CN103833105B - 一种含聚油泥处理及原油回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含聚油泥处理及原油回收的方法。本发明首先提供了一种质量分离剂，其包括丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠；所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠与所述柠檬酸钠的质量比为1～10：1～15：0.5～5。本发明提供的含聚油泥处理及原油回收的方法包括如下步骤：将所述质量分离剂和待处理的含聚油泥进行混合，并进行搅拌；（2）将经步骤（1）搅拌后的混合物静置沉淀，得到油层、水层和泥层，即实现对所述含聚油泥的处理和原油的回收。本发明利用反应体系中的新型高效分离药剂在优化的反应条件下，可显著提高含聚油泥的分离效果，与传统的方法相比，具有原油回收率高、分离效果佳的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种含聚油泥处理及原油回收的方法，属于原油处理与回收技术领域。
背景技术
石油开采中随聚驱技术的广泛开展，提高采收率的同时，会产生大量的含聚油泥。含聚油泥中的成分主要有水、泥砂、油、其它有机物等。《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》要求必须对含聚油泥进行无害化处理。因此，探索既能实现含聚油泥无害化处理，又能回收其中所含石油资源的处理技术，是解决当前含聚油泥问题的关键。
含聚油泥的处理方法较多，国内外报道的方法有机械分离处理工艺、高温处理技术、生物处理技术、萃取处理技术、电处理技术及化学法处理技术等。其中，化学法利用分离药剂本身的破乳清洗等作用从含聚油泥中分离出大部分原油资源，分离效率相对比较高，所用化学分离剂的成本低廉，工艺路线简单，设备投资少。化学法处理含聚油泥的关键在于高效分离剂的研发。针对所属油田含聚油泥的特点和性质，探索回收含聚油泥中废弃原油资源的新型分离剂配方，优化分离工艺条件，回收宝贵的原油资源，变废为宝，既具有重要的经济意义又具有重要的环境意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种含聚油泥处理及原油回收的方法，同时本发明提供了一种高效的质量分离剂，在优化的反应条件下，可显著提高含聚油泥的分离效果，具有原油回收率高、分离效果佳的优点。
本发明首先提供了一种质量分离剂，其包括丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠；
所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠与所述柠檬酸钠的质量比可为1～10：1～15：0.5～5；
所述丙烯酸马来酸共聚物的分子量可为1800～4000，具体可为1800～3000、2500～3000、1800、2000、2500、2700、3000或4000。
所述的质量分离剂中，所述质量分离剂为由所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠、所述柠檬酸钠和水组成的水溶液；
所述水溶液中，所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠和所述柠檬酸钠总的质量百分含量可为5%～40%，具体可为5%～30%、10%～20%、5%、10%、20%、30%或40%。
所述的质量分离剂中，所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠与所述柠檬酸钠的质量比具体可为1～9：1～8：0.5～3、3～8：2～7：1～2、0.5：6：2、1：8：3、2：8：0.5、2：8：1、3：7：5、3：8：2、4：1：5、8：2：3或9：7：0.8。
所述的质量分离剂中，所述水可为油田现场过滤后的采油污水；所述采油污水的含油量不大于100mg/L，如30mg/L。
本发明进一步提供了一种含聚油泥的处理方法及原油回收方法，包括如下步骤：
（1）将所述质量分离剂和待处理的含聚油泥进行混合，并进行搅拌；
（2）将经步骤（1）搅拌后的混合物进行静置沉淀，得到油层、水层和泥层，即实现对所述含聚油泥的处理和原油的回收。
上述的方法中，步骤（1）中，所述含聚油泥与所述质量分离剂的质量比为0～5：1～6，但所述含聚油泥的质量不为零，具体可为1：1～6、1：2～5、1：3～4、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5或1：6。
上述的方法中，步骤（1）中，所述搅拌可在40～90℃的条件下进行，如在40～80℃、60～75℃、40℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃或90℃的条件下进行；
所述搅拌的时间可为10～60min，如10～50min、30～50min、10～40min、10min、30min、40min、50min或60min，所述搅拌的速度可为200～1000rpm，如500～800rpm、600～1000rpm、200rpm、500rpm、550rpm、600rpm、700rpm、800rpm或1000rpm。
上述的方法中，步骤（2）中，所述方法还包括向所述混合物中添加所述质量分离剂的步骤；
所述质量分离剂与所述含聚油泥的质量比可为0～5：0～5，但所述含聚油泥的质量不为零，具体可为1：1～2、1：1或1：1.2。
上述的方法中，步骤（2）中，所述静置沉淀的温度可为40～90℃，具体可为50～80℃、70～80℃、40℃、50℃、70℃、75℃、80℃或90℃，时间可为15～90min，具体可为15～60min、30～50min、15min、20min、30min、40min、50min、60min或90min。
上述的方法中，步骤（2）中，将经步骤（1）搅拌后的混合物立即转移至沉降分离器中进行所述沉淀分离，在转移过程中，保持所述反应后混合物的温度变化小于10℃。
本发明还提供了所述质量分离剂在含聚油泥处理中的应用，所述质量分离剂可显著提高含聚油泥的分离效果，具有原油回收率高、分离效果佳的优点。
本发明与现有的技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明利用反应体系中的新型高效分离药剂在优化的反应条件下，可显著提高含聚油泥的分离效果，与传统的方法相比，具有原油回收率高、分离效果佳的优点。
2、反应温度可为40～90℃，与很多油田现场污水温度相当，可直接加入现场处理后的污水进行分离药剂的配制。
3、搅拌速度可为200～1000rpm，该搅拌速度很容易实现。
4、含聚油泥的批处理时间可为20～100分钟，时间短，节约了处理时间。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
1）下述实施例中，含聚油泥的含油率、含水率和总含固量是按照下述方法计算得到的：
①含油率的测定：
取一定量的含聚油泥样于烧杯中，用石油醚多次洗涤，直至所洗石油醚颜色澄清后，定容，测其吸光度。再根据标准原油的标准曲线得到油的含量（SY/T5329-2012方法）。
②含水率测定：
取一定量的含聚油泥样于蒸馏烧瓶中，取体积约为2～3倍于油泥质量数的二甲苯与其混合摇匀，之后加入沸石，加热蒸馏，计量蒸出水的体积，计算含聚油泥含水率（GB/T8929-2006）。
③总含固量的测定：
取一定量的含聚油泥样于表面皿中，用石油醚多次洗涤，洗涤至所洗石油醚颜色澄清，再用苯乙醇溶剂洗涤，然后105℃下鼓风干燥1小时，称重即为总固相。
2）下述实施例中，回收油的含水率的测定方法为：
取一定量的回收原油，按照GB/T8929-2006《原油水含量的测定-蒸馏法》，测定回收油的油层含水率。
3）下述实施例中，原油回收率测定的方法为：
收集处理一批次含聚油泥过程中所得的回收油，测定其质量，再根据含聚油泥的总含油量计算原油回收率。
下述实施例1-6中处理的含聚油泥样品1的参数如下：
含油率为48.39%，含水率为41.10%，含固率为10.51%（含固率中包括的聚合物含量为1.37～8.42%），聚合物为AP-P4型，其平均分子量约1200万。
下述实施例7-12中处理的含聚油泥样品2的参数如下：
含油率为88.7%；含水率为5.6%；含固率为5.7%（含固率中包括的聚合物含量1.63～4.16%），其中聚合物为弱凝胶型，其平均分子量约2000万。
实施例1、
1、配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为2000）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为1：8：3；该水溶液中，总的质量百分含量为20%。
2、称取100g含聚油泥样品1（含聚率为3.57%）于三口烧瓶中，加入100mL质量分离剂（含聚油泥样品1与质量分离剂的质量比为1：1），将其置于恒温水浴锅内升温于70℃下恒温搅拌30min，搅拌速度为550rpm。在沉降分离烧杯中加入100mL质量分离剂，将搅拌反应30min后的“油、泥、水”混合物一次性倒入沉降分离瓶中，于70℃干燥箱中保温静置30min。
3、将70℃保温静置30min后的样品取出，“油、泥、水”混合物已呈现显著的分层：上层为黑色油层、中间层为水层、下层为污泥层。分别取各层产物测定原油回收率、泥中含油等数据，评价该条件下处理工艺的分离效果。
4、实验结果：回收油的含水率为6.7%、原油回收率为92.8%。
实施例2、
质量分离剂的组成及处理方法基本同实施例1，不同之处为：反应体系中初始含聚油泥（含聚率为8.42%）的投料量为50.2g，初始加入的质量分离剂的体积为100mL（含聚油泥样品1与质量分离剂的质量比为1：2），于80℃下恒温搅拌60min，搅拌速度为600rpm；在沉降分离器中加入质量分离剂为50mL，80℃干燥箱中保温静置40min。
实验结果：回收油的含水率为6.8%，原油回收率为92.4%。
实施例3、
质量分离剂的组成及处理方法基本同实施例1，不同之处为：反应体系中初始含聚油泥（含聚率为5.64%）的投料量为56.1g，初始加入质量分离剂的体积为200mL（含聚油泥样品1与质量分离剂的质量比为1：4），于90℃下恒温搅拌10min，搅拌速度为200rpm，在沉降分离器中加入质量分离剂为60mL，90℃干燥箱中保温静置15min。
实验结果：回收油的含水率为6.2%，原油回收率为91.0%。
实施例4、
处理方法基本同实施例1，不同之处为：质量分离剂中总质量百分含量为10%（各组分的配比不变）；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为4.53%）的投料量为53g，初始加入质量分离剂的体积为159mL（含聚油泥样品1与质量分离剂的质量比为1：3），于80℃下恒温搅拌60min，搅拌速度700rpm，然后于70℃保温静置40min。
实验结果：回收油的含水率为6.1%、原油回收率为92.8%。
实施例5、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为1800）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为0.5：6：2；该水溶液中，总的质量百分含量为40%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为：质量分离剂中总质量百分含量为40%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为1.37%）的投料量为48.1g，初始加入质量分离剂的体积为288mL（含聚油泥样品1与质量分离剂的质量比为1：6），于40℃下恒温搅拌50min，搅拌速度为1000rpm；然后40℃干燥箱中保温静置90min。
实验结果：回收油的含水率为5.7%，原油回收率为88.4%。
实施例6、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为4000）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为4：1：5；该水溶液中，总的质量百分含量为5%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为：质量分离剂中总质量百分含量为5%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为3.74%）的投料量为49g，初始加入质量分离剂的体积为250mL（含聚油泥样品1与质量分离剂的质量比为1：5），于60℃下恒温搅拌30min，搅拌速度800rpm，然后于70℃保温静置50min。
实验结果：回收油的含水率为8.4%、原油回收率为91.3%。
实施例7、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为3000）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为2：8：0.5；该水溶液中，总的质量百分含量为10%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为含聚油泥样品2，质量分离剂中总质量百分含量为10%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为2.39%）的投料量为55g，初始加入质量分离剂的体积为250mL（含聚油泥样品2与质量分离剂的质量比为1：5），于70℃下恒温搅拌40min，搅拌速度550rpm，然后于70℃保温静置40min。
实验结果：回收油的含水率为7.4%、原油回收率为92.7%。
实施例8、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为2500）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为8：2：3；该水溶液中，总的质量百分含量为20%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为含聚油泥样品2，质量分离剂中总质量百分含量为20%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为1.63%）的投料量为100.5g，初始加入质量分离剂的体积为100mL（含聚油泥样品2与质量分离剂的质量比为1：1），于90℃下恒温搅拌30min，搅拌速度500rpm，在沉降分离器中加入质量分离剂为100mL，90℃干燥箱中保温静置20min。
实验结果：回收油的含水率为6.9%、原油回收率为93.9%。
实施例9、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为1800）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为3：7：5；该水溶液中，总的质量百分含量为30%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为含聚油泥样品2，质量分离剂中总质量百分含量为30%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为4.16%）的投料量为76.2g，初始加入质量分离剂的体积为152mL（含聚油泥样品2与质量分离剂的质量比为1：2），于40℃下恒温搅拌60min，搅拌速度1000rpm，然后于50℃保温静置90min。
实验结果：回收油的含水率为6.5%、原油回收率为90.3%。
实施例10、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为4000）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为2：8：1；该水溶液中，总的质量百分含量为40%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为含聚油泥样品2，质量分离剂中总质量百分含量为40%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为3.94%）的投料量为48.5g，初始加入质量分离剂的体积为145mL（含聚油泥样品2与质量分离剂的质量比为1：3），于80℃下恒温搅拌10min，搅拌速度200rpm，然后于40℃保温静置60min。
实验结果：回收油的含水率为7.8%、原油回收率为91.6%。
实施例11、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为3000）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为9：7：0.8；该水溶液中，总的质量百分含量为5%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为含聚油泥样品2，质量分离剂中总质量百分含量为5%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为3.42%）的投料量为55.1g，初始加入质量分离剂的体积为270mL（含聚油泥样品2与质量分离剂的质量比为1：5），于65℃下恒温搅拌60min，搅拌速度700rpm，然后于70℃保温静置15min。
实验结果：回收油的含水率为8.2%、原油回收率为90.7%。
实施例12、
配制质量分离剂：将丙烯酸马来酸共聚物（分子量为2700）、硅酸钠和柠檬酸钠溶于现场处理过滤后的65℃采油污水中（污水含油量为30mg/L）中，得到水溶液，且丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠和柠檬酸钠的质量比为3：8：2；该水溶液中，总的质量百分含量为20%。
处理方法基本同实施例1，不同之处为含聚油泥样品2，质量分离剂中总质量百分含量为20%；反应体系中初始含聚油泥（含聚率为4.13%）的投料量为40.2g，初始加入质量分离剂的体积为240mL（含聚油泥样品2与质量分离剂的质量比为1：6），于75℃下恒温搅拌30min，搅拌速度600rpm，然后于75℃保温静置30min。
实验结果：回收油的含水率为7.1%、原油回收率为89.4%。
Claims (9)
1.一种用于含聚油泥处理的质量分离剂，所述质量分离剂为由丙烯酸马来酸共聚物、硅酸钠、柠檬酸钠和水组成的水溶液；
所述水溶液中，所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠和所述柠檬酸钠总的质量百分含量为5％～40％；
所述丙烯酸马来酸共聚物、所述硅酸钠与所述柠檬酸钠的质量比为1～10：1～15：0.5～5。
2.根据权利要求1所述的质量分离剂，其特征在于：所述水为采油污水；所述采油污水的含油量不大于100mg/L。
3.一种含聚油泥的处理方法及原油回收方法，包括如下步骤：
(1)将权利要求1或2所述质量分离剂和待处理的含聚油泥进行混合，并进行搅拌；
(2)将经步骤(1)搅拌后的混合物静置沉淀，得到油层、水层和泥层，即实现对所述含聚油泥的处理和原油的回收。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述含聚油泥与所述质量分离剂的质量比为0～5：1～6，但所述含聚油泥的质量不为零。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述搅拌在40～90℃的条件下进行；
所述搅拌的时间为10～60min，所述搅拌的速度为200～1000rpm。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述方法还包括向所述混合物中添加所述质量分离剂的步骤；
所述质量分离剂与所述含聚油泥的质量比为0～5：0～5，但所述含聚油泥的质量不为零。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述静置沉淀的温度为40～90℃，时间为15～90min。
8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，将经步骤(1)搅拌后的混合物转移至沉降分离器中进行所述沉淀分离；
所述转移过程中，保持反应后混合物的温度变化小于10℃。
9.权利要求1或2所述质量分离剂在含聚油泥处理中的应用。
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