CN117566998A - 一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂、制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂、制备方法及应用，聚醚类破乳剂包括丙二醇嵌段聚醚4‑20重量份、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚5‑20重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚2‑10重量份、仲烷基磺酸盐1‑5重量份、水60‑90重量份。本发明将丙二醇嵌段聚醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐和水混合，并对质量比进行调控，提高了聚醚类破乳剂对高含水率且含泥沙的含油污泥的破乳效率。
Description
技术领域
本发明涉及污泥处理技术领域，具体涉及一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂、制备方法及应用。
背景技术
海上油气田产生的固体废物主要分为一般废物和危险废物两大类。其中，一般废物包括生活垃圾、办公垃圾、建筑垃圾等，危险废物包括含油污泥、化学药剂包装桶、废润滑油等。含油污泥包含油包水（W/O）或水包油（O/W）乳状液，悬浮固体和其他成分。由于含油污泥成分及性质复杂，且含有大量的有机污染物，已被列入《国家危险废物名录》。现有技术通常使用破乳剂脱除含油污泥中的水分，但是，海上油田产生的油包水型含油污泥具有含水率高、泥沙含量低的特点，其含水率可达40%以上，泥沙含量为5%左右。高含水率导致油包水型含油污泥的表观粘度增大，破乳剂在油泥体系中不易扩散；固体泥沙则会吸附在油包水型含油污泥的油水界面，发挥空间稳定作用，形成强度比单纯油-水界面膜更大的界面膜，提高了油泥体系的稳定性，为破乳进一步增加了困难。
申请号为202110153456.1的发明专利合成了非聚醚型破乳剂，经过复配制备出一种中性含油污泥清洁剂，该种含油污泥清洁剂的处理体系接近中性，对环境友好，但是破乳效率低，难以适用于含水率高且含泥沙的含油污泥。
发明内容
针对现有技术中非聚醚型破乳剂破乳效率低，难以适用于含水率高且含泥沙的含油污泥。的问题，本发明提供一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂、制备方法及应用，将丙二醇嵌段聚醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐和水混合，并对质量比进行调控，提高了聚醚类破乳剂对高含水率且含泥沙的含油污泥的破乳效率。
第一方面，本发明提供一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，包括丙二醇嵌段聚醚4-20重量份、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚5-20重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚2-10重量份、仲烷基磺酸盐1-5重量份、水60-90重量份。
其中，丙二醇嵌段聚醚优选4-10重量份，乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚优选5-10重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚优选2-5重量份，仲烷基磺酸盐优选2-5重量份。
进一步的，丙二醇嵌段聚醚的分子式为HO(C2H4O)m(C3H6O)nH，平均分子量为2000-3500，浊点（1%水溶液）为57-61℃。m和n分别为0或正整数，且m+n≠0。
进一步的，乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子式为(C3H6O-C2H8N2-C2H4O)x，平均分子量不低于200000，pH值(1%水溶液)为10-11，浊点为27-30E(25%BDG溶液)，x为正整数。
进一步的，脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为C12H25O(CH2CH2O)yH，平均分子量不低于500，浊点（1%水溶液）为79℃，y为正整数。
进一步的，仲烷基磺酸盐为仲烷基磺酸钠，仲烷基磺酸钠的分子式为RSO3Na，R是碳原子数为14-17的烷基。
第二方面，本发明提供一种如上所述聚醚类破乳剂的制备方法，将丙二醇嵌段聚醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐和水混合后搅拌，即得聚醚类破乳剂。
进一步的，搅拌时间为28-32min，搅拌速度为180-220rpm。
进一步的，搅拌温度为25-28℃。
第三方面，本发明提供一种如上所述聚醚类破乳剂在处理高含水含油污泥上的应用。
进一步的，污泥的含油率为55%-60%，含水率为38%-43%，含泥沙率为4%-6%。聚醚类破乳剂的用量为1000-5000ppm。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂、制备方法及应用，聚醚类破乳剂以丙二醇嵌段聚醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐和水作为原料，通过搅拌混合制得，制备方法简单；本发明通过调控聚醚类破乳剂中各原料的用量，使聚醚类破乳剂在作用于含油污泥体系时，可快速扩散至界面处，因其界面活性高于成膜物质，因此能顶替或置换部分原始界面膜上的天然乳化剂，降低了油水界面张力，并且阻止体相中活性物质分子向界面的迁移，形成不稳定的混合膜，最后由于界面膜强度降低，导致界面膜破坏，实现破乳，加速了含水率较高且含沙的含油污泥中水、油、沙三相分离的速度，显著提高了聚醚类破乳剂的破乳效率；本发明提供的聚醚类破乳剂针对含水率高且含泥沙的含油污泥可实现脱水率90%以上，分离后原油含水率降低至3%以下，达到原油外输要求。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1与实施例5使用的丙二醇嵌段聚醚的型号为L64，平均分子量为2900，浊点(1%水溶液)为57-61℃；乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚EDEP的分子式为(C3H6O-C2H8N2-C2H4O)x，平均分子量约为350000，pH值(1%水溶液)约为10-11，浊点为27-30E(25%BDG溶液)；脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为AEO-9，平均分子量为582，浊点(1%水溶液)为79℃，仲烷基磺酸盐的型号为SAS-60，平均分子量为300。
实施例1
一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，制备方法如下：将丙二醇嵌段聚醚5重量份、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚5重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚2重量份、仲烷基磺酸盐5重量份、水83重量份加入到搅拌罐中，在25℃下，以200rpm的搅拌速度搅拌30min出料，得到高含水含油污泥的聚醚类破乳剂。
实施例2-4
将实施例1所得聚醚类破乳剂分别用于处理不同含水率的含油污泥，处理方法包括如下步骤：
步骤一：将实施例1所得聚醚类破乳剂与含油污泥混合，得到聚醚类破乳剂质量分数为3000ppm的混合体系。
步骤二：将混合体系的温度升至60℃，恒温下搅拌5min，搅拌速率为100rpm，得到破乳体系。
步骤三：将破乳体系以4000rpm的转速离心6min，得到脱水后的原油。离心后记录脱水量并计算脱水率，在破乳脱水后的原油上层取样，检测破乳后原油含水率，检测方法为卡尔费休库伦滴定法（GB/T 11133-2015），在破乳脱水后的原油底部泥样中取样，检测破乳后泥沙含油率，检测方法为石油类分光光度法（HJ 637-2012）。
实施例2-4中，含油污泥的破乳前含水率、破乳前泥沙含量、脱水率、破乳后原油含水率与破乳后泥沙含油率如表1所示。
表1 实施例2-4中含油污泥破乳前后的成分对比
实施例5
一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，制备方法如下：将丙二醇嵌段聚醚4重量份、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚6重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚2重量份、仲烷基磺酸盐3重量份、水85重量份加入到搅拌罐中，在25℃下，以200rpm的搅拌速度搅拌30min出料，得到高含水含油污泥的聚醚类破乳剂。
实施例6-8
将实施例5所得聚醚类破乳剂分别用于处理上述不同含水率的含油污泥，处理方法包括如下步骤：
步骤一：将实施例5所得聚醚类破乳剂与含油污泥混合，得到聚醚类破乳剂质量分数为4000ppm的混合体系。
步骤二：将混合体系的温度升至60℃，恒温下搅拌5min，搅拌速率为100rpm，得到破乳体系。
步骤三：将破乳体系以4000rpm的转速离心6min，得到脱水后的原油。离心后记录脱水量并计算脱水率，在破乳脱水后的原油上层取样，检测破乳后原油含水率，检测方法为卡尔费休库伦滴定法（GB/T 11133-2015），在破乳脱水后的原油底部泥样中取样，检测破乳后泥沙含油率，检测方法为石油类分光光度法（HJ 637-2012）。
实施例6-8中，含油污泥的破乳前含水率、破乳前泥沙含量、脱水率、破乳后原油含水率与破乳后泥沙含油率如表2所示。
表2 实施例6-8中含油污泥破乳前后的成分对比
由表1和表2可知，使用本发明制备的聚醚类破乳剂能够有效脱除原始含水率较高的含油污泥中的水分，获得破乳后原油含水率在2.076%以下的原油。
对比例1-3
对比例1-3与实施例2-4的区别仅在于对比例1-3使用市售非聚醚类破乳剂M550分别处理含水率为38.67%、39.85%、42.61%的含油污泥。
对比例1-3中，含油污泥的破乳前含水率、破乳前泥沙含量、脱水率、破乳后原油含水率与破乳后泥沙含油率如表3所示。
表3 对比例1-3中含油污泥破乳前后的成分对比
对比例4-6
对比例4-6与实施例2-4的区别仅在于对比例4-6使用市售非聚醚类破乳剂LAS-30分别处理含水率为38.67%、39.85%、42.61%的含油污泥。
对比例4-6中，含油污泥的破乳前含水率、破乳前泥沙含量、脱水率、破乳后原油含水率与破乳后泥沙含油率如表4所示。
表4 对比例4-6中含油污泥破乳前后的成分对比
由表3和表4可知，对比例1-3、对比例4-6分别使用市售非聚醚类破乳剂M550、LAS-30处理相同的含油污泥，破乳后原油含水率明显高于实施例2-4的破乳后原油含水率，并且破乳后泥沙含油率明显高于实施例2-4，说明本发明制备的聚醚类破乳剂相比市售非聚醚类破乳剂处理含油污泥能够更好的实现水、油、泥沙分离。
对比例7-9
对比例7-9与实施例2-4的区别仅在于对比例7-9使用的破乳剂为按照丙二醇嵌段聚醚2重量份、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚3重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚1重量份、仲烷基磺酸盐6重量份、水88重量份制备所得。
对比例7-9中，含油污泥的破乳前含水率、破乳前泥沙含量、脱水率、破乳后原油含水率与破乳后泥沙含油率如表5所示。
表5 对比例7-9中含油污泥破乳前后的成分对比
对比例10-12
对比例10-12与实施例2-4的区别仅在于对比例10-12使用的破乳剂为按照丙二醇嵌段聚醚5重量份，乙二胺四乙酸二钠5重量份，脂肪醇聚氧乙烯醚5重量份、十二烷基苯磺酸钠5重量份，水80重量份制备所得，其中，丙二醇嵌段聚醚的型号为L65，平均分子量为3500；脂肪醇聚氧乙烯醚的型号为AEO-3，分子量为318.56；十二烷基苯磺酸钠的型号为LAS-30。
对比例10-12中，含油污泥的破乳前含水率、破乳前泥沙含量、脱水率、破乳后原油含水率与破乳后泥沙含油率如表6所示。
表6 对比例10-12中含油污泥破乳前后的成分对比
由表5和表6可知，对比例7-9未按照本发明提供的配比制备破乳剂，破乳后原油含水率均高于11%，破乳后泥沙含油率均高于15%，不能很好的将含油污泥中的水、油、泥沙分离开。对比例10-12分别采用作用相似、分子量接近的AEO-3代替AEO-9，LAS-30代替SAS-60，所得破乳后原油含水率均高于10%，破乳后泥沙含油率均高于14%，也不能很好的将含油污泥中的水、油、泥沙分离开。实施例2-4使用的聚醚破乳剂处理含油率为55%-60%，含水率为38%-43%，含泥沙率为4%-6%的污泥与对比例7-12相比具有显著的分离效果。
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，其特征在于，包括丙二醇嵌段聚醚4-20重量份、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚5-20重量份、脂肪醇聚氧乙烯醚2-10重量份、仲烷基磺酸盐1-5重量份、水60-90重量份。
2.如权利要求1所述的一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，其特征在于，丙二醇嵌段聚醚的分子式为HO(C2H4O)m(C3H6O)nH，平均分子量为2000-3500。
3.如权利要求1所述的一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，其特征在于，乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚的分子式为(C3H6O-C2H8N2-C2H4O)x，平均分子量不低于200000。
4.如权利要求1所述的一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，其特征在于，脂肪醇聚氧乙烯醚的分子式为C12H25O(CH2CH2O)yH，平均分子量不低于500。
5.如权利要求1所述的一种针对高含水含油污泥的聚醚类破乳剂，其特征在于，仲烷基磺酸盐为仲烷基磺酸钠，仲烷基磺酸钠的分子式为RSO3Na，R是碳原子数为14-17的烷基。
6.一种如权利要求1所述聚醚类破乳剂的制备方法，其特征在于，将丙二醇嵌段聚醚、乙二胺聚氧乙烯聚氧丙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、仲烷基磺酸盐和水混合后搅拌，即得聚醚类破乳剂。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，搅拌时间为28-32min，搅拌速度为180-220rpm。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，搅拌温度为25-28℃。
9.一种如权利要求1所述聚醚类破乳剂在处理高含水含油污泥上的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，污泥的含油率为55%-60%，含水率为38%-43%，含泥沙率为4%-6%。
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