CN110563288B - 用于处理罐底油泥的除砂降粘剂及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于处理罐底油泥的除砂降粘剂及应用，由以下组分组成：硅膏1wt%~20wt%；月桂酸聚氧乙烯酯10wt%~40wt%；苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯5wt%~30wt%；十二烷基硫酸钠10wt%~30wt%；乳化剂5wt%~10wt%；余量为水；其中，所述硅膏为聚二甲基硅氧烷、MQ硅树脂、疏水气相二氧化硅和碱的混合物。本发明通过表面活性剂的协同作用降低罐底油泥洗涤水的表面张力，促进油泥颗粒中石油类、蜡质和胶质自矿物质表面的解吸和脱附；通过加入硅膏提高消抑泡性能，减少配方中易起泡成分在水力搅拌时产生的泡沫。本发明配方组成新颖合理，配合常规分散剂如碳酸钠或硅酸钠使用时，在罐底油泥化学热清洗预处理工段表现出优异的除砂降粘性能。

Description

用于处理罐底油泥的除砂降粘剂及应用

技术领域

本发明涉及用于处理罐底油泥的除砂降粘剂及应用，具体涉及一种化学热清洗工艺中使用的用于处理储油罐底油泥的除砂降粘剂，属于精细化学品技术领域。

背景技术

在原油储运过程中，由于自然沉降，沉积在油罐底部的一种由水、原油和固体颗粒组成的危险废弃物称为罐底油泥。我国平均每年产生80万吨左右的储油罐底泥，且逐年增加，经初步测算，这些罐底油泥中残留原油约占年原油产量的千分之一，这部分原油由于滞留在泥沙中或位于水驱的扫油面积之外，很难回收。罐底油泥属于《国家危险废物名录》中的HW08危险废物，禁止随意排放，因此寻找一套经济且实用的方法对大量储油罐底油泥进行无公害化处理，一直是环境保护和石油行业亟需解决的棘手问题。

目前，罐底污泥的处理技术包括：焚烧法、焦化法、地耕法、溶剂萃取法、热解析、化学热清洗、含油污泥综合利用、固化法、化学破乳法及生物治理等。然而或受成本制约、或受技术尚不成熟影响，目前未见大型的罐底油泥处理项目达标运行的报道。

化学热清洗（热洗）是石油污泥无害化处理技术中，应用成熟且成本较低的一种工艺。然而，化学热清洗通常适用于处理含油率较低的油泥，在面对高含油率的油泥时，由于砂砾、矿物质颗粒上沾染、粘附、浸渍着大量重油甚至稠油，继而呈现矿物油、沥青质、胶质和蜡质层层包覆的多重乳化态，使得待热洗的土壤无法充分暴露在洗涤液中。附着于土壤的烃类杂质越多，所需要的洗涤剂的用量也越大，最终导致运行成本超额，限制了热洗工艺在石油污泥环保领域的应用。因此开发罐底油泥的除砂降粘剂，尽可能地增加除砂除泥量，有利于突破热洗技术处理罐底油泥的瓶颈，在对接热解析工段时，提升油泥热值，减少热解析的处理量，改善罐底油泥处理费用较高的现状与难题。

罐底油泥所含油分以重质组分为主，通常沥青质和胶质含量分别为8%~10%和7%~22.4%，而且硫、氧、氮等非金属元素和镍、钒等金属化合物的含量高，在化学组成上接近稠油。一般认为稠油，特别是乳化态的稠油主导了罐底油泥的表观粘性。稠油的粘性来源于高碳数的油品及混杂的沥青质、胶质等杂质。稠油的降粘，除了加热降粘这一物理方法，化学降粘包括三种：乳化降粘，通过将含表面活性剂和助剂的稀水溶液与稠油形成低粘度的O/W型稠油乳状液；油溶性降粘，分子中含极性基团侧链和高碳烷基主链，渗透分散进入胶质和沥青质片状分子之间，降低原油的内聚力；分散降粘，降粘剂分子形成很强的氢键，渗透并扩散到树脂和沥青质片状分子原油之间，拆散聚集体，降低空间延伸度。然而，上述降粘剂在处理罐底油泥时通常效果差甚至没有效果。

除了稠油外，罐底油泥中固体颗粒和水分含量较高，混杂的大量矿物质，例如高岭石类、蒙脱石类、伊利石和水铝石等，也会产生粘性。行业内对罐底油泥的降粘处理多集中于稠油的分散和破乳，而对矿物质及矿物质与石油类相互作用产生的粘性关注较少。这些土壤颗粒或粉末来源于石油开采的地层岩屑，混杂在油中，沉降在储油罐底部，成为罐底油泥的一部分。土壤粉末的粘性源自其结合和保水性，即粘性是矿物质粉末与水结合后表现出来的特性。考虑到罐底油泥较高的含固率，水合矿物质的粘性也是罐底油泥降粘需考虑的问题。

纵观上述情况，合理筛选并复配稠油降粘剂的适合组分，再辅以药剂降低水合矿物质的粘性，所得具备除砂降粘的稳定产品，更适用于处理成分复杂的罐底油泥。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种性能优异的用于处理罐底油泥的除砂降粘剂。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

用于处理罐底油泥的除砂降粘剂，由以下组分组成：

硅膏 1wt%~20 wt %；

月桂酸聚氧乙烯酯10 wt %~40wt %；

苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯5wt %~30wt %；

十二烷基硫酸钠10 wt %~30wt %；

乳化剂 5 wt %~10wt %；

余量为水；

其中，所述硅膏为聚二甲基硅氧烷、MQ硅树脂、疏水气相二氧化硅和碱的混合物。

可选地，所述硅膏中，由以下组分组成：

聚二甲基硅氧烷85 wt %~95wt %；

MQ硅树脂1wt %~5wt %；

疏水气相二氧化硅1 wt %~5 wt %；

碱1 wt %~5 wt %；

进一步地，所述除砂降粘剂由以下组分组成：

硅膏5wt%~15wt %；

月桂酸聚氧乙烯酯15wt %~35wt %；

苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯8wt %~25wt %；

十二烷基硫酸钠15wt %~25wt %；

乳化剂6wt %~8wt %；

余量为水。

进一步地，所述碱包括氢氧化钠。

进一步地，所述月桂酸聚氧乙烯酯中，聚氧乙烯的聚合单元数为7-11，优选为9。

进一步地，所述苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯为三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯。

进一步地，所述乳化剂为吐温-80、司盘-80、鲸腊硬脂醇醚-25的混合物。

进一步地，所述乳化剂的用量为：

吐温-80 25 wt%~40 wt%；

司盘-80 10 wt%~30 wt%；

鲸腊硬脂醇醚-25 30 wt %~50 wt %。

如上所述除砂降粘剂在化学热清洗处理罐底油泥中的应用。

进一步地，每1t罐底油泥中加入洗涤水3-5t；每1t洗涤水中加入所述除砂降粘剂500~1000 g。

进一步地，所述罐底油泥的含油率为10wt%~30wt%。

优选地，除砂降粘剂配合常规分散剂如硅酸钠、碳酸钠等使用。

优选地，使用时每吨油泥洗涤水的含固率应介于5%~10%。

可选的，本发明的除砂降粘剂的制备方法如下：

（1）将聚二甲基硅氧烷、MQ硅树脂、疏水气相二氧化硅、碱加入带加热搅拌功能的反应釜中，150°C 熬制3个小时，制得硅膏；

（2）待硅膏冷却至80°C，加入吐温-80，司盘-80，鲸蜡硬脂醇醚，使用在线乳化机，乳化混匀30 分钟；

（3）继续加入月桂酸聚氧乙烯醚、苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯、十二烷基硫酸钠，使用在线乳化剂乳化混匀30分钟；

（4）冷却至室温后，放料，制得除砂降粘剂。

本发明的有益效果：月桂酸聚氧乙烯酯、苯酚聚氧乙烯醚组成的协同体系，可以显著降低洗涤液的表面张力，因其亲油端与石蜡、胶质的结构较为相似，能够优先结合上述杂质，通过架桥作用，将其从分散的小分子转变为连续的集团分子，更容易随水洗出。随着石蜡、胶质等杂质的减少，罐底油泥的粘性得到降低，并进一步暴露出裹挟的矿物质微粒，在十二烷基硫酸钠两亲作用下，粘附在微粒表面的油污得到洗涤和清洁，最终实现罐底油泥所含砂砾、土壤、矿物质微粒的清洁净化。申请人反复研究发现，在热洗过程中，溶液的搅拌均质、气浮除油以及十二烷基硫酸钠均会产生气泡，而过多的气泡影响系统的有效容积，不利于洗涤。为此，通过硅膏的合理复配，使得硅膏在发挥降低表面张力作用的同时，可以特异性地消除十二烷基硫酸钠产生的泡沫，并保留气浮过程中产生的紊流气泡、伴生气泡，提升系统工艺的稳定性，促进罐底油泥的除砂降粘。

本发明通过多种表面活性剂的协同作用降低罐底油泥洗涤水的表面张力，促进油泥颗粒中石油类、蜡质和胶质自矿物质表面的解吸和脱附；通过加入硅膏提高消抑泡性能，减少配方中易起泡成分在水力搅拌时产生的泡沫。本发明配方组成新颖合理，配合常规分散剂如碳酸钠或硅酸钠使用时，在罐底油泥化学热清洗预处理工段表现出优异的除砂降粘性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例中，按地方标准《DB65/T 3998-2017 油气田含油污泥综合利用污染控制要求》测定罐底油泥的含油率、含固率。

实施例1

除砂降粘剂配方：按重量百分比计， 7.7%的聚二甲基硅氧烷、0.45%的MQ硅树脂、0.45%的疏水气相二氧化硅、0.4%的氢氧化钠、23%的月桂酸聚氧乙烯酯-9，10%的三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯，17%的十二烷基硫酸钠，2.8%的吐温-80，2.8%的鲸蜡硬脂醇醚-25，1.4%的司盘-80，余量为去离子水。

实施例2

除砂降粘剂配方：按重量百分比计， 12.1%的聚二甲基硅氧烷、0.26%的MQ硅树脂、0.39%的疏水气相二氧化硅，0.25%的氢氧化钠，11%的月桂酸聚氧乙烯酯-9，6%的三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯，30%的十二烷基硫酸钠，2.4%的吐温-80，3.5%的鲸蜡硬脂醇醚-25，2.1%的司盘-80，余量为去离子水。

实施例3

化学热清洗工艺处理含油率27%、含固率58%的罐底油泥。

1 kg罐底油泥，加入4公斤去离子水，加入分散剂硅酸钠2 g后，加入实施例1中的除砂降粘剂2 g，在水温为50°C~70°C，搅拌线速度为1.5 m/s条件下，泥浆停留30分钟后气浮除渣，至无浮油浮渣出现。

不加入实施例1的除砂降粘剂，至气浮无浮油浮渣出现时，洗出泥沙（绝干）274 g，含油0.9%；加入本实施例1的除砂降粘剂，至气浮无浮油浮渣出现时，洗出泥沙（绝干）511g，含油0.7%，尾砂符合处理标准。

实施例4

化学热清洗工艺处理含油率18%，含固率33%的罐底油泥。

1 kg罐底油泥，加入4公斤去离子水，加入分散剂硅酸钠2g后，加入实施例2中的除砂降粘剂配方2 g，水温为50°C~70°C，搅拌线速度为1 m/s，泥浆停留30分钟后气浮除渣，至无浮油浮渣出现。

不加入实施例2的除砂降粘剂相比，至气浮无浮油浮渣出现时，洗出泥沙（绝干）166 g，含油0.8%；加入本实施例2除砂降粘剂，至气浮无浮油浮渣出现时，洗出泥沙（绝干）270g，含油0.2%，尾砂符合处理标准。提升了罐底油泥的除砂量，减少了浮油浮渣中的矿物质成分，减小了浮油浮渣的体积，提升其热值，有利于浮油浮渣层的回收利用。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解，根据已经公开的所有指导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (6)

1.用于处理罐底油泥的除砂降粘剂，其特征在于，由以下组分组成：

硅膏1wt%~20 wt %；

月桂酸聚氧乙烯酯10 wt %~40wt %；

苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯5wt %~30wt %；

十二烷基硫酸钠10 wt %~30wt %；

乳化剂 5 wt %~10wt %；

余量为水；

其中，所述硅膏为聚二甲基硅氧烷、MQ硅树脂、疏水气相二氧化硅和碱的混合物；

所述乳化剂为吐温-80、司盘-80、鲸腊硬脂醇醚-25的混合物；

所述罐底油泥的含油率为10wt%~30wt%；

所述月桂酸聚氧乙烯酯中，聚氧乙烯的聚合单元数为7-11；

所述苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯为三苯乙烯基苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯。

2.根据权利要求1所述的除砂降粘剂，其特征在于，所述除砂降粘剂由以下组分组成：

硅膏5wt%~15wt %；

月桂酸聚氧乙烯酯15wt %~35wt %；

苯酚聚氧乙烯醚磷酸酯8wt %~25wt %；

十二烷基硫酸钠15wt %~25wt %；

乳化剂6wt %~8wt %；

余量为水。

3.根据权利要求1所述的除砂降粘剂，其特征在于，所述碱包括氢氧化钠。

4.如权利要求1-3任一项的除砂降粘剂在化学热清洗处理罐底油泥中的应用。

5. 根据权利要求4所述的应用，其特征在于，每1t罐底油泥中加入洗涤水3-5t；每1t洗涤水中加入所述除砂降粘剂500~1000 g。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述罐底油泥的含油率为10wt%~30wt%。