CN110240373A

CN110240373A - 一种处理含聚油泥的清洗剂及处理方法

Info

Publication number: CN110240373A
Application number: CN201910521788.3A
Authority: CN
Inventors: 李学军; 鲍明兰; 张忠
Original assignee: Jinghua Green Eco-Environment Technology (tianjin) Co Ltd
Current assignee: Jinghua Green Eco-Environment Technology (tianjin) Co Ltd
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2019-09-17

Abstract

本发明公开了一种处理含聚油泥的清洗剂及处理方法，按质量比由生物酶0.1‑5％、聚合物消化剂0.1‑20％、低密纳米材料1‑5％、碱1‑10％、助剂0.01‑2％和水混合配制而成。处理方法包括：(1)根据油泥含水量大小设定的泥水比例，将一定体积量的油泥置入搅拌混合装置中；将生物酶、聚合物消化剂、低密纳米材料制备成清洗剂后，泵送至搅拌混合装置；(2)向搅拌装置中泵入清洗剂，并对系统加热升温；(3)启动搅拌及循环系统，进行搅拌混合并冲洗；(4)冲洗液进入油气水分离装置进行油气水分离，分离后的油进入集输系统，逸出气体达标后排空，分离后的清洗剂进入生物纳米气泡发生装置后循环利用；(5)洁净后的泥沙进入泥沙收集系统，或压滤、风干后直接排放。

Description

一种处理含聚油泥的清洗剂及处理方法

技术领域

本发明涉及油田化学处理剂领域，特别是涉及一种含聚油泥处理剂。

背景技术

含聚油泥，简称油泥，是指伴随着石油开发、生产及炼化过程中产生的油、水、聚合物及泥砂混合物。

在石油的开采、储运、炼化等过程中，不可避免的产生含有油、水、高分子聚合物、泥砂颗粒的称之为油泥的混合物，直接排放将导致土壤、地表和地下水的严重污染，直接或间接对植物、动物及人类健康产生危害。油泥属典型的石油开采与炼制废弃物，因其高含油、水及泥沙，直接排放严重污染环境，必须经过资源化回收、脱水干化、固化、焚烧等处理后才能达标排放。实现资源化利用之后的污泥脱水干化，是国内外公认的科学处理方法。

油泥处理之所以困难，富含原油及大分子聚合物是主要原因。由于各油田含油污泥的组成、性质以及污泥处理工艺不同，油泥热洗等资源回收与脱水干化处理的效果自然差别很大。

油泥中通常含有大量油(包括白油、柴油、原油、重油等)，如果能够分离并利用之，从而使其变废为宝。因此，开展含聚油污泥的无害化资源化处理工作，对于环境保护、实现石油工业的清洁生产具有十分重要的意义。

为了适应环境保护法律法规的要求,减少油泥运输费用及处理费用，国内外各大石油公司纷纷研究和开发处理油泥新技术。目前已经开发出的技术有回注法(注入环形空间或安全地层)、焚烧法(回转窑法)、热解析法(蒸馏法)、钻屑清洗技术、离心分离法、溶剂萃取法、生物降解处理法等。

(1)热解析法：就是通过加热，如电磁炉、微波炉、蒸汽、导热油等对物料进行加热。通常分为预热阶段(100℃)、中温阶段(100-300℃)、高温阶段(300-700℃)等三个阶段。其中预热阶段主要是利用余热对物料进行水分蒸发去除。中温阶段主要是对于轻质馏分油进行解吸。高温阶段主要是对于重质组分进行热解。热解析法优点是工艺相对简单，设备紧凑，可以实现撬装。缺点就是能耗大，有安全隐患，且尾气不能达标排放。

(2)油泥的微生物处理：就是通过含油固体废弃物中提取并筛选培养专门的细菌，引入到油泥中，经过5-7天甚至更长时间的生化分解，使得有机物降解为小分子、二氧化碳和水。该方法的缺点：一是针对性特强，对于不同的处理对象，必须培养不同的生物细菌；二是占地费时，不能满足油田生产快速处理的需要；三是有些含油废固不适于微生物的生长繁殖；四是处理不彻底，通常转化率最高达80％。

(3)回注法：就是预先钻开一口井，井深一般600-2000米，通过水利压裂技术对选定目的层进行多裂缝压裂，然后将油泥回注入地层深埋。由于没有对油泥进行无害化处理，除成本高之外，使得该技术存在对地下水系统的潜在伤害及诱发地质灾害的潜在风险。

(4)化学洗涤法：就是通过加入洗涤剂、剥离剂等化学药剂对油泥进行洗涤，该方法具有快速、效率高的特点。目前常用的洗涤剂有几种：一是油基清洗剂，该油泥清洗剂包括月桂烯、空间阻隔剂、润滑剂和分散剂；油泥清洗剂使用便捷，溶解高效，同时该清洗剂中的主要成分均为碳氢化合物，占到了清洗剂的90％以上，涉及储油罐的清洗，避免了对储油罐的污染，保证所回收二次油的品质。二是水基洗涤剂，包括单鼠李糖脂生物清洗剂、脂肪醇聚氧乙烯醚和丙撑基双(十八烷基二甲基氯化铵)化学表面活性洗涤剂。油泥清洗方法：步骤一、将泥土清洗剂加入待处理油泥中进行第一次热化学清洗，然后静置使混合体系分为三层，上层为清洗出的原油、中层为水层、下层为泥水体系，泥水体系经过滤后进行离心分离，收集离心后的泥；步骤二、将收集的泥与清水混合，加入乳化剂，进行第二次热化学清洗，然后离心分离，得到干净泥。油泥清洗剂配合油泥清洗的方法，采用全新的热化学二次清洗技术方案，清洗效果较好、油回收率高，对不同类型的含油污泥适用范围广，提高了油泥清洗效率。但缺点是容易对水环境造成二次污染。

综上所述，现在常用的油泥处理技术(包括上述方法)普遍存在以下问题：①处理费用高；②产生其它二次污染，如焚烧法需要焚烧设备，投资费用较高，而且焚烧时会放出有毒有害物质，产生二次污染；③除油率低，距“零排放标准”相差甚远；④处理周期较长、占地面积大，不适宜于现场快速处理，如微生物处理法等；⑤不能很好地解决含聚油泥的处理，含聚油泥的堆积已经成为困扰生产的极大难题。

随着新环保法规的严格实施，油泥处理的发展趋势是无害化、资源化、简易化、低成本化。因此成本低、工艺简单、除油效率高的油泥处理技术是重要的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理含聚油泥的清洗剂及处理方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种处理含聚油泥的清洗剂，按质量比由生物酶0.1-5％、聚合物消化剂0.1-20％、低密纳米材料1-5％、碱1-10％、助剂0.01-2％和水混合配制而成。

其中，所述生物酶为鼠李糖碳水化合物酶、肽酶、脂肪酶、氧化还原酶中的至少一种。

其中，所述助剂为阴离子表面活性剂、非离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、生物表面活性剂中的至少一种。

其中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、焦磷酸钠、醇钠中的至少一种。

其中，所述聚合物消化剂具体为过氧化钠，硫酸钠，锆酸酯，磷酸钠，高锰酸钾，硫酸亚铁中的至少一种。所述低密纳米材料为腐殖酸钠、轻质活性炭、疏水二氧化硅、疏水硫酸钡、碳酸钙中的至少一种。

采用本发明任一所述清洗剂的含聚油泥处理方法，包括以下步骤：

(1)根据油泥含水量大小设定的泥水比例，将一定体积量的油泥置入搅拌混合装置中；将生物酶、聚合物消化剂、低密纳米材料在生物纳米气泡发生装置中制备成清洗剂后，泵送至搅拌混合装置；

(2)对系统加热升温；

(3)启动搅拌及循环系统，进行搅拌混合并冲洗；

(4)冲洗液进入油气水分离装置进行油气水分离，分离后的油进入集输系统，逸出气体达标后排空，分离后的清洗剂进入生物纳米气泡发生装置后循环重复利用；

(5)洁净后的泥沙进入泥沙收集系统，或压滤、风干后直接排放。

其中，所述步骤(1)中的泥水比例根据混合悬浮液的稠度确定，所述混合悬浮液的稠度不得大于50mPa·s；所述泥水比例中，固含量不大于30％。

其中，所述步骤(2)中的系统加热升温温度不低于油品的流动温度，且不高于生物酶的生存环境温度。

其中，所述生物纳米清洗剂的颗粒中值直径≤300nm，优选≤100nm。

其中，所述搅拌混合装置包括立式搅拌罐、立式搅拌池、卧式涡轮搅拌和管式混合传输的至少一种；所述油气水分离装置，包括沉降灌、分离塔、蝶式离心机和卧式离心机的至少一种；所述集输系统包括管道输送系统、储油灌和储油池的至少一种；所述逸出气体包括甲烷气体、氮气、空气、富氧空气、二氧化碳的至少一种。

其中，步骤(5)分离后的泥砂可以经过压滤处理，压滤后泥沙达标掩埋，压滤液循环利用。也可直接风干，作为增强有机土壤使用。

整个过程所使用和产生的清洗剂没有二次环境污染，可以直接达标排放，不需要二次处理。

同现有技术相比，本发明的突出效果在于：

现有技术中，采用生物化学法虽然也可以实现油泥的有效分离，但会带来两个弊端：一是处理时间比较长，不能满足生产实际的快速需要；二是由于乳化现象，使得水中含油较高致使二次污染，不便于水的达标排放或二次循环利用。

本发明提供的快速无害化处理油泥的清洗剂及处理工艺，采取环保型的生物纳米清洗剂处理油泥，通过生物酶的催化作用及表面活性，与低密度纳米材料协同作用，降低油固界面能及原油粘度，使得处理温度低；特别是通过生物酶能够激活原油中的微生物，因而能促使油泥中的残余原油持续降解。由于快速的固-液及液-液分离，而不会造成水的二次污染。该发明短时间内实现废液废固无害化的处理，节能环保，成本低。最终处理后泥沙中的油泥含量小于0.3％，达到排放标准。

下面结合附图说明和具体实施例对本发明所述的处理含聚油泥的清洗剂及处理方法作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的处理含聚油泥的清洗剂的生产装置示意图。

具体实施方式

以下实施例中采用的生物酶、聚合物消化剂、纳米材料均由菁华绿尔生态环境科技(天津)有限公司生产。

实施例1

一种处理含聚油泥的清洗剂，按质量比由脂肪肽生物酶0.5％、磷酸钠2％、腐殖酸0.2％、烧碱2％、AEO-9 0.01％和水混合配制而成。

实施例2

一种处理含聚油泥的清洗剂，按质量比由鼠李糖碳水化合物酶0.1％、高锰酸钾1.5％，硫酸铁0.1％，纳米二氧化硅0.1％、纯碱2％、AEO-9 0.01％和水混合配制而成。

实施例3

一种处理含聚油泥的清洗剂，按质量比由脂肪肽生物酶0.1％、过氧化钠1％、低密纳米活性炭1％、烧碱1％、十二烷基苯磺酸钠0.1％和水混合配制而成。

实施例4

一种处理含聚油泥的清洗剂，按质量比由鼠李糖碳水化合物酶0.1％、锆酸酯0.3％、纳米腐殖酸2％、烧碱1.2％、十二烷基苯磺酸钠0.03％和水混合配制而成。

实施例5

一种处理含聚油泥的清洗剂，按质量比由氧化还原生物酶0.5％、分子筛3％、低密纳米轻质活性炭5％、烧碱3％和水混合配制而成。

实施例6

如图1所示，一种含聚油泥处理装置，包括混合搅拌装置1、污泥收集装置2、生物纳米气泡发生装置3、油气水分离装置4和原油收集装置5。生物纳米气泡发生装置3通过管线与混合搅拌装置1相连。混合搅拌装置1的下部通过管线与污泥收集装置2相连。混合搅拌装置1的上部通过管线与油气水分离装置4相连。油气水分离装置4的下部通过管线与生物纳米气泡发生装置3相连；油气水分离装置4的上部通过管线与原油收集装置5相连。生物纳米气泡发生装置3制备的清洗剂的颗粒中值直径≤300nm。

应用实例1

首先取待处理的油泥5000kg，其中含油14％，含水量53％，泥沙含量33％。

(1)将油泥置入搅拌混合装置中；将实施例1中的生物酶、聚合物消化剂、低密纳米材料在生物纳米气泡发生装置中制备成5000kg的清洗剂后，取约10％体积的清洗剂泵送至搅拌混合装置；

(2)对系统加热升温至60℃；

(3)启动搅拌及循环系统，进行搅拌混合并冲洗，搅拌混合30分钟，搅拌速度不低于90rpm；

(4)60℃的恒温条件下，静置60分钟，冲洗液进入油气水分离装置进行油气水分离，分离后的油进入集输系统，逸出气体达标后排空，分离后的清洗剂进入生物纳米气泡发生装置后循环重复利用；

最终处理后泥沙中的油泥含量小于0.15％，达到排放标准。

应用实例2

首先取待处理的油泥5000kg，其中含油17％，含水量64％，泥沙含量19％。

(1)将油泥置入搅拌混合装置中；将实施例2中的生物酶、聚合物消化剂、低密纳米材料在生物纳米气泡发生装置中制备成10000kg的清洗剂后，取约10％体积的清洗剂泵送至搅拌混合装置；

(2)对系统加热升温至70℃；

(4)70℃的恒温条件下，静置60分钟，冲洗液进入油气水分离装置进行油气水分离，分离后的油进入集输系统，逸出气体达标后排空，分离后的清洗剂进入生物纳米气泡发生装置后循环重复利用；

最终处理后泥沙中的油泥含量小于0.22％，达到排放标准。

应用实例3

首先取待处理的油泥5000kg，其中含油24％，含水量46％，泥沙含量30％。

(1)将油泥置入搅拌混合装置中；将实施例3中的生物酶、聚合物消化剂、低密纳米材料在生物纳米气泡发生装置中制备成10000kg的清洗剂后，取约10％体积的清洗剂泵送至搅拌混合装置；

(2)对系统加热升温至70℃；

最终处理后泥沙中的油泥含量小于0.3％，达到排放标准。

应用实例4

首先取待处理的油泥3000kg，其中含油34％，含水量22％，泥沙含量44％。

(1)将油泥置入搅拌混合装置中；将实施例4中的生物酶、聚合物消化剂、低密纳米材料在生物纳米气泡发生装置中制备成10000kg的清洗剂后，取约10％体积的清洗剂泵送至搅拌混合装置；

(2)对系统加热升温至70℃；

最终处理后泥沙中的油泥含量小于0.24％，达到排放标准。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种处理含聚油泥的清洗剂，其特征在于：按质量比由生物酶0.1-5％、聚合物消化剂0.1-20％、低密纳米材料1-5％、碱1-10％、助剂0.01-2％和水混合配制而成。

2.根据权利要求1所述的处理含聚油泥的清洗剂，其特征在于：所述生物酶为鼠李糖碳水化合物酶、脂肪肽生物酶、氧化还原生物酶中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的处理含聚油泥的清洗剂，其特征在于：所述聚合物消化剂为过氧化钠、硫酸钠、锆酸酯、磷酸钠、高锰酸钾、硫酸亚铁中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的处理含聚油泥的清洗剂，其特征在于：所述低密纳米材料为腐殖酸、轻质活性炭、疏水二氧化硅、疏水硫酸钡、碳酸钙中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的处理含聚油泥的清洗剂，其特征在于：所述助剂为AEO-9、十二烷基苯磺酸钠中的至少一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、焦磷酸钠、醇钠中的至少一种。

6.采用权利要求1-5任一所述清洗剂的含聚油泥处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(2)对系统加热升温；

(3)启动搅拌及循环系统，进行搅拌混合并冲洗；

7.根据权利要求6所述的含聚油泥处理方法，其特征在于：所述步骤(1)中的泥水比例根据混合悬浮液的稠度确定，所述混合悬浮液的稠度不得大于50mPa·s；所述泥水比例中，固含量不大于30％。

8.根据权利要求7所述的含聚油泥处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中的系统加热升温温度不低于油品的流动温度，且不高于生物酶的生存环境温度。

9.根据权利要求8所述的含聚油泥处理方法，其特征在于：所述生物纳米气泡发生装置制备的清洗剂的颗粒中值直径≤300nm。

10.根据权利要求9所述的含聚油泥处理方法，其特征在于：所述搅拌混合装置包括立式搅拌罐、立式搅拌池、卧式涡轮搅拌和管式混合传输的至少一种；所述油气水分离装置，包括沉降灌、分离塔、蝶式离心机和卧式离心机的至少一种；所述集输系统包括管道输送系统、储油灌和储油池的至少一种；所述逸出气体包括甲烷气体、氮气、空气、富氧空气、二氧化碳的至少一种。