CN110903008A - 一种油基泥浆的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含油污泥处理技术领域，公开了一种油基泥浆的处理方法，按下述步骤进行：S1加热：将油基泥浆在加热炉中进行加热，形成油泥水的混合液；S2萃取：将S1中得到的混合液、萃取剂和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，得到干化污泥和萃取相，所述萃取相经过分离器进行降温、减压分离，得到重油、清油和水；S3水处理：将S2中分离得到的水导入气浮装置，通过气浮装置去除废水中残余的油，达到对废水的处理。本发明具有以下优点和效果：采用超临界萃取联合热‑化学分离技术对油基泥浆进行处理，萃取效率高，得到的干化污泥可直接排放，无需进行进一步干化处理。

Description

一种油基泥浆的处理方法
技术领域
本发明涉及含油污泥处理技术领域，特别涉及一种油基泥浆的处理方法。
背景技术
废弃油基泥浆也叫废弃油基钻井液.成分比较复杂，一般都含有重金属、酸、碱、高分子化合物以及大量的油和钻屑，这些物质通常难以通过环境中微生物自然分解，如不能妥善处理，会对人、畜和环境造成严重危害,如果能够对其中的基础油进行回收、处理和重新利用，将取得一定的经济效益。
随着石油环保受到越来越多的重视，许多国家纷纷制定有关法律法规，对钻井作业废弃物排放进行了非常严格的限制，有些钻井行业施行了集中填埋、原位固化或井眼回注等传统处理方法，无法从根本上实现废弃油基钻井液的无害化处理，也不能对其中的有用资源进行再次重复利用，无法满足现阶段的环境保护要求。
为规范油基泥浆的存储和资源利用，坚持“减量化、资源化、无害化”的处置原则，迫切需要提高油基泥浆的处理技术水平，实现资源的再利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种油基泥浆的处理方法，具有处理效果好、无污染、成本较低、运行周期短的效果，处理后的干化污泥满足国家泥沙掩埋规范标准需求。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：其特征在于按下述步骤进行：
S1加热：将油基泥浆在加热炉中进行加热，实现油、泥、水的分离，形成油泥水的混合液；
S2萃取：将S1中得到的混合液、萃取剂和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，得到干化污泥和萃取相，所述萃取相经过分离器进行降温、减压分离，得到重油、清油和水；萃取和分离两个过程均在超临界萃取系统中完成，当携带溶质的萃取剂流经分离器时，由于压力和温度下降使得萃取剂与萃取相迅速分离成气相和液相而立即分开，此过程物料不发生相变，也无需回收溶剂，操作方便；经过加热处理后的油基泥浆中油、水、泥已经进行初步分离，采用超临界萃取技术处理油、水、泥的混合液可直接得到干化污泥，此部分干化污泥含油量低于0.3‰，达到我国《陆上石油天然气开采工业污染物排放标准》的要求。
S3水处理：将S3中三相分离得到的废水导入气浮装置，向所述气浮装置中添加PAC与PAM，通过气浮装置去除废水中残余的油，达到对废水的处理。
本发明的进一步设置为：所述加热炉加热温度为80～90℃。
本发明的进一步设置为：所述加热炉中每千克油基泥浆添加有100～150mg邻二甲苯、3～5mg破乳剂、20～50mg/L三氯乙烯。
通过采用上述技术方案，在加热和化学药剂的协同作用下，萃取余相中的水、油和泥能得到较好的分离，采用邻二甲苯溶剂，可对破乳剂和三氯乙烯进行稀释、分散和溶解，使破乳剂分子充分扩散到萃取余相中，使破乳剂和三氯乙烯的性能得到充分发挥；三氯乙烯具有一定的还原性，可与油基泥浆中的供电子基团结合，从而打破油基泥浆分子间原有的结构，使油基泥浆更容易分离。
本发明的进一步设置为：所述萃取余相、邻二甲苯、破乳剂和三氯乙烯加入所述加热炉后采用高速搅拌器进行搅拌，使萃取余相与添加的化学药剂充分混合，加快油、水、泥的分离反应。
本发明的进一步设置为：所述萃取剂为二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷或乙烯中的一种。
本发明的进一步设置为：所述超临界萃取的条件为，油基泥浆与萃取剂体积比在1:4～1:6之间，萃取剂与协萃剂的体积比在40:1～60:1之间，超临界萃取过程中萃取温度为60～80℃，萃取压力为18～20Mpa，萃取时间为1～2h。
本发明的进一步设置为：所述协淬剂按质量份计包括乙醇20份、四氢呋喃5～10份、异丙醇5～10份。
通过采用上述技术方案，油基泥浆中含有大量极性物质，乙醇作为极性溶剂可提高极性物质的萃取力；四氢呋喃、异丙醇可破坏油基泥浆中原来的氢键，协萃剂与CO2溶质之间的相互作用，可提高溶质的萃取力。
本发明的进一步设置为：所述超临界反应装置进口处设置有三相混合装置，能够使油泥、萃取剂、协萃剂充分混合反应。
本发明的进一步设置为：所述气浮装置包括涡流三相混合气浮装置、设置在所述涡流三相混合气浮装置上的混凝剂加药装置、絮凝剂加药装置，气浮装置采用全溶气气浮方式。
通过采用上述技术方案，采用涡流三相混合器，集溶气、差速搅拌、絮体加气、颗粒附着、溶气晶核生成于一体；气浮装置采用全溶气气浮方式，溶气量大，增加悬浮物及浮油与气泡的接触机会，且所需气浮池占地空间小。
本发明的有益效果是：
1.在热-化学分离技术中利用加热和药剂协同作用对萃取余相进行处理，使萃取余相中的油水泥三相分离，采用邻二甲苯作为破乳剂和三氯乙烯的溶剂，可对破乳剂和三氯乙烯进行稀释、分散和溶解，使破乳剂和三氯乙烯分子充分扩散到萃取余相中，三氯乙烯具有一定的还原性，可与油基泥浆中的供电子基团结合，从而打破油基泥浆分子间原有的结构，使油基泥浆更容易分离，邻二甲苯和三氯乙烯可使破乳剂的破乳性能得到充分发挥，提高油基泥浆的分离效果。
2.本发明采用超临界萃取联合热-化学分离技术对油基泥浆进行处理，超临界萃取技术是一种环保的分离技术，萃取操作容易，技术流程短，耗时少，占地小，同时萃取后的萃取剂可循环使用，无污染排放，经过加热处理后的油基泥浆中油、水、泥已经进行初步分离，采用超临界萃取技术处理油、水、泥的混合液可直接得到干化污泥，萃取效率高，得到的干化污泥可直接排放，无需进行进一步干化处理；
3.采用超临界萃取工艺处理油基泥浆时，在萃取剂中添加了乙醇、四氢呋喃和异丙醇作为协萃剂，油基泥浆中含有大量极性物质，乙醇作为极性溶剂与萃取剂共同作用可提高极性物质的萃取力；四氢呋喃、异丙醇可破坏油基泥浆中原来的氢键，使油与泥浆的结合能力减弱，从而提高超临界萃取剂的萃取率，在乙醇、四氢呋喃和异丙醇的协同作用下，采用超临界萃取剂萃取油基泥浆可达到较好的萃取效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明油基泥浆处理方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明处理的油基泥浆含油量20％左右，一种油基泥浆的处理方法，其特征在于按下述步骤进行：
S1加热：将油基泥浆在加热炉中进行加热，加热炉加热温度为90℃，加热炉中每千克油基泥浆添加有100mg邻二甲苯、5mg破乳剂、50mg三氯乙烯，萃取余相、邻二甲苯、破乳剂和三氯乙烯加入所述加热炉后采用高速搅拌器进行搅拌，使萃取余相与邻二甲苯和破乳剂充分混合，加快分离反应，实现油、泥、水的分离，形成油泥水的混合液；
S2萃取：将油基泥浆、二氧化碳和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，超临界萃取的条件为，油基泥浆与超临界二氧化碳体积比为1:4，超临界二氧化碳与协萃剂的体积比为60:1，超临界萃取过程中萃取温度为60℃，萃取压力为20Mpa，萃取时间为1h，其中协萃剂按质量份计包括乙醇20份、四氢呋喃10份、异丙醇5份，得到干化污泥和萃取相，所述萃取相经过分离器进行降温、减压分离，得到重油、清油和水；
S3水处理：将S2中分离得到的水导入气浮装置，向所述气浮装置中添加PAC与PAM，通过气浮装置去除废水中残余的油，达到对废水的处理。
实施例2
本发明处理的油基泥浆含油量20％左右，一种油基泥浆的处理方法，其特征在于按下述步骤进行：
S1加热：将S1中得到的萃取余相在加热炉中进行加热，加热炉加热温度为90℃，加热炉中每千克油基泥浆添加有150mg邻二甲苯、3mg破乳剂、20mg三氯乙烯，萃取余相、邻二甲苯、破乳剂和三氯乙烯加入所述加热炉后采用高速搅拌器进行搅拌，使萃取余相与邻二甲苯和破乳剂充分混合，加快分离反应，实现油、泥、水的分离，形成油泥水的混合液；
S2萃取：将油基泥浆、二氧化碳和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，超临界萃取的条件为，油基泥浆与超临界二氧化碳体积比为1:6，超临界二氧化碳与协萃剂的体积比为40:1，超临界萃取过程中萃取温度为80℃，萃取压力为18Mpa，萃取时间为2h，其中协萃剂按质量份计包括乙醇20份、四氢呋喃5份、异丙醇10份，得到干化污泥和萃取相，所述萃取相经过分离器进行降温、减压分离，得到重油、清油和水；
S3水处理：将S2中分离得到的水导入气浮装置，向所述气浮装置中添加PAC与PAM，通过气浮装置去除废水中残余的油，达到对废水的处理。
实施例3
采用本发明的处理方法还可以对落地油砂进行处理，将落地油砂加水调节至含水率在60～70％后按下述步骤进行：
S1加热：将含水率为60～70％的落地油砂在加热炉中进行加热，加热炉加热温度为90℃，加热炉中每千克油基泥浆添加有150mg邻二甲苯、3mg破乳剂、20mg三氯乙烯，萃取余相、邻二甲苯、破乳剂和三氯乙烯加入所述加热炉后采用高速搅拌器进行搅拌，使萃取余相与邻二甲苯和破乳剂充分混合，加快分离反应，实现油、泥、水的分离，形成油泥水的混合液；
S2萃取：将油基泥浆、二氧化碳和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，超临界萃取的条件为，油基泥浆与超临界二氧化碳体积比为1:6，超临界二氧化碳与协萃剂的体积比为40:1，超临界萃取过程中萃取温度为80℃，萃取压力为18Mpa，萃取时间为2h，其中协萃剂按质量份计包括乙醇20份、四氢呋喃5份、异丙醇10份，得到干化污泥和萃取相，所述萃取相经过分离器进行降温、减压分离，得到重油、清油和水；
S3水处理：将S2中分离得到的水导入气浮装置，向所述气浮装置中添加PAC与PAM，通过气浮装置去除废水中残余的油，达到对废水的处理。
实施例4
实施例4与实施例2不同之处在于S2萃取：将油基泥浆、二氧化碳和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，超临界萃取的条件为，油基泥浆与超临界二氧化碳体积比为1:6，超临界二氧化碳与协萃剂的体积比为40:1，超临界萃取过程中萃取温度为80℃，萃取压力为18Mpa，萃取时间为2h，其中协萃剂为乙醇，得到萃取相和萃取余相，所述萃取相经过分离器进行减压分离，使萃取剂和萃取出的轻质油分离。
对比例1
对比例1与实施例2不同之处在于S2萃取：将油基泥浆、二氧化碳同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，超临界萃取的条件为，油基泥浆与超临界二氧化碳体积比为1:6，超临界萃取过程中萃取温度为80℃，萃取压力为18Mpa，萃取时间为2h，得到萃取相和萃取余相，所述萃取相经过分离器进行减压分离，使萃取剂和萃取出的轻质油分离。
对比例2
对比例2与实施例2不同之处在于S1加热：将油基泥浆在加热炉中进行加热，加热炉加热温度为80℃，加热炉中每千克油基泥浆添加5mg破乳剂，萃取余相和破乳剂加入所述加热炉后采用高速搅拌器进行搅拌，使萃取余相与破乳剂充分混合，加快破乳反应，实现油、泥、水的破乳，形成油泥水的混合液。
对实施例1-3和对比例1-2中S2萃取完成后的油基泥浆萃取率、干化污泥含油率、S3水处理完成后处理后废水的COD进行检测，试验结果如下表1。
表1
Figure BDA0002318775110000051
Figure BDA0002318775110000061
通过表1的试验结果可知，油基泥浆或落地油砂经过热-化学分离联合超临界萃取技术可达到良好的处理效果，热-化学分离技术中邻二甲苯和三氯乙烯可使破乳剂的破乳性能得到充分发挥，提高油基泥浆的分离效果；在超临界萃取过程中在乙醇、四氢呋喃和异丙醇的协同作用下，采用超临界萃取剂萃取经过热-化学分离处理后的油基泥浆可达到较好的萃取效果，萃取出的干化污泥能达到我国《陆上石油天然气开采工业污染物排放标准》的要求。

Claims (9)

1.一种油基泥浆的处理方法，其特征在于按下述步骤进行：
S1加热：将油基泥浆在加热炉中进行加热，实现油、泥、水的分离，形成油泥水的混合液；
S2萃取：将S1中得到的混合液、萃取剂和协萃剂同时加入超临界萃取装置中进行超临界萃取，得到干化污泥和萃取相，所述萃取相经过分离器进行降温、减压分离，得到重油、清油和水；
S3水处理：将S2中分离得到的水导入气浮装置，向所述气浮装置中添加PAC与PAM，通过气浮装置去除废水中残余的油，达到对废水的处理。
2.根据权利要求1所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述加热炉加热温度为80～90℃。
3.根据权利要求1所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述加热炉中每千克油基泥浆添加有100～150mg邻二甲苯、3～5mg破乳剂、20～50mg三氯乙烯。
4.根据权利要求3所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述萃取余项、邻二甲苯和破乳剂加入所述加热炉后采用高速搅拌器进行搅拌混合。
5.根据权利要求1所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述萃取剂为二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷或乙烯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述超临界萃取的条件为，油基泥浆与萃取剂体积比在1:4～1:6之间，萃取剂与协萃剂的体积比在40:1～60:1之间，超临界萃取过程中萃取温度为60～80℃，萃取压力为18～20Mpa，萃取时间为1～2h。
7.根据权利要求6所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述协淬剂按质量份计包括乙醇20份、四氢呋喃5～10份、异丙醇5～10份。
8.根据权利要求1所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述超临界萃取装置进口处设置有三相混合装置。
9.根据权利要求1所述的一种油基泥浆的处理方法，其特征在于：所述气浮装置包括涡流三相混合气浮装置、设置在所述涡流三相混合气浮装置上的混凝剂加药装置、絮凝剂加药装置。
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