專利名稱：含聚油泥的分離方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及含聚油泥浄化處理方法，具體指一種含聚油泥的分離方法及設備。
背景技術：
隨著近年來聚合物驅油的使用越來越廣泛，在石油的采出液過程中產生了ー類性質很穩定的油泥，即含聚油泥，其屬于罐底油泥。含聚油泥是在聚合物驅油的情況下產生的，它是石油中的石蠟、采出液處理過程中加入的水處理劑、采出液中殘留的聚丙烯酰胺(HPAM)和浙青質等組分相互作用形成非常穩定的網狀性結構，將采出液中的油滴、泥土、重金屬鹽類、機械雜質、沙粒等包裹住，形成性質穩定的粘稠乳狀液。由于比重差的原因，含聚油泥自然沉降積累在油罐底部，而且天然乳化劑形成的界面膜使油水乳狀液的含聚油泥的性質非常穩定。
由于含聚油泥的組成非常復雜，面對它處理方法國內外也有許多種，其中主要包括高溫處理技木，溶劑萃取技木，生物處理技木，冷凍處置技木，超聲波處理技木，化學清洗技術等。化學清洗法是指將化學清洗劑加入到待處理的油泥中，之后充分攪拌，加入到離心分離機中離心，達到油、水、泥三相分開的效果。在目前，主要是落地油泥在使用此方法。美國環保局采取的化學清洗法主要是通過堿液對油泥進行反復洗滌，再用氣浮裝置使油泥進行分離。通常，洗滌時間20min，洗滌條件一般在溫度70°C，液固比約為3 :1，可將含油量為30%油泥洗至殘油率為1%以下。堿液可由廉價的無機堿和無機鹽組成，也可選用廉價的表面活性剤，如洗衣粉等。該方法的突出特點是能量消耗較低。這種方法在美國等國已相對較為成熟，目前應用較為廣泛，已經可以達到大規模的エ業連續化生產的水平。然而，含油污泥組成極其復雜，在原油開采過程中加入的大量化學藥劑使得含油污泥中污油與無機固體的橋聯結構穩固，礦化程度高，油、水乳化充分用現有的化學清洗法無法有效地去除含油污泥中的污油。超聲作用會產生高頻的機械振動作用、空化作用、熱效應、與化學效應等多種效應，能使得油水破乳迅速高效，油顆粒與無機固體顆粒相互解吸而使得污油顆粒相互聚集上浮與無機固體顆粒分離。目前，利用超聲作用主要處理含砂油泥或普通落地油泥或罐底油泥，但是處理量有限、處理時間長、處理工藝復雜、效果較差。例如，中國專利200320126412. 7報道是油泥砂處理裝置，其超聲換能器在一反應釜內，主要起清洗作用，超聲場分布也不均。中國專利200610046818. 2報道了含油泥砂的處理工藝及設備，其超聲換能器均勻分布在反應釜內壁上，但沒有說明換能器的具體設置距離，距離太遠，即反應釜直徑大于lm，超聲的作用在中間區域基本減為零，輻照時間很長，處理量有限。中國專利200710021086. 6報道的超聲含油污泥處理工藝，其超聲輻照方向是從底部往上，類似超聲乳化或清洗裝置，超聲輻照時間較長。中國專利201010147313. I報道采用低頻超聲和高頻超聲處理含油泥砂，超聲輻照時間20-60min，但沒有給出超聲輻照的方向，其超聲效果無法估計。
而且，從目前專利文獻和期刊文獻中，未見采用超聲在線設備協同藥劑處理含聚油泥回收原油的報道。
發明內容
本發明的目的針對現有技術中超聲處理含油污泥的不足以及無超聲處理含聚油泥的方法，提供一種含聚油泥的分離方法。本發明的另ー目的是提供實現該分離方法的設備。為實現上述目的，本發明含聚油泥的分離方法，包括以下步驟I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在60 90°C混合，水與含聚油泥的質量比為1:1 5:1，然后向混合物中加入破膠劑，破膠劑加量為含聚油泥原料質 量的0. 1% 2%,混合均勻后，進行超聲處理0. 2min 5min ;所述破膠劑選自Fenton試劑、類Fenton試齊U、雙氧水、過硫酸鉀、過硫酸鈉、高鐵酸鉀、高鐵酸鈉、次氯酸鈉、次氯酸鈣、高錳酸鉀中的ー種；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入清洗劑和抗乳化劑，其中，清洗劑加量為含聚油泥原料質量的0. 01% 0. 03%，抗乳化劑加量為含聚油泥原料質量的0. 005% 0. 03%,混合均勻后，在60 90°C進行超聲處理0. 2 3min ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在60 90°C靜置沉降10 60min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。本發明步驟2)中，所述清洗劑為烷基酚聚氧こ烯醚，其中，烷基鏈為C8 C12的烷基，環氧こ烷加成數為5 10，所述抗乳化劑選自SP169、PFA-8311、BP-2040、AE-1910或TA1031。所述步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行。本發明中破膠劑、清洗劑和抗乳化加入的形式為溶液，其加入量均指的是溶液中有效物質占含聚油泥原料質量的百分比。本發明中所述Fenton試劑為過氧化氫與催化劑Fe2+構成的溶液。本發明中所述類Fenton試劑為過氧化氫與催化劑Fe3+構成的溶液。本發明所設計的實現上述分離方法的設備，包括筒體、超聲發生器、設置在超聲發生器內的超聲控制器和與超聲發生器相匹配的超聲換能器，所述超聲換能器呈陣列，均勻分布在筒體的兩端，所述筒體的頂部和底部分別設置有進料口和出料ロ，進料方向與超聲發射方向垂直。上述方案中，所述超聲換能器向筒體內發射的超聲頻率為10 60KHz，聲場強度為 1000 12000W/m2。上述方案中，所述超聲控制器內設置有掃頻控制模塊、時間控制模塊、功率控制模塊和溫度控制模塊。上述方案中，所述筒體的長度d為20cm 80cm。本發明的有益效果本發明采用超聲作用和藥劑共同處理含聚油泥，有如下優勢I、利用超聲強化聚合物的降解，大大降低聚合物對油-水-固三相的穩定作用，便于三相的分離；
2、超聲空化作用可破壞含油污泥的膠體穩定結構，減小污油與無機固體的粘附作用，利用超聲強化藥劑清洗油泥中的固體吸附的浙青質和膠質等天然乳化剤，破壞泥相的乳化作用，降低泥相的含油率，快速高效的分離開污油和無機固體顆粒，使得分離效率大大提聞;3、進料方向與超聲發射方向垂直，超聲裝置在線運行，超聲場輻照能量集中，輻照時間短，便于エ業化大規模處理含聚油泥；4、油泥中原油的回收率達到98%wt以上，分離出的固相含油率低，水相COD值可降到700以內。
圖I為本發明超聲設備的左視結構示意圖。圖2為本發明超聲設備的主視結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明作進ー步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。如圖1、2所示，本發明分離方法所用超聲設備，包括筒體4、超聲發生器5、設置在超聲發生器5內的超聲控制器6和與超聲發生器5相匹配的超聲換能器I。超聲換能器I呈陣列，均勻分布在筒體4的兩端，筒體4的頂部和底部分別設置有進料ロ 2和出料ロ 3，進料方向與超聲發射方向垂直。超聲控制器6內設置有掃頻控制模塊6. I、時間控制模塊
6.2、功率控制模塊6. 3和溫度控制模塊6. 4。以下實施例中的抗乳化劑SP169、PFA-8311、BP-2040、AE-1910、TA1031均購買于
山東濱化集団有限責任公司。以下實施例所用含聚油泥取自綏中36-1油田，其性質如表I所示表I 含聚油泥的性質
含水率含油率固含量(干基干泥揮發分 HPAM
項目
%wt °ovvt I) %wt 14 @ %wt 含量* mg/L 數據 5242689652i干泥揮發分含量在750°C下加熱3個小時測得*采用淀粉-碘化鎘比色法測定HPAM的濃度實施例II)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在90°C混合，水與含聚油泥的質量比為1: 1，然后向混合物中加入過硫酸鉀溶液，過硫酸鉀溶液中過硫酸鉀為含聚油泥原料質量的0. 1%，混合均勻后，進行超聲處理0. 2min ；
2 )超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和SP169溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 01%, SP169為含聚油泥原料質量的0. 03%，混合均勻后，在90°C進行超聲處理0. 2min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯醚的烷基鏈為C8的燒基，環氧こ燒加成數為5 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在90°C靜置沉降lOmin，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度20cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為lOKHz，聲場強度為1000W/m2。實施例2
I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在80°C混合，水與含聚油泥的質量比為2:1，然后向混合物中加入雙氧水，雙氧水中H2O2為含聚油泥原料質量的2%，混合均勻后，進行超聲處理0. 2min ；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和PFA-8311溶液，烷基酚聚氧こ烯醚溶液為含聚油泥原料質量的0. 03%，PFA-8311為含聚油泥原料質量的0. 005%，混合均勻后，在80°C進行超聲處理3min ;其中，所加烷基酚聚氧こ稀釀的燒基鏈為C12的燒基，環氧こ燒加成數為10 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在60°C靜置沉降60min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度80cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為lOKHz，聲場強度為2000W/m2。實施例3I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在60°C混合，水與含聚油泥的質量比為5:1，然后向混合物中加入過硫酸鈉溶液，過硫酸鈉溶液中過硫酸鈉為含聚油泥原料質量的0. 4%，混合均勻后，進行超聲處理5min ； 2 )超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和BP-2040溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 02%, BP-2040量為含聚油泥原料質量的0. 02%，混合均勻后，在60°C進行超聲處理0. 5min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯釀的燒基鏈為C9的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在60°C靜置沉降40min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度80cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為60KHz，聲場強度為6000W/m2。實施例4I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在70°C混合，水與含聚油泥的質量比為3:1,然后向混合物中加入Fenton試劑，Fenton試劑的組成為由硫酸亞鐵及30%wt雙氧水構成的水溶液，H202/Fe=5mol, pH=4. 0，Fenton試劑中H2O2為含聚油泥原料質量的1%，混合均勻后，進行超聲處理Imin ;；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和AE-1910溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 01%, AE-1910為含聚油泥原料質量的0. 01%，混合均勻后，在70°C進行超聲處理0. 5min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯醚的燒基鏈為C9的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在70°C靜置沉降30min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度70cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為28KHz，聲場強度為5000W/m2。實施例5I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在65°C混合，水與含聚油泥的質量比為4:1，然后向混合物中加入高鐵酸鉀溶液，高鐵酸鉀溶液中高鐵酸鉀為含聚油泥原料質量的
0. 1%，混合均勻后，進行超聲處理0. 8min ；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和TA1031溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 02%, TA1031為含聚油泥原料質量的0. 005%，混合均勻后，在65°C進行超聲處理Imin ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯醚的烷基鏈為C8的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在75°C靜置沉降20min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度60cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為40KHz，聲場強度為6000W/m2。實施例6I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在65°C混合，水與含聚油泥的質量比為3:1，然后向混合物中加入高鐵酸鈉溶液，高鐵酸鈉溶液中高鐵酸鈉為含聚油泥原料質量的0. 5%，混合均勻后，進行超聲處理0. 8min ；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和PFA-8311溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 03%，PFA-8311為含聚油泥原料質量的0. 01%，混合均勻后，在65°C進行超聲處理0. 5min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯釀的燒基鏈為C12的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在75°C靜置沉降20min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度80cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為50KHz，聲場強度為6000W/m2。實施例II)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在85°C混合，水與含聚油泥的質量比為4:1，然后向混合物中加入次氯酸鈉溶液，次氯酸鈉溶液中次氯酸鈉為含聚油泥原料質量的1%，混合均勻后，進行超聲處理0. 8min ；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和PFA-8311溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 02%，PFA-8311為含聚油泥原料質量的0. 03%，混合均勻后，在65°C進行超聲處理2min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯醚的燒基鏈為C9的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在75°C靜置沉降60min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度50cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為20KHz，聲場強度為12000W/m2。實施例8I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在85°C混合，水與含聚油泥的質量比為3:1，然后向混合物中加入次氯酸鈣溶液，次氯酸鈣溶液中次氯酸鈣為含聚油泥原料質量的1%，混合均勻后，進行超聲處理5min ；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚溶液和SP169溶液，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 03%, SP169為含聚油泥原料質 量的0. 03%，混合均勻后，在65°C進行超聲處理3min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯醚的烷基鏈為C9的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在75°C靜置沉降20min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度40cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為20KHz，聲場強度為10000W/m2。實施例9I)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在65°C混合，水與含聚油泥的質量比為4:1，然后向混合物中加入高錳酸鉀溶液，高錳酸鉀溶液中高錳酸鉀為含聚油泥原料質量的0. 4%，混合均勻后，進行超聲處理0. 8min ；2)超聲清洗向上述超聲破膠后的含聚油泥混合物中加入烷基酚聚氧こ烯醚和PFA-8311，烷基酚聚氧こ烯醚為含聚油泥原料質量的0. 02%, PFA-8311為含聚油泥原料質量的0. 03%，混合均勻后，在65°C進行超聲處理0. 2min ;其中，所加烷基酚聚氧こ烯醚的烷基鏈為C9的燒基，環氧こ燒加成數為6 ；3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在75°C靜置沉降30min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行，該超聲設備的筒體4長度60cm，超聲換能器I向筒體4內發射的超聲頻率為20KHz，聲場強度為7000W/m2。實施例I 9含聚油泥的處理效果如表2所示。表2中回收后油相含水率采用國標GB 260-77，蒸餾法測定水分含量；回收油相含泥率=I-采用甲苯抽提法測定含油率-含水率；C0D值的測量采用鉻法-熱消解。表2 含聚油泥的處理效果
權利要求
1.一種含聚油泥的分離方法，包括以下步驟 1)含聚油泥的超聲破膠將水和含聚油泥在60 90°C混合，水與含聚油泥的質量比為I: I 5:1，然后向混合物中加入破膠劑，破膠劑加量為含聚油泥原料質量的0. 1% 2%，混合均勻后，進行超聲處理0. 2min 5min ;所述破膠劑選自Fenton試劑、類Fenton試劑、雙氧水、過硫酸鉀、過硫酸鈉、高鐵酸鉀、高鐵酸鈉、次氯酸鈉、次氯酸鈣、高錳酸鉀中的ー種； 2)超聲清洗向上述超聲破膠 后的含聚油泥混合物中加入清洗劑和抗乳化劑，其中，清洗劑加量為含聚油泥原料質量的0. 01% 0. 03%，抗乳化劑加量為含聚油泥原料質量的0.005% 0. 03%,混合均勻后，在60 90°C進行超聲處理0. 2 3min ； 3)靜置分離將上述經過超聲清洗的混合物在60 90°C靜置沉降10 60min，上層為分離出的原油，下層為沉降的固相，中間為水相。
2.根據權利要求I所述含聚油泥的分離方法，其特征在于所述步驟2)中，所述清洗劑為烷基酚聚氧こ烯醚，其中，烷基鏈為C8 C12的烷基，環氧こ烷加成數為5 10 ;所述抗乳化劑選自 SP169、PFA-8311、BP-2040、AE-1910 或 TA1031。
3.根據權利要求I所述含聚油泥的分離方法，其特征在于所述步驟I)和2)中，超聲處理在同一超聲設備中進行。
4.ー種實現權利要求I所述分離方法的設備，包括超聲設備，其特征在于所述超聲設備包括筒體(4)、超聲發生器(5)、設置在超聲發生器(5)內的超聲控制器(6)和與超聲發生器(5)相匹配的超聲換能器(1)，所述超聲換能器(I)呈陣列，均勻分布在筒體(4)的兩端，所述筒體(4)的頂部和底部分別設置有進料ロ(2)和出料ロ(3)，進料方向與超聲發射方向垂直。
5.根據權利要求4所述分離方法的設備，其特征在于所述超聲換能器(I)向筒體(4)內發射的超聲頻率為10 60KHz，聲場強度為1000 12000W/m2。
6.根據權利要求4所述分離方法的設備，其特征在于所述超聲控制器(6)內設置有掃頻控制模塊(6. I)、時間控制模塊(6. 2)、功率控制模塊(6. 3)和溫度控制模塊(6. 4)。
7.根據權利要求4所述分離方法的設備，其特征在于所述筒體(4)的長度d為20cm 80cmo
全文摘要
本發明公開了含聚油泥的分離方法及設備。分離方法包括以下步驟1)含聚油泥的超聲破膠；2)超聲清洗；3)靜置分離。超聲設備包括筒體、超聲發生器、設置在超聲發生器內的超聲控制器和與超聲發生器相匹配的超聲換能器，超聲換能器呈陣列，均勻分布在筒體的兩端，筒體的頂部和底部分別設置有進料口和出料口，進料方向與超聲發射方向垂直。本發明利用超聲強化聚合物的降解，降低聚合物對油-水-固三相的穩定作用，提高分離效率。進料方向與超聲發射方向垂直，超聲裝置在線運行，超聲場輻照能量集中，輻照時間短，便于工業化大規模處理含聚油泥。
文檔編號C02F11/00GK102849907SQ20121033523
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月12日 優先權日2012年9月12日
發明者余國賢, 李海峰, 潘威, 晉梅, 吳宏觀 申請人:余國賢