CN111115991B - 一种环保高效型含油污泥清洗剂及其制备与使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于含油污泥处理技术领域，具体涉及一种环保高效型含油污泥清洗剂及其制备与使用方法。该清洗剂由低聚表面活性剂0.5‑1.0wt％，脂肽发酵液0.5‑2wt％，聚合氯化铝30‑200ppm，其余为油田热污水。本发明的含油污泥清洗剂具有配制和使用方法简单、洗油效率高、破乳和絮凝性能高的特点。该清洗剂对油泥砂的洗油效率≥98％，水洗后中层污水中含油量低于1.0mg/L，悬浮物含量低于2mg/L，不仅解决了常规清洗剂洗油效率低的问题，同时解决了污水中含油量和悬浮物含量高的问题；同时节省了清洗剂的用量，大幅度地降低了清洗剂的成本，较常规清洗剂节约30％以上。

Description

一种环保高效型含油污泥清洗剂及其制备与使用方法

技术领域

本发明属于含油污泥处理技术领域，具体涉及一种环保高效型含油污泥清洗剂及其制备与使用方法。

背景技术

在油田石油的开发过程，伴随产生了大量的含油泥砂，其主要来源包括修井作业、开采过程产生的落地油泥，产出液在联合站沉降、油水分离、水处理等过程产生的罐底泥和池底泥，输油管道泄漏造成的油污土壤，以及外输到炼厂后产生的浮渣和底泥。含油污泥具有产生量大、来源复杂、相稳定性强、含油率高和粘结性强的特性，因此处理难度极大。池底老化污泥主要包括联合站池底泥和炼厂污水厂池底泥，该类油泥的主要成分有石油、水、泥砂、矿物盐和化学药剂等，通常以稳定的乳化体系存在，且石油与泥砂长期接触，造成分离难度大于其他类型污泥。

目前，池底老化污泥处理工艺主要有焚烧法、热解析、热水洗、生物修复和溶剂萃取等，国内各大油田普遍采用焚烧法和水洗法。由于该类污泥乳化严重，含水率高，因此焚烧过程能耗大，处理成本高。相比于焚烧法，热水洗法能耗低、设备简单，且可制造成移动式处理装备原位处理，减少污泥转移产生的费用，因此具有更为广阔的应用前景。热水洗法的主要机理是油、水和固的化学分离，其核心是高效清洗剂的选择，包括洗油剂、破乳剂和絮凝剂等。常用的洗油剂主要包括磺酸盐、羧酸盐、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯磺酸盐等类型，破乳剂主要为环氧乙烷或环氧丙烷等非离子共聚物。可以看出，在热水洗法处理含油污泥过程，存在的主要问题是使用大量的化学类药剂，造成水洗后水相含有大量的乳化油滴和絮凝污泥，增加后续水处理成本。

针对这一问题，专利“一种环境友好型油泥砂清洗剂及其制备和使用方法”(公告号CN106811313A)发布了一种以生物表面活性剂为主的清洗剂，该清洗剂包括无机碱、鼠李糖脂、槐糖脂和脂肽等。使用这种生物友好型清洗剂能够减少化学药剂的用量，处理后水相易于回用。但是，该类体系中含有弱碱，无法直接使用油田热污水(含有大量的二价金属离子，易与弱碱反应)，而只能使用清水，因此经济性有待提高。

专利“一种处理含油污泥的生物清洗剂及使用方法”(公告号CN108298780A)公开了用于含油固废清洗的生物清洗剂及其制备方法，其主要组成为单鼠李糖脂。该类清洗剂具有绿色环保、制备简便、清洗效果好、应用范围广，可应用于处理石油开采、集输、炼化等过程中产生的油泥。但该方法存在处理周期长、清洗剂使用量大(砂剂比约为1：10)的特点，且洗油效率仅为60％，水洗后有大量的石油残留在泥砂表面或悬浮在水相，达不到现场应用的技术要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足而提供一种环保高效型含油污泥清洗剂及其制备与使用方法，该清洗剂具有润湿性改善性能强、破乳、絮凝性能好、油-水-固三相易于分离、洗油效率高和药剂用量少的特点。

本发明的目的在于提供了一种环保高效型含油污泥清洗剂，其特征在于，所述清洗剂按质量百分比包括如下组分：

所述的低聚表面活性剂为烷基聚氧乙烯聚合物，分子量为6000-8000，临界胶束浓度≤10mg/L。

所述的脂肽发酵液为枯草芽孢杆菌的发酵液，所述的脂肽发酵液中生物表面活性剂含量为1.5-2g/L。

本发明的第二个目的在于提供一种环保高效型含油污泥清洗剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将油田热污水加入到反应釜内，随后加入低聚表面活性剂，加热到30-40℃，搅拌0.5-1h，形成低聚表面活性剂的水溶液；

(2)将脂肽发酵液加入到上述低聚表面活性剂的水溶液中，20-30℃下搅拌0.5-1h，形成混合溶液；

(3)将聚合氯化铝加入到上述混合溶液中，在40-50℃下搅拌1-2h，形成含油污泥清洗剂。

本发明的第三个目的在于提供一种环保高效型含油污泥清洗剂的使用方法，其特征在于，所述的使用方法具体包括如下步骤：

(1)首先在底部带有曝气装置的清洗容器中加入含油污泥，其次加入上述含油污泥的清洗剂，在60-75℃下边搅拌边曝气，曝气速度为0.5-2L/min，搅拌时间为0.5-2h；

(2)在清洗完成后，分别收集上层浮油、中层污水和固相残渣；

(3)将固相残渣干燥后利用红外测油仪测定含油量，计算清洗剂的洗油效率；

(4)利用重量法测定中层污水中悬浮物的含量，利用分光光度法测定中层污水中的含油量。

所述的含油污泥和清洗剂的质量比为1:0.2-0.5。

油田含油污泥，特别是池底老化油泥含泥量高、乳化严重，常规的清洗剂处理后水相含有大量的泥质和乳化原油，增加了水处理难度。本发明含油污泥清洗剂中以生物友好型低聚表面活性剂作为水洗主剂，能够有效提高含油污泥的洗油效率，降低水洗成本。但水洗过程，分离的原油仍极易与亲油性的泥质颗粒二次絮凝，造成水洗主剂用量增加，并带来水处理难题。而本发明含油污泥清洗剂中的脂肽发酵液，其中的生物表面活性剂能够改变泥砂颗粒、原油表面的电负性和润湿性，促进乳化油滴的团聚，从而易于从水相浮到水面，同时大幅度地减少了水洗主剂低聚表面活性剂的用量；而含油污泥清洗剂中的无机絮凝剂，能够与水相中的泥质发生电性中和，促进泥质团聚沉降，从而达到改善水质的目的。通过上述三种物质的综合作用，不仅提高了油田含油污泥的洗油效率，而且改善了含油污泥处理后的污水水质；同时，极大地节省了清洗剂的用量，大幅度地降低了清洗剂的成本。

本发明与现有相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明的含油污泥清洗剂适用范围广，不仅适用于油田开发过程产生的落地油泥、池底泥、油污土壤等多种含油污泥，而且特别适用于池底老化的含油污泥；

(2)本发明的含油污泥清洗剂使用的是生物友好型的低聚表面活性剂和脂肽发酵液，因此，不会造成环境污染；

(3)本发明的含油污泥清洗剂具有配制和使用方法简单、洗油效率高、破乳和絮凝性能高的特点。该清洗剂对油泥砂的洗油效率≥98％，水洗后中层污水中含油量低于1.0mg/L，悬浮物含量低于2mg/L，不仅解决了常规清洗剂洗油效率低的问题，同时解决了污水中含油量和悬浮物含量高的问题；

(4)本发明的含油污泥清洗剂与油田热污水的配伍性好，在现场应用过程可直接用污水配制使用，同时节省了清洗剂的用量，大幅度地降低了清洗剂的成本，较常规清洗剂节约30％以上，因此，经济性效益明显。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的描述，但本发明的保护范围并不限于此：

实施例1环保高效型含油污泥清洗剂A₁的制备及其在胜利油田某联合站G₁₂的应用

1、环保高效型含油污泥清洗剂A₁的制备

(1)将胜利油田某联合站G₁₂油田热污水加入到反应釜内，随后加入低聚表面活性剂，加热到30℃，搅拌0.5h，形成低聚表面活性剂的水溶液；

所述的低聚表面活性剂为烷基聚氧乙烯聚合物，分子量为6000-6500，临界胶束浓度为6.5mg/L。

(2)将脂肽发酵液加入到上述低聚表面活性剂的水溶液中，20℃下搅拌0.5h，形成混合溶液；

所述的脂肽发酵液为枯草芽孢杆菌的发酵液，所述的脂肽发酵液中生物表面活性剂含量为1.5g/L。

(3)将聚合氯化铝加入到上述混合溶液中，在40℃下搅拌1h，形成含油污泥清洗剂A₁。

所述的含油清洗剂A₁按质量百分比包括如下组分：

2、环保高效型含油污泥清洗剂A₁的使用方法

(1)首先在底部带有曝气装置的清洗容器中加入联合站G₁₂含油污泥，其次加入含油污泥的清洗剂A₁，在60℃下边搅拌边曝气，曝气速度为0.5L/min，搅拌时间为0.5h；

(2)在清洗完成后，分别收集上层浮油、中层污水和固相残渣；

(3)将固相残渣干燥后利用红外测油仪测定含油量，计算清洗剂的洗油效率，见表1；

(4)利用重量法测定中层污水中悬浮物的含量，利用分光光度法测定中层污水中的含油量，见表1。

所述的含油污泥和清洗剂的质量比为1:0.3。

表1联合站G₁₂含油污泥处理结果

从表1可以看出：联合站G₁₂含油污泥经A₁处理后，洗油效率达到98.2％，中层污水中含油量和悬浮物的含量分别为0.3g/L和1.2mg/L，处理效果明显好于常规清洗剂B₁的，且较常规清洗剂B₁节约药剂成本35.6％。

实施例2环保高效型含油污泥清洗剂A₂的制备及其在胜利油田某联合站G₁₅的应用

1、环保高效型含油污泥清洗剂A₂的制备

(1)将胜利油田某联合站G₁₅油田热污水加入到反应釜内，随后加入低聚表面活性剂，加热到35℃，搅拌0.5h，形成低聚表面活性剂的水溶液；

所述的低聚表面活性剂为烷基聚氧乙烯聚合物，分子量为6200-6500，临界胶束浓度为5.2mg/L。

(2)将脂肽发酵液加入到上述低聚表面活性剂的水溶液中，22℃下搅拌0.6h，形成混合溶液；

所述的脂肽发酵液为枯草芽孢杆菌的发酵液，所述的脂肽发酵液中生物表面活性剂含量为1.8g/L。

(3)将聚合氯化铝加入到上述混合溶液中，在45℃下搅拌2h，形成含油污泥清洗剂A₂。

所述的含油清洗剂A₂按质量百分比包括如下组分：

2、环保高效型含油污泥清洗剂A₂的使用方法

(1)首先在底部带有曝气装置的清洗容器中加入联合站G₁₅含油污泥，其次加入含油污泥的清洗剂A₂，在70℃下边搅拌边曝气，曝气速度为1.0L/min，搅拌时间为1h；

(2)在清洗完成后，分别收集上层浮油、中层污水和固相残渣；

(3)将固相残渣干燥后利用红外测油仪测定含油量，计算清洗剂的洗油效率，见表2；

(4)利用重量法测定中层污水中悬浮物的含量，利用分光光度法测定中层污水中的含油量，见表2。

所述的含油污泥和清洗剂的质量比为1:0.2。

表2联合站G₁₅含油污泥处理结果

从表2可以看出：联合站G₁₅含油污泥经A₂处理后，洗油效率达到99.2％，中层污水中含油量和悬浮物的含量分别为0.2mg/L和1.0mg/L，处理效果明显好于常规清洗剂B₂的，且较常规清洗剂B₂节约药剂成本39.2％。

实施例3环保高效型含油污泥清洗剂A₃的制备及其在胜利油田某联合站G₃₂的应用

1、环保高效型含油污泥清洗剂A₃的制备

(1)将胜利油田某联合站G₃₂油田热污水加入到反应釜内，随后加入低聚表面活性剂，加热到40℃，搅拌1h，形成低聚表面活性剂的水溶液；

所述的低聚表面活性剂为烷基聚氧乙烯聚合物，分子量为6700-7000，临界胶束浓度为4.2mg/L。

(2)将脂肽发酵液加入到上述低聚表面活性剂的水溶液中，30℃下搅拌1h，形成混合溶液；

所述的脂肽发酵液为枯草芽孢杆菌的发酵液，所述的脂肽发酵液中生物表面活性剂含量为2g/L。

(3)将聚合氯化铝加入到上述混合溶液中，在50℃下搅拌2h，形成含油污泥清洗剂A₃。

所述的含油清洗剂A₃按质量百分比包括如下组分：

2、环保高效型含油污泥清洗剂A₃的使用方法

(1)首先在底部带有曝气装置的清洗容器中加入联合站G₃₂含油污泥，其次加入含油污泥的清洗剂A₃，在75℃下边搅拌边曝气，曝气速度为2L/min，搅拌时间为2h；

(2)在清洗完成后，分别收集上层浮油、中层污水和固相残渣；

(3)将固相残渣干燥后利用红外测油仪测定含油量，计算清洗剂的洗油效率，见表3；

(4)利用重量法测定中层污水中悬浮物的含量，利用分光光度法测定中层污水中的含油量，见表3。

所述的含油污泥和清洗剂的质量比为1:0.5。

表3联合站G₃₂含油污泥处理结果

从表3可以看出：联合站G₃₂含油污泥经A₃处理后，洗油效率达到99.5％，中层污水中含油量和悬浮物的含量分别为0.1mg/L和0.8mg/L，处理效果明显好于常规清洗剂B₃的，且较常规清洗剂B₃节约药剂成本33.8％。

Claims (4)

1.一种环保高效型含油污泥清洗剂，其特征在于，所述的清洗剂按质量百分比包括如下组分：

低聚表面活性剂0.5-1.0％，所述低聚表面活性剂为烷基聚氧乙烯聚合物，分子量为6000-8000，临界胶束浓度≤10mg/L；

脂肽发酵液0.5-2％，所述脂肽发酵液为枯草芽孢杆菌的发酵液，发酵液中生物表面活性剂含量为1.5-2g/L；

聚合氯化铝30-200ppm；

油田热污水余量。

2.根据权利要求1所述的环保高效型含油污泥清洗剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(1)将油田热污水加入到反应釜内，随后加入低聚表面活性剂，加热到30-40℃，搅拌0.5-1h，形成低聚表面活性剂的水溶液；

(2)将脂肽发酵液加入到上述低聚表面活性剂的水溶液中，20-30℃下搅拌0.5-1h，形成混合溶液；

(3)将聚合氯化铝加入到上述混合溶液中，在40-50℃下搅拌1-2h，形成含油污泥清洗剂。

3.根据权利要求1所述的环保高效型含油污泥清洗剂的使用方法，其特征在于，所述的使用方法具体包括如下步骤：

(1)首先在底部带有曝气装置的清洗容器中加入含油污泥，其次加入含油污泥清洗剂，在60-75℃下边搅拌边曝气，曝气速度为0.5-2L/min，搅拌时间为0.5-2h；

(2)在清洗完成后，分别收集上层浮油、中层污水和固相残渣；

(3)将固相残渣干燥后利用红外测油仪测定含油量，计算清洗剂的洗油效率；

(4)利用重量法测定中层污水中悬浮物的含量，利用分光光度法测定中层污水中的含油量。

4.根据权利要求3所述的环保高效型含油污泥清洗剂的使用方法，其特征在于，所述的含油污泥和含油污泥清洗剂的质量比为1:0.2-0.5。