一種含油泥砂無害化處理方法
2023-05-31 07:03:06 2
專利名稱：一種含油泥砂無害化處理方法
技術領域：
本發明屬於含油泥砂處理領域，具體涉及一種含油泥砂無害化處理方法。
背景技術：
中國作為世界上最大的發展中國家和石油生產大國，生產條件、汙染控制技術相對落後。在原油開採、集輸及煉製過程中產生了大量含油泥砂。據估計，我國年產含油汙泥 近300萬噸，僅大慶、勝利、遼河三大油田每年產出的含油泥砂就達200萬噸以上。而且我 國大多數油田都已進入高含水、高採油速度、高採出程度時期「三高」階段，隨著注水量的增 力口，含油泥砂生成量也隨之增加。這些泥砂的排放必然對當地水環境、土壤環境造成一定的 損害。含油泥砂常用處理技術有熱水清洗、溶劑油萃取、高溫裂解等處理工藝。但這些方 法均存在著不足之處，如操作過程複雜或運行費用或清洗效果差等缺點。
發明內容
本發明的目的是提供一種含油泥砂的處理方法。本發明所提供的含油泥砂的處理方法，包括下述步驟1)向含油泥砂中加入水，並在攪拌條件下使泥水混合體系升溫至20°C -50°C ；然 後維持所述溫度，對所述泥水混合體系進行超聲處理，所述超聲處理在低頻超聲波和高頻 超聲波的共同作用下進行；所述低頻超聲波的頻率為20-30kHZ，所述高頻超聲波的頻率為 40-60kHZ，所述低頻超聲波與高頻超聲波的功率比為1 1，所述低頻超聲波與高頻超聲波 的超聲強度之和為0. 15-0. 5w/cm2 ；2)超聲處理20-60分鐘後，進行固液分離，分別收集含油汙水和泥砂；3)向步驟2)收集的泥砂中加入水、藥劑，並升溫至20-45°C;然後維持所述溫度對 泥水藥劑混合體系進行超聲處理，所述超聲處理在低頻超聲波和高頻超聲波的共同作用下 進行；所述低頻超聲波的頻率為20-30kHZ，所述高頻超聲波的頻率為40-60kHZ，所述低頻 超聲波與高頻超聲波的功率比為1 1，所述低頻超聲波與高頻超聲波的超聲強度之和為 0. 15-0. 5w/cm2 ；所述藥劑包括矽酸鹽和陰離子表面活性劑，所述泥水藥劑混合體系中矽酸 鹽的質量濃度為0.001-10%，陰離子表面活性劑的質量濃度為1-10% ；4)超聲處理20-60分鐘後，進行固液分離，收集含油汙水，並將剩餘的泥砂直接排 放。其中，步驟1)中向含油泥砂中加入水時，所加入的水與所述含油泥砂的質量比可 為1-4 1，優選為1-2 1。該步驟中所加入的水可以是自來水也可以是油田聯合站處理 後的採油廢水。步驟1)中在攪拌條件下使泥水混合體系優選升溫至30°C "40°C。在步驟1)和步驟3)中，所述超聲處理時，低頻超聲波的頻率優選為25kHZ，高頻超 聲波的頻率優選為50kHZ，低頻超聲波與高頻超聲波的超聲強度之和優選為0. 2-0. 3w/cm2。所述步驟3)中，向步驟2)收集的泥砂中加入水、藥劑時，所加入的水與所述泥砂的質量比為1-4 1，優選為1-2 1。此步驟中所加入的水可以是自來水也可以是油田聯合站處理後的採油廢水。上述步驟2)和步驟4)中所述固液分離可在重力沉降池或旋流分離器中進行。本發明中所述矽酸鹽為鹼金屬矽酸鹽，如矽酸鈉，所述矽酸鹽佔泥水藥劑混合體系總質量的0. 001-10 %，優選0. 1-1 %，更有選0. 1-0. 3 %，具體可為0.2%。所述陰離子表面活性劑選自聚氧乙烯羧酸鹽、磺酸鹽(如烷基磺酸鹽，木素磺化鹽，萘磺酸鹽，石油磺酸鹽，α-烯烴磺酸鹽)、硫酸鹽(如醇基硫酸鹽，乙氧基硫酸化醇)、 磷酸酯(如正磷酸一或二酯，磷酸化乙氧基化物)中的一種或幾種；優選磷酸酯、烷基苯磺 酸鹽，α-烯烴磺酸鹽，最優選為烷基磺酸鹽(如十二烷基磺酸鈉)；所述陰離子表面活劑佔 所述泥水藥劑混合體系總質量的1_10%，優選3-4%，具體可為3%。本發明的藥劑可以只由矽酸鹽和陰離子表面活性劑組成。所述藥劑中除了矽酸鹽 和陰離子表面活性劑外，也還可包括下述物質中至少一種非離子表面活劑、磷酸鹽和鹼性 化合物。所述非離子表面活劑選自聚氧乙烯醚類表面活性劑(如乙醇乙氧基化物，烷基酚 乙氧基化物等)，羧酸酯，脂肪酸乙二醇酯，烷基酚聚醋(優選壬基酚聚酯)中的一種或幾 種；所述非離子表面活劑佔泥水藥劑混合體系總質量的1-10%，優選1-3%。所述磷酸鹽包括正磷酸鹽和三聚磷酸鹽，如磷酸鈉，磷酸鉀，磷酸銨，三聚磷酸鈉 等；所述磷酸鹽佔泥水藥劑混合體系總質量的0. 001-10%，優選2. 5-4. 5%。所述鹼性化合物包括苛性鉀、鹼石灰、苛性鈉、碳酸鈉或碳酸氫鈉；所述鹼性化 合物佔泥水藥劑混合體系總質量的0. 001-10%，優選0. 6-1. 5%。本發明提供了一種處理含油泥砂的新方法，該方法與現有方法相比具有操作簡 單、運行費用低、清洗效果好的優點。
圖1為本發明提供的含油泥砂處理方法的工藝流程示意圖。
具體實施例方式以下實施例為了便於更好地理解本發明，但並不限定本發明。下述實施例中所述 實驗方法，如無特殊說明，均為常規方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可從商業途徑獲得。實施例1、處理油田油泥取國內某油田汙泥坑內含油泥砂進行實驗。表1為處理前油泥的組成，可以看出 含油泥砂主要由水、泥砂和石油類組成。清洗步驟將1升自來水與500g油泥在60rpm轉速下進行攪拌的同時將泥水混 合體系加熱至30°C，待溫度穩定後啟動超聲反應器，超聲反應器的頻率為(低頻25kHz+高 頻50kHz)，兩頻率功率匹配為1 1，超聲強度之和為0. 25w/cm2，洗滌30min後沉澱15min， 去除上層含油汙水後進行下步化學/超聲清洗。經過上述洗滌，泥砂含油濃度由30%降至 15%。完成第一次清洗後，繼續向含油泥砂加入0. 5升清水和藥劑，使泥水藥劑混合體系中含質量濃度為3%的十二烷基磺酸鈉，質量濃度為0.2%矽酸鈉，並升溫至30°C，待溫度穩定後啟動超聲反應器，超聲反應器的設置同第一次清洗過程。洗滌30min後沉澱 15min，去除上層含油汙水後泥砂含油濃度降至1. 5_3%，該泥砂可直接排放。表1、國內某油田含油泥砂處理前特性
含水率(％ ) I 20% 含固率(％ )~~50% 含油率(％ )~~30%
權利要求
一種含油泥砂的處理方法，包括下述步驟1)向含油泥砂中加入水，並在攪拌條件下使泥水混合體系升溫至20℃-50℃；然後維持所述溫度，對所述泥水混合體系進行超聲處理，所述超聲處理在低頻超聲波和高頻超聲波的共同作用下進行；所述低頻超聲波的頻率為20-30kHZ，所述高頻超聲波的頻率為40-60kHZ，所述低頻超聲波與高頻超聲波的功率比為1∶1，所述低頻超聲波與高頻超聲波的超聲強度之和為0.15-0.5w/cm2；2)超聲處理20-60分鐘後，進行固液分離，分別收集含油汙水和泥砂；3)向步驟2)收集的泥砂中加入水、藥劑，並升溫至20-45℃；然後維持所述溫度對泥水藥劑混合體系進行超聲處理，所述超聲處理在低頻超聲波和高頻超聲波的共同作用下進行；所述低頻超聲波的頻率為20-30kHZ，所述高頻超聲波的頻率為40-60kHZ，所述低頻超聲波與高頻超聲波的功率比為1∶1，所述低頻超聲波與高頻超聲波的超聲強度之和為0.15-0.5w/cm2；所述藥劑包括矽酸鹽和陰離子表面活性劑，所述泥水藥劑混合體系中矽酸鹽的質量濃度為0.001-10％，陰離子表面活性劑的質量濃度為1-10％；4)超聲處理20-60分鐘後，進行固液分離，收集含油汙水，並將剩餘的泥砂直接排放。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟1)中向含油泥砂中加入水時，所加 入的水與所述含油泥砂的質量比為1-4 1，優選為1-2 1。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於步驟1)中在攪拌條件下使泥水混合 體系升溫至30°C -40°C。
4.根據權利要求1-3中任一所述的方法，其特徵在於步驟1)和步驟3)中所述超聲 處理時，所述低頻超聲波的頻率為25kHZ，所述高頻超聲波的頻率為50kHZ，所述低頻超聲 波與高頻超聲波的超聲強度之和為0. 2-0. 3w/cm2。
5.根據權利要求1-4中任一所述的方法，其特徵在於步驟3)中向步驟2)收集的泥 砂中加入水、藥劑時，所加入的水與所述泥砂的質量比為1-4 1，優選為1-2 1。
6.根據權利要求1-5中任一所述的方法，其特徵在於步驟2)和步驟4)中所述固液 分離在重力沉降池或旋流分離器中進行。
7.根據權利要求1-6中任一所述的方法，其特徵在於所述藥劑中矽酸鹽為鹼金屬 矽酸鹽，優選為矽酸鈉；所述泥水藥劑混合體系中矽酸鹽的質量濃度為0.1-1%，優選為 0. 1-0. 3%，最優選為 0. 2%。
8.根據權利要求1-7中任一所述的方法，其特徵在於所述藥劑中陰離子表面活性劑 選自下述至少一種聚氧乙烯羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽和磷酸酯；優選磷酸酯、烷基磺酸鹽或 α-烯烴磺酸鹽，最優選為烷基磺酸鹽；所述泥水藥劑混合體系中陰離子表面活劑的質量 濃度為3-4%，優選為3%。
9.根據權利要求1-8中任一所述的方法，其特徵在於所述藥劑由矽酸鹽和陰離子表面 活性劑組成。
10.根據權利要求1-8中任一所述的方法，其特徵在於所述藥劑還包括下述物質中至 少一種非離子表面活劑、磷酸鹽和鹼性化合物；所述非離子表面活劑選自下述至少一種聚氧乙烯醚、羧酸酯、脂肪酸乙二醇酯和烷基 酚聚醋；所述非離子表面活劑佔所述泥水藥劑混合體系總質量的1-10%，優選1-3% ；所述磷酸鹽為正磷酸鹽和/或三聚磷酸鹽；所述磷酸鹽佔所述泥水藥劑混合體系總質量的 0. 001-10%，優選 2. 5-4. 5% ；所述鹼性化合物選自下述至少一種苛性鉀、鹼石灰、苛性鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉；所述鹼性化合物佔所述泥水藥劑混合體系總質量的0. 001-10%，優選0. 6-1. 5%。
全文摘要
本發明公開了一種含油泥砂的處理方法。該方法包括下述步驟1)向含油泥砂中加入水，並在攪拌條件下使泥水混合體系升溫至20℃-50℃；對所述泥水混合體系進行超聲處理,所述超聲處理在低頻和高頻超聲波的共同作用下進行；低頻為20-30kHz,高頻為40-60kHz,超聲強度之和為0.15-0.5w/cm2；2)超聲處理20-60分鐘後，進行固液分離，分別收集含油汙水和泥砂；3)向收集的泥砂中加入水、藥劑，並升溫至20-45℃；然後維持所述溫度對泥水藥劑混合體系進行超聲處理，4)超聲處理20-60分鐘後，進行固液分離，收集含油汙水，並將剩餘的泥砂直接排放。本發明的方法與現有方法相比具有操作簡單、運行費用低、清洗效果好的優點。
文檔編號C02F101/32GK101805103SQ20101014731
公開日2010年8月18日 申請日期2010年4月13日 優先權日2010年4月13日
發明者丁然, 張昱, 楊敏, 高迎新 申請人:中國科學院生態環境研究中心