用于控制混合料供给流量,底部设置螺旋给料机,通过变频调速控制给料流量将混合料加入密闭的搅拌干燥机中,并通入氮气或抽真空,排出的蒸汽经列管式冷凝器冷凝后,通过三相分离器进行三相分离,油相进入油罐,水相进入水处理设备,不凝气进入废气净化装置,得到干燥的混合料;
(3)将干燥的混合料加入到干馏炉前段,升温至200-250℃,恒温5-150min,产生的轻汽油组分由螺旋进料机出气口排出进入列管式冷凝器,经循环水冷凝成液态轻汽油输送到油罐,不凝气进入废气净化装置;
(4)经过干馏炉前段反应后的混合料通过密封螺旋输送装置进入干馏炉后段,升温至480-500℃,恒温10-600min,裂化产生的油气经螺旋出渣机出气口排出,经二级旋风除尘器净化后由列管式冷凝器冷凝为液态油,进入油罐,不凝气进入废气净化装置;裂化后残渣分为两部分,一部分残渣趁热输送至步骤(2)中的搅拌干燥机内与混合料混合,减少干燥机的加热能耗,然后再进行步骤(3)和(4),残渣重复进行步骤(2)、(3)和(4);另一部分残渣若回收用作土建原材料;若残渣中含油量较高没有达到土建材料的要求,可以延长干馏时间或提高干馏温度以使干馏过程更加彻底降低残渣含油量。从干馏炉出来的残渣经垂直螺旋输送机输送到中间料仓二(图中的2#料仓),中间料仓一(1#料仓)和中间料仓二(2#料仓)分别设置有用于控制原料和残渣供给流量的料位器,两个料仓的底部设置螺旋给料机,通过变频调速控制给料流量和比例,使混合料和残渣按一定比例进入强力搅拌干燥机。
(5)废气在净化装置内依次经过喷淋塔喷淋脱硫剂洗涤脱硫、陶瓷环过滤脱水、沸石分子筛吸附净化干燥、紫外光催化分解净化、活性炭吸附净化,净化后气体送到干馏炉燃烧室并与空气按一定比例混合后燃烧供热。
实施例13
对于热化学清洗操作后需进一步降低含油量的油田固废,采用热化学清洗和干馏碳化处理联合使用,先进行热化学清洗处理,然后进行干馏碳化处理。如图1所示,具体操作如下:
(一)热化学洗涤操作,步骤S1-S4同实施例7,步骤S5为:将混合物料离心固液分离,分离出的液相中加入脱水剂0.01~2重量份,混合均匀后置于40-80℃的沉降池中静置,定期对上层油相进行回收,存储在油罐中;下层水相可回收循环用于步骤S2中,或输送至水处理设备处理进行净化处理,如有多余水相检测达标后可用于配浆、酸压回注或排放至城市污水处理管网;分离出的固相,进行含油量检测,若含油量低于2%,可作为土建原材料,进行制砖或用于道路铺设;若含油量高于2%,则进行干馏碳化操作处理。
(二)经过热化学洗涤操作步骤S5得到的含油量高于2%的固相再进行干馏碳化操作,干馏碳化操作处理操作如下:
(1)将含油高于2%的固相首先进行破碎处理将结块泥岩破碎,并同时混入防粘结剂,得到混合料,然后进行后续碳化操作步骤(2)-(5)同实施例12。
油罐内的油类物质可以回收再用或销售卖出。
油田固废处理药剂应用实例
本发明的油田固废处理药剂及资源化处理工艺主要应用于钻井工程泥浆不落地处理。处理药剂的使用量为油田固废总质量的0.05~8%。
将实施例1-6和8-11中的处理药剂对威远、宜宾页岩气钻采过程中产生的废弃油基泥浆及油基钻屑进行处理。评价方法:对加入药剂处理分离出的固相、水相测定其含油量及油相的油品回收率测定,其结果见表1。
表1、处理后得到的固相、水相测定其含油量及油相的油品回收率测定结果
室内和现场实验显示,经过本发明的处理药剂和处理方法进行处理后的固相含油量均低于2%,水相含油量均低于0.05%,油品回收率高于90%,满足环保和油田的要求。
综上所述,本发明的油田固废处理药剂,具有加量少、脱水析油速度快、油品收率高、处理后固相、水相含油量低的优点,实现矿物油、岩屑固相、水相的有效分离,解决废弃油基泥浆及油基钻屑对环境的直接或潜在影响。
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种油田固废处理药剂,其特征在于,包括如下组分:降凝剂、pH调节剂、分散剂、降粘剂、清洗剂A、清洗剂B、脱水剂,所述清洗剂A是表面活性剂TX-4和TX-7、乳化剂平平加-10和平平加-15、表面活性剂AES、十八烷基三甲基氯化铵、乳化剂MOA-15、MOA-20及MOA-25中的一种或至少两种混合而成;所述清洗剂B是十六烷基磺丙基甜菜碱、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯醚硫酸酯钠、十二烷基琥珀酸乙酯磺酸钠及聚乙二醇单甲醚月桂酸酯中的一种或至少两种混合而成。
2.如权利要求1所述的油田固废处理药剂,其特征在于,所述脱水剂是TA1031、DY-203、DY-205、DY-101、LE-28、SAE118中的一种或至少两种混合配制而成;其中,
TA1031的结构式为R(PO)a(EO)b(PO)cH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,R-脂肪醇,a、b、c为聚合度,a为1~20,b为1~30,c为1~30;
DY-203的结构式为D(PO)d(EO)e(PO)fH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,d、e、f为聚合度,d为5~10,e为10~15,f为10~20;
DY-205的结构式为D(PO)d(EO)e(PO)fH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,d、e、f为聚合度,d为1~5,e为1~10,f为1~15;
DY-101的结构式为D(PO)d(EO)e(PO)fH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,d、e、f为聚合度,d为1~5,e为1~10,f为1~5;
LE-28的结构式为AR(PO)s(EO)tH,式中:EO-聚氧乙烯;PO-聚氧丙烯,AR-树脂,s、t为聚合度,s为1~15,t为1~25;
SA-118的结构式为D(PO)m(EO)nH,式中:EO-聚氧乙烯,PO-聚氧丙烯,D-多乙烯多胺,m、n为聚合度,m为1~18,n为1~20。
3.如权利要求1或2所述的油田固废处理药剂,其特征在于,还包括如下组分:光催化剂、沸石分子筛、活性炭、陶瓷环、防粘结剂、脱硫剂,所述防粘结剂是稻壳、核桃壳、锯末、秸秆其中的一种或至少两种的混合物。
4.如权利要求3所述的油田固废处理药剂,其特征在于,所述脱硫剂是生石灰、碳酸钠、氢氧化钠、碱式碳酸锌、碱式硫酸铝、氧化铁中的一种或至少两种的混合物。
5.如权利要求3所述的油田固废处理药剂,其特征在于,所述沸石分子筛是SBA-15分子筛、活性氧化铝、铜触媒、TS-1钛硅分子筛其中的一种。
6.一种油田固废资源化处理工艺,其特征在于,包括:热化学洗涤操作和干馏碳化操作,根据不同地层或工况产生的油田固废的特点,单独采用热化学洗涤操作或干馏碳化操作,或者先进行热化学洗涤操作,然后进行干馏碳化操作。
7.如权利要求6所述的油田固废资源化处理工艺,其特征在于,所述热化学洗涤操作包括如下步骤:
S1、测定原始油田固废的含油量和含水量,并对油田固废进行破碎处理;
S2、向40~50重量份破碎后油田固废中加入30~50重量份水,混合均匀,升温至40-80℃,恒温并持续搅拌2~30min,其中,30~50重量份水由油田固废中含水量和外加的水量组成;
S3、向步骤S2的混合物中加入pH调节剂,将pH值调至5~7,然后加入0.01~0.5重量份降凝剂,恒温至40-80℃,搅拌2~30min;
S4、再次加入pH调节剂,将pH值调至7~9,然后依次加入0.01~3重量份分散剂、0.01~4重量份降粘剂、0.01~4重量份清洗剂A、0.01~4重量份清洗剂B,恒温至40-80℃,搅拌10~30min;
S5、将混合物料离心固液分离,分离出的液相中加入脱水剂0.01~2重量份,混合均匀后置于40-80℃的沉降池中静置,定期对上层油相进行回收存储于油罐中,下层水相进入水处理设备;分离出的固相,若含油量低于2%,可作为土建原材料,进行制砖或用于道路铺设;若含油量高于2%,则重复进行步骤S2~步骤S5,或进行干馏碳化操作处理。
8.如权利要求6或7所述的油田固废资源化处理工艺,其特征在于,所述干馏碳化操作包括如下步骤:
(1)对油田固废进行含油量、含水量测定;对油田固废进行破碎处理,将结块泥岩破碎,然后混入防粘结剂,得到混合料;
(2)将混合料加入密闭的搅拌干燥机中,并通入氮气或抽真空,排出的蒸汽经冷凝器冷凝后进行三相分离,油相进入油罐,水相进入水处理设备,不凝气进入废气净化装置,得到干燥的混合料;
(3)将干燥的混合料加入到干馏炉前段,升温至200-250℃,恒温5-150min,产生的轻汽油组分经冷凝器冷凝成液态轻汽油,输送到油罐,不凝气进入废气净化装置;
(4)经过干馏炉前段反应后的混合料进入干馏炉后段,升温至480-500℃,恒温10-600min,裂化产生的油气经冷凝器冷凝为液态油,进入油罐,不凝气进入废气净化装置;裂化后残渣分为两部分,一部分残渣趁热输送至步骤(2)中的搅拌干燥机内与冷料混合,减少干燥机的加热能耗,另一部分残渣若回收用作土建原材料;
(5)废气在净化装置内依次经过喷淋塔喷淋脱硫剂洗涤脱硫、陶瓷环过滤脱水、沸石分子筛吸附净化干燥、紫外光催化分解净化、活性炭吸附净化,净化后气体送到干馏炉燃烧室燃烧供热。
9.如权利要求8所述的油田固废资源化处理工艺,其特征在于,步骤(1)得到的混合料经垂直螺旋输送机输送到中间料仓一,步骤(4)得到的残渣经垂直螺旋输送机输送到中间料仓二,中间料仓一和中间料仓二分别设置有用于控制原料和残渣供给流量的料位器,两个料仓的底部设置螺旋给料机,通过变频调速控制给料流量和比例,使混合料和残渣按一定比例进入强力搅拌干燥机。
10.如权利要求8所述的油田固废资源化处理工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,采用螺旋进料机将干燥后混物料送入干馏炉前段,裂化产生的油气由螺旋进料机出气口排出进入列管式冷凝器冷凝为液态油;步骤(4)中,裂化产生的油气经螺旋出渣机出气口排出,经二级旋风除尘器净化后进入列管式冷凝器冷凝成液态油。
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