CN102627380B - 一种高效酸性油泥分解剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高效酸性油泥分解剂，其组成物料的重量百分比为：氧化剂1－15%，共沉淀剂1－10%，絮凝剂5－30%，表面活性剂1－10%，破乳剂0.5－10%，酸性调节剂1－10%，水50－90%；本发明还公开所述高效酸性油泥分解剂的制备方法，其步骤如下：第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：第二步，溶解各种组成物料；第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，即制得高效酸性油泥分解剂。本发明还公开所述高效酸性油泥分解剂的应用：本发明制备过程简单，成本低廉、易于工业化；本发明借助化学反应、表面活性作用、絮凝与盐析破乳作用，实现油泥降粘，油水泥三相高效分离，能够用于从油泥中回收原油和对石油污染土壤的快速处置。
Description
技术领域
本发明涉及从油泥中回收原油和环境保护领域，具体涉及一种用作实现油泥砂中油、水、泥三相高效分离的药剂制备方法与应用。
技术背景
油泥是油田开发、储运及石油化工行业生产过程中，由原油或成品油混入泥砂或其它介质中，而其中的油分不能直接得到分离、回收而产生的可能造成环境污染的多种形态混合物。油泥砂不是一般概念上的污泥，这些污泥一般具有一定的含油量（污泥中一般含油率在10% - 50%，含水率在40% - 90%），且粘度大、颗粒细、成分复杂，属于多相体系，一般由水包油、油包水以及固体颗粒组成，且乳化充分，粘度较大，固相难以彻底沉降，泥水分离十分困难。它不仅影响外输原油质量，还会导致注水水质和外排污水难以达标。污泥中不但含有老化的原油、蜡质、沥青质，还含有苯系物、酚类、葱类、蒽、芘等毒性物质，若不进行有效处理而直接和自然环境接触，就会对土壤、水体和农作物造成污染。我国石油化工行业中，平均每年产生80万吨罐底泥、池底泥。
不同来源的含油污泥，存在不同的特点，必须针对性地采取相应的处理工艺和综合利用手段。国外很早就开始了含油污泥处理技术的研究，目前许多处理技术已经较成熟，我国对于含油污泥的处理还处于研究阶段，和国外的技术水平存在着一定的差距，但我国目前也在积极推进各种含油污泥处理技术，保护油田环境。如河北省辛集市的贾茂郎等人采用含明矾、食盐溶液在加热(70-90℃)条件下，将油泥分散和初级分离，经初级分离的原油又经离心分离后得到进一步净化。采用本方法分离出的原油含水0.5%以下，含杂质1%以下，可供炼油厂使用。
中国专利CN200710158298.9发明了一种由6501、氢氧化钠、十二烷基苯磺酸钠、水、硅酸钠混合配置的环保污油泥分解剂，该分解剂可将废弃的油泥中的原油分解出来再利用。
中国专利CN200710027472.6发明可一种处理含油泥砂的破乳剂，其制备方法是在反应器中依次加入油溶性水分散聚醚类破乳剂，木质素改性两性高分子表面活性剂，多元醇氧化丙烯聚合物，季铵盐型阳离子淀粉，搅拌溶解后在60oC 反应，然后加入甲醇、冰醋酸，恒温反应一定时间后只得多元共聚物破乳剂，该破乳剂能打破油泥砂中化学结合而发生化学分离，并借助超声辐射，实现油水砂分层分离。
中国专利CN200710012933.2通过在油泥砂中加入偏硅酸钠、聚醚多元醇和乙二胺四乙酸，加热下使药剂与油泥反应，从而实现油水泥三相分离。
中国专利CN 200710012639.1使用无机酸（如硫酸、盐酸、硝酸或磷酸）为油泥分离剂。
中国专利CN 200710012596.7采用含油皂素的阳离子表面活性剂（如脂肪酸钠、脂肪酸钾或烷基苯磺酸钠）和无机酸为中和剂，制备油泥分离剂。
中国专利200510095646.3通过在容器中依次加入水、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、丙二醇甲醚醋酸酯、羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌均匀，制得油泥砂分离剂。
中国专利200410062490.4所制备的油水分离剂是由聚丙烯酸钠、磺酸铝和氯化钙组成。
中国专利200410050376.X将硅酸钠、高锰酸钾、氯化钠、水、碳酸钙混合配置而成油泥分解剂。
随着环保法规的逐步完善及能源短缺，开发新的含油污泥处理技术成为近年来研究的热点。目前国内外含油污泥处理技术方法较多，大致可以分为物理化学提取与回收、无害化处理技术、生物降解技术、热处置技术、电动力处理技术以及污泥调剖技术。相比较而言，化学法因处理工艺简单、投资成本低，可回收大量原油资源而成为油污泥处置技术的首选。但由于含油污泥因产地不同性质有较大的差异, 很难找到一种既比较广普、又高效且成本低廉的高效油泥分解剂。
发明内容
本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高效酸性油泥分解剂，该油泥分解剂适用范围广、成本低，并且能实现油泥中的油、水、泥三相快速分相。
本发明的另一目的在于提供上述高效酸性油泥分解剂的制备方法。
本发明的再一目的在于提供上述高效酸性油泥分解剂的应用。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明所述的一种高效酸性油泥分解剂，其组成物料的重量百分比为：氧化剂1－15%，共沉淀剂1－10%，絮凝剂5－30%，表面活性剂1－10%，破乳剂0.5－10%，酸性调节剂1－10%，水50－90%；
所述氧化剂为高锰酸钾或高锰酸钠；
所述共沉淀剂为硅酸钠、硅酸镁、氯化钙中的一种或多种；
所述絮凝剂为硫酸铝钾、氢氧化铝、磺酸铝、硅藻土、高岭土、粘土中的一种或多种；所述表面活性剂为羧甲基纤维素钠、脂肪酸钠、脂肪酸钾、烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基硫酸钠中的一种或多种；
所述破乳剂为氯化钠或硫酸钠；
所述酸性调节剂为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、冰醋酸中的一种或多种。
本发明所述的高效酸性油泥分解剂的制备方法，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为5-10%的羧甲基纤维素钠水溶胶；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水、氧化剂、共沉淀剂、絮凝剂、表面活性剂和破乳剂充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂调节该溶液pH值在2－5之间，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
本发明所述的高效酸性油泥分解剂的应用：称取油泥砂置于1000ml三角烧瓶中，再加入水和高效酸性油泥分解剂，水∶油泥∶油泥酸性分解剂质量比为100-300∶ 50-100∶ 5-10，搅拌，加热至50-80oC保温搅拌15-120分钟。
静置分层0.5-2小时，分为油（上层）、水（中层）、泥（下层）三相，分出的油相通过破乳回收得到原油，泥砂置于恒温干燥箱中干燥，进行脱油效果分析（参照GB/T16488-1996石油类和动植物油监测分析方法）。
本发明原理：一方面硅酸钠与高锰酸钾和氯化钠在酸性条件下生成高价的硅酸锰盐，然后与污泥中的杂质化学反应，与共沉淀剂一起产生聚合物沉淀同原油分离；另一方面在酸和破乳剂、表面活性剂的协同作用下，破坏了采油过程中所加入的增粘驱油剂（如聚丙烯酰胺）所导致的油泥粘度增加，借助表面活性、絮凝与盐析破乳作用，从而实现油泥降粘，油水泥三相高效分离。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
（1）本发明在配方设计上充分考虑油泥特点，利用酸碱破乳降粘、氧化除杂、盐析絮凝等综合协同作用，实现了油、水、泥三相的高效分离；
（2）制备过程简单，成本低廉、易于工业化；
（3）本发明所制备的油泥分解剂具有很好的性能，主要表现在：高效原油回收；节能降耗；泥砂洗脱效果良好。
本发明借助化学反应、表面活性作用、絮凝与盐析破乳作用，实现油泥降粘，油水泥三相高效分离。可用于从油泥中回收原油和石油污染土壤的快速处置。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
一种高效酸性油泥分解剂，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为5%的羧甲基纤维素钠水溶胶；取1公斤5%的羧甲基纤维素钠水溶胶备用；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水100公斤、氧化剂－高锰酸钾1.5公斤、共沉淀剂－硅酸钠1.5公斤、絮凝剂－硫酸铝钾6公斤、表面活性剂－十二烷基硫酸钠1.5公斤和破乳剂－氯化钠1公斤，充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂－硫酸调节该溶液pH值在2－5之间，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
所述高效酸性油泥分解剂的应用：在油泥分解罐中加入油泥100公斤，水100公斤，上述高效酸性油泥分解剂10公斤，混合搅拌并加热至70oC保温搅拌15分钟，静置分层0.5小时。
最上层油相通过破乳回收得到原油，中层水回收循环利用，泥砂置于恒温干燥箱中干燥。油泥分离率为76.03%(wt.), 处理后泥中油含量为6.67%(wt.)。
实施例二：
一种高效酸性油泥分解剂，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为10%的羧甲基纤维素钠水溶胶；取10公斤10%的羧甲基纤维素钠水溶胶备用；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水100公斤、氧化剂－高锰酸钾5公斤、共沉淀剂－硅酸镁10公斤、絮凝剂－硫酸铝钾5公斤、表面活性剂－十二烷基硫酸钠2公斤和破乳剂－氯化钠10公斤，充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂－硫酸调节该溶液的pH值至5，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
所述高效酸性油泥分解剂的应用：在油泥分解罐中加入油泥100公斤，水300公斤，上述高效酸性油泥分解剂10公斤，混合搅拌并加热至80oC保温搅拌120分钟，静置分层1小时。
最上层油相通过破乳回收得到原油，中层水回收循环利用，泥砂置于恒温干燥箱中干燥。油泥分离率为80.46%(wt.), 处理后泥中油含量为6.13 %(wt.)。
实施例三：
一种高效酸性油泥分解剂，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为8%的羧甲基纤维素钠水溶胶；取5公斤10%的羧甲基纤维素钠水溶胶备用；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水100公斤、氧化剂－高锰酸钾1.5公斤、共沉淀剂－硅酸钠5公斤、絮凝剂－磺酸铝2公斤、表面活性剂－脂肪醇聚氧乙烯醚1.5公斤和破乳剂－氯化钠5公斤，充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂－硫酸调节该溶液的pH值至5，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
所述高效酸性油泥分解剂的应用：在油泥分解罐中加入油泥100公斤，水300公斤，上述高效酸性油泥分解剂10公斤，混合搅拌并加热至75oC保温搅拌45分钟，静置分层0.5小时。
最上层油相通过破乳回收得到原油，中层水回收循环利用，泥砂置于恒温干燥箱中干燥。油泥分离率为79.46%(wt.), 处理后泥中油含量为5.93 %(wt.)。
实施例四：
一种高效酸性油泥分解剂，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为10%的羧甲基纤维素钠水溶胶；取1公斤10%的羧甲基纤维素钠水溶胶备用；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水100公斤、氧化剂－高锰酸钾10公斤、共沉淀剂－硅酸钠10公斤、絮凝剂－高岭土10公斤、表面活性剂－十二烷基硫酸钠1.5公斤和破乳剂－硫酸钠10公斤，充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂－磷酸调节该溶液的pH值至5，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
所述高效酸性油泥分解剂的应用：在油泥分解罐中加入油泥100公斤，水300公斤，上述高效酸性油泥分解剂10公斤，混合搅拌并加热至80oC保温搅拌60分钟，静置分层1.5小时。
最上层油相通过破乳回收得到原油，中层水回收循环利用，泥砂置于恒温干燥箱中干燥。油泥分离率为78.37%(wt.), 处理后泥中油含量为6.42 %(wt.)。
实施例五：
一种高效酸性油泥分解剂，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为6%的羧甲基纤维素钠水溶胶；取8公斤6%的羧甲基纤维素钠水溶胶备用；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水100公斤、氧化剂－高锰酸钠2公斤、共沉淀剂－硅酸钠3公斤、絮凝剂－粘土5公斤、表面活性剂－丙二醇甲醚醋酸酯1.5公斤和破乳剂－氯化钠3公斤，充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂－盐酸调节该溶液的pH值至5，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
所述高效酸性油泥分解剂的应用：在油泥分解罐中加入油泥100公斤，水100公斤，上述高效酸性油泥分解剂10公斤，混合搅拌并加热至80oC保温搅拌80分钟，静置分层2小时。
最上层油相通过破乳回收得到原油，中层水回收循环利用，泥砂置于恒温干燥箱中干燥。油泥分离率为78.01%(wt.), 处理后泥中油含量为6.93 %(wt.)。
实施例六：
一种高效酸性油泥分解剂，其步骤如下：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为5%的羧甲基纤维素钠水溶胶；取5公斤5%的羧甲基纤维素钠水溶胶备用；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水100公斤、氧化剂－高锰酸钾15公斤、共沉淀剂－硅酸钠10公斤、絮凝剂－氢氧化铝2公斤、表面活性剂－烷基酚聚氧乙烯醚6公斤和破乳剂－氯化钠5公斤，充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂－硝酸调节该溶液的pH值至，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
所述高效酸性油泥分解剂的应用：在油泥分解罐中加入油泥100公斤，水200公斤，上述高效酸性油泥分解剂5公斤，混合搅拌并加热至80oC保温搅拌60分钟，静置分层2小时。
最上层油相通过破乳回收得到原油，中层水回收循环利用，泥砂置于恒温干燥箱中干燥。油泥分离率为78.74%(wt.), 处理后泥中油含量为6.07 %(wt.)。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高效酸性油泥分解剂，其组成物料的重量百分比为：氧化剂1－15%，共沉淀剂1－10%，絮凝剂5－30%，表面活性剂1－10%，破乳剂0.5－10%，酸性调节剂1－10%，水50－90%；
所述氧化剂为高锰酸钾或高锰酸钠；
所述共沉淀剂为硅酸钠、硅酸镁、氯化钙中的一种或多种；
所述絮凝剂为硫酸铝钾、氢氧化铝、磺酸铝、硅藻土、高岭土中的一种或多种；所述表面活性剂为羧甲基纤维素钠、脂肪酸钠、脂肪酸钾、烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、丙二醇甲醚醋酸酯、十二烷基硫酸钠中的一种或多种；
所述破乳剂为氯化钠或硫酸钠；
所述酸性调节剂为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、冰醋酸中的一种或多种；
所述的高效酸性油泥分解剂通过以下步骤制得：
第一步，配制羧甲基纤维素钠水溶胶：将羧甲基纤维素钠溶解在水中，配制成质量浓度为5-10%的羧甲基纤维素钠水溶胶；
第二步，溶解各种组成物料；在装有搅拌器的容器中，依次加入水、氧化剂、共沉淀剂、絮凝剂、表面活性剂和破乳剂充分溶解；
第三步，往第二步所得溶液中加入第一步所配置的羧甲基纤维素钠水溶胶，搅拌混合均匀，用酸性调节剂调节该溶液pH值在2－5之间，继续搅拌，混合均匀，即制得高效酸性油泥分解剂。
2.如权利要求1所述的高效酸性油泥分解剂的应用，步骤为：称取油泥砂置于1000ml三角烧瓶中，再加入水和高效酸性油泥分解剂，水∶油泥∶高效酸性油泥分解剂质量比为100-300∶ 50-100∶ 5-10，搅拌，加热至50-80oC保温搅拌15-120分钟；
静置分层0.5-2小时，分为油、水、泥三相，分出的油相通过破乳回收得到原油，泥砂置于恒温干燥箱中干燥，进行脱油效果分析。
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