一種用於油基鑽屑處理的CO2開關型溶劑的回收裝置的製作方法

2023-07-22 02:10:41

一種用於油基鑽屑處理的CO2開關型溶劑的回收裝置技術領域本發明涉及一種溶劑的回收裝置，具體涉及一種用於油基鑽屑處理的CO2開關型溶劑的回收裝置，屬於石油化工高含油危險廢物處理技術領域。

背景技術：
隨著全球頁巖氣、緻密氣等非常規能源開發力度的不斷加大，油基鑽井液技術已經成為頁巖氣水平鑽井的關鍵技術之一。然而，在油氣資源勘探、開發鑽井過程中會產生油基鑽屑的堆積。因油基鑽屑含有石油烴類、重金屬和有機物等汙染物，已被列入國家危險廢棄物(國家危險廢物名錄，HW08)。油基鑽屑若不經處理就直接排放，將會對周邊生態環境造成嚴重危害：所含的有機物將會汙染地表水及地下水資源，主要體現在水質CODCr值的升高，色度的升高；破壞土壤、對植物生長不利，嚴重的可造成土壤無法返耕；重金屬等有毒有害物質滯留土壤，影響植物的生長和微生物的繁殖，通過食物鏈的作用進入人體，危害人體健康等。環境保護一直是人類比較重視的問題，也是國家極力號召的值得關注的問題，因此解決油基鑽屑汙染環境的問題已經迫在眉睫。目前對於油基鑽屑的處理，國內外普遍採用的方法有焚燒法、井下回注法、掩埋法、固化法、熱處理法、溶劑萃取法、離心分離法等。CO2開關型溶劑是指在往體系內通入和排出CO2時，溶劑理化性質(如極性、粘度、溶解性等)可相互轉變的一種溶劑，它能在溫和條件下實現極性和水溶性的顯著可逆變化，由於該類溶劑具有智能化開關的特性，無需對溫度、壓強有過高的要求，對設備要求低，流程和操作簡便，在油基鑽屑的處理應用和推廣上具有很好的應用和推廣潛力。CO2開關型溶劑用於油基鑽屑的處理方法是：將等量的CO2開關型溶劑和油基鑽屑混合常溫攪拌30min左右，CO2開關型溶劑與油基鑽屑充分反應，從油基鑽屑中分離提取出廢礦物油類，然後離心分離出殘渣和混合油類提取液，向提取液中加入定量水，通CO2，在CO2的刺激誘導下，提取液中的CO2開關型溶劑開始逐步轉到水相中，轉化完畢後，上層油相只剩下鑽屑中的廢礦物油類，此時可分離回收出油相，剩餘水相在通入N2或者空氣排出CO2後可實現CO2開關型溶劑的回收。但溶劑分離回收時，油基鑽屑添加劑如乳化劑、降濾失劑對水中膠體有保護作用，如果只是通入N2或空氣、加熱等物理方法難以快速有效的實現溶劑的分離。

技術實現要素：
有鑑於此，本發明的目的在於針對上述現有技術的不足，提供一種能高效快速回收用於處理油基鑽屑的CO2開關型溶劑的裝置，節約溶劑回收時間。為解決以上技術問題，本發明採用的技術方案提供了一種用於油基鑽屑處理的CO2開關型溶劑的回收裝置，它包括攪拌裝置和離心機，攪拌裝置的出料口與離心機的進液口通過管道連接，管道上設置截留閥和螺杆泵，所述攪拌裝置包括攪拌桶，攪拌桶內設置攪拌軸，攪拌桶頂部設置加藥口，攪拌桶上設置進料口。使用時，待回收溶劑的含CO2開關型溶劑的水相從進料口進入攪拌桶中，從加藥口加入固體CaO或NaOH，利用攪拌軸混合攪拌均勻，反應完畢CO2開關型溶劑從水相中分離出後，打開截留閥通過螺杆泵將攪拌桶內的溶液泵入離心機內完成分離，回收得到CO2開關型溶劑。上述含CO2開關型溶劑的水相是指用CO2開關型溶劑處理油基鑽屑後分離得到的水相。具體為：將等質量的油基鑽屑與CO2開關型溶劑混合，常溫下攪拌30min，離心分離出殘渣和混合油類提取液，按質量比提取液∶水＝1∶2往提取液中加入定量的水，在高速攪拌下通入CO2，在1L/min通量下通氣1h後，分離得到礦物油類和含CO2開關型溶劑的水相。進一步的，所述離心機選自臥式螺旋離心機和離心萃取機。臥式螺旋離心機主要用於液固的分離，離心萃取機主要用於液液的分離。回收CO2開關型溶劑所用的藥劑為NaOH和CaO，因此所述加藥口為NaOH加藥口和CaO加藥口。進一步的，所述攪拌桶頂部用蓋板密封，避免攪拌軸攪拌時液體的洩露。CO2開關型溶劑的回收方法最優的技術方案是先往水相中加入NaOH，分離回收出部分溶劑後，再往剩下的水相中加入CaO，分離回收出剩餘的溶劑，由於加入CaO時，與水生成水合離子，能有效破壞水中膠體雙電層結構，從而使膠體脫穩，同時形成大量的CaCO3沉澱物，吸附大量水中懸浮物(包括少量溶劑)，形成絮狀物，因此加入CaO處理後不僅能回收溶劑，也能使餘下的廢水的水質得到很好的改善，可作為有機胺類廢水的預處理。因此本發明提供了與最優回收方法匹配的回收裝置，它在攪拌桶底部設置兩個出料口，一個出料口與離心萃取機的進液口通過管道連接，另一個出料口與臥式螺旋離心機的進液口通過管道連接，所述離心萃取機的水相出口通過管道連接到攪拌桶的進料口上。這樣先與NaOH反應的水相通過離心萃取機回收得到部分溶劑後，剩餘的水相又返回攪拌桶與CaO反應，反應後的溶液經臥式螺旋離心機將其中的固相(絮狀物)分離出來，剩餘即是含有少量水相的溶劑，可通過放置自然分層重力分離回收得到溶劑。進一步的，所述離心萃取機的進液口與攪拌桶出料口連接的管道上設置有截留閥和螺杆泵；所述臥式螺旋離心機的進液口與攪拌桶出料口連接的管道上設置有截留閥和螺杆泵；所述離心萃取機的水相出口與攪拌桶的進料口連接的管道上設置有截留閥和螺杆泵，以控制液體流向。與現有技術相比，本發明裝置能高效快速回收用於處理油基鑽屑的CO2開關型溶劑，節約回收時間，其結構簡單，不需要像現有CO2開關型溶劑回收裝置那樣需要加氣、加熱處理，對設備要求更低，因此其設備造價和管理成本也更低，使用可靠方便。附圖說明圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明優選實施例的結構示意圖。附圖說明：1、攪拌桶；11、進料口；12、13：出料口；14、加藥口；15、攪拌軸；16、蓋板；2、臥式螺旋離心機；3離心萃取機；21、31：進液口；35、水相出口；4、23、33、37：截留閥；5、24、34、38：螺杆泵；6、22、32、36：管道。具體實施方式為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。參見圖1，本發明提供了一種用於油基鑽屑處理的CO2開關型溶劑的回收裝置，它包括攪拌裝置和離心機，攪拌裝置的出料口與離心機的進液口通過管道6連接，管道6上設置截留閥4和螺杆泵5，所述攪拌裝置包括攪拌桶1，攪拌桶1內設置攪拌軸15，攪拌桶1頂部設置加藥口14，攪拌桶上設置進料口11。使用時，待回收溶劑的含CO2開關型溶劑的水相從進料口11進入攪拌桶1中，從加藥口14加入固體CaO或NaOH，利用攪拌軸15混合攪拌均勻，反應完畢CO2開關型溶劑從水相中分離出後，打開截留閥4通過螺杆泵5將攪拌桶1內的溶液泵入離心機內完成分離，回收得到CO2開關型溶劑。參見圖2，本發明還提供了結構更優的一種用於油基鑽屑處理的CO2開關型溶劑的回收裝置，它包括攪拌裝置和離心機，離心機包括臥式螺旋離心機2和離心萃取機3，臥式螺旋離心機2主要用於液固的分離，離心萃取機3主要用於液液的分離。所述攪拌裝置包括攪拌桶1，攪拌桶1內設置攪拌軸15，攪拌桶1頂部設置加藥口14，攪拌桶上設置進料口11，攪拌桶底部設置出料口12和13，出料口13與離心萃取機的進液口31通過管道32連接，管道32上設置有截留閥33和螺杆泵34；出料口12與臥式螺旋離心機的進液口21通過管道22連接，管道22上設置有截留閥23和螺杆泵24；離心萃取機的水相出口35通過管道36連接到攪拌桶的進料口11上，管道36上設置有截留閥37和螺杆泵38。使用時，待回收溶劑的含CO2開關型溶劑的水相從進料口11進入攪拌桶1中，從加藥口14加入固體NaOH，利用攪拌軸15混合攪拌均勻，反應完畢CO2開關型溶劑從水相中分離出後，打開截留閥33通過螺杆泵34將攪拌桶1內的溶液泵入離心萃取機3內完成分離，回收得到部分CO2開關型溶劑，剩餘的水相經管道36返回攪拌桶1內，從加藥口14加入固體CaO，反應完畢後，打開截留閥23通過螺杆泵24將攪拌桶1內的溶液泵入臥式螺旋離心機2內完成分離，回收得到剩餘的CO2開關型溶劑。進一步的，所述攪拌桶1頂部用蓋板16密封，避免攪拌軸攪拌時液體的洩露。上述含CO2開關型溶劑的水相是指用CO2開關型溶劑處理油基鑽屑後分離得到的水相。具體為：將等質量的油基鑽屑與CO2開關型溶劑混合，常溫下攪拌30min，離心分離出殘渣和混合油類提取液，按質量比提取液∶水＝1∶2往提取液中加入定量的水，在高速攪拌下通入CO2，在1L/min通量下通氣1h後，分離得到礦物油類和含CO2開關型溶劑的水相。以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，上述優選實施方式不應視為對本發明的限制，本發明的保護範圍應當以權利要求所限定的範圍為準。對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明的精神和範圍內，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。