專利名稱：一種油泥分離的方法
技術領域：
本發明涉及一種油泥分離的方法，特別地，是通過一、二級熱處理和催化裂解工藝，將油泥中的油與泥沙分離開的方法。
背景技術：
隨著世界經濟的迅猛發展，石油的需求量愈來愈大；充分利用和治理好石油開采中油井四周產生的油泥或泥沙，采油廠油罐底部沉降的油泥，以及含油沙土(Oil-Sands) 資源，，將儲藏在地殼表層沙土中的石油從沙土或泥土中分離出來，變廢為寶，創新能源，是人類獲取地球上石油資源的重要途經之一；有關從油沙(Oil-Sands)中提取烴油的方法已有報導。本發明申請人在授權的 CN1556173中，公開了 “一種從含油沙土中提取烴油的方法和設備”，公開了含油沙子在一個可旋轉的反應釜內進行熱裂解，將一部分高溫(800-100(TC )熱沙子返回到熱解反應釜內，并與原料(油沙)直接接觸進行傳熱和給熱裂解反應部分供熱的方法；含油沙土主要是天然油田中的原油滲透到沙漠后形成的天然石油與沙子的混合物；天然石油主要成分是 C6-C6tl組成的烴，屬于由汽油，煤油，柴油，蠟油，重油和浙青等所組成的有機混合物。實踐證明，在本發明人CN1556173方法中，原油中所含的大量輕烴(C6-C24)如汽油煤油和柴油組分在高溫下的可旋轉的反應釜內被熱分解成了小分子的C1-C5和H2不凝結性氣體，特別是原油中的輕烴與高溫熱載體(或高溫沙子)在反應釜內直接接觸后，輕烴的熱分解破壞程度更加劇烈，導致可燃性氣體的百分比增加，烴油(如汽油柴油)的提取率大大降低；在CN1556173中，只考慮到原油中重質烴組分或高沸點烴的熱分解的有效高的溫度， 忽視了輕烴在同一高溫下的熱分解和熱破壞效應；這，是CN1556173方法的一個缺陷；在 CN1556173方法中，由于原料在旋轉熱處理設備內是有限的熱裂解，溫度沒有達到重質烴完全地徹底地熱裂解所需要的高溫，所以，熱處理后的剩余物質中還含有一定量的重質烴沒有被裂化和被分解，還必須進一步的輸送到焚燒爐中焚燒至燼；導致了重質烴被燒掉，降低了產品烴油(如汽油柴油)的出油率，工藝流程復雜化，這，是CN1556173方法的另一個缺陷。關于萃取含油沙土中的烴油的方法已有很多的報導，比如，發明人Martin B. Hooking報導了采用熱水處理油沙(Oil-Sands)的方法提取烴油，將油與沙分離開；加拿大的卡爾加里市的油沙礦層中油的含量在20% (ff% )左右；以前，沙中油的分離是采用將高溫水蒸汽通入到NaOH溶液中，用熱的堿水去萃取烴油的方法，現在，采用的是有機表面活性劑作為萃取劑提取烴油，但還有3% (W%)左右的油不能被提取，而是繼續保留到沙土中，油與沙分離不徹底，存在著嚴重的資源損失和浪費；而且分離烴油后的大量廢水需連續凈化達標處理，存在處理成本高的缺點。本發明的目的就是要克服上述缺點，消除油泥或油沙對環境的污染，提供一種具有生產連續化，設備不結焦，小分子的輕烴不被熱破壞裂解，而高沸點的重質烴組分又能徹底被裂解成輕質烴油(如汽油柴油)，燃油回收率及經濟效益高高，分離燃油后剩余的沙泥中的有機物(如浙青類)的含量小于(Wt%)，泥沙土可以還耕種植、生產工藝簡單及處理成本低的一種油泥分離的方法。本發明的公開本發明提供了一種油泥分離的方法；更具體地說，本發明是先將含油沙泥 (Oil-Sands)在較低的溫度下進行第一級熱處理，將含油沙泥中的液態組分(如水分，烴油)在受熱后主要發生物理相變，轉化成它們的氣態；并從第一級熱處理反應器中分離和蒸發出去；再將分離出氣相物質后剩余的物料連續地輸入到另一個更高溫度條件下的熱處理反應器中進行第二級高溫熱處理，使物料中的重質烴(或高沸點物質)在更高溫下發生化學變化的熱裂解(或斷鍵降解)和/或催化處理，將高溫熱處理產生的氣相物質(H2, C1-C24)排出第二級熱處理器；按公知的技術處理(如催化重整)、分餾和收集上述第一級和第二級熱處理排出的氣相物質，經冷凝，油水分離，最后得到水分和液態燃油產品；將第二級熱處理后剩余的殘炭和固體混合物質在爐中進行焚燒回收熱量，焚燒后最終得到不含有機油類的天然顏色的沙土或泥土；本發明的方法包括以下步驟①將所述的油泥或/油沙原料加入到密封的第一級熱處理反應器內；并給第一級熱處理反應器加熱，溫度控制在100-350°C，壓力為常壓或高于常壓，維持0. 05-0. 7小時； 主要發生水分和液態輕烴(C6-C24)在受熱后轉變成了它的氣態(C6-C24)的蒸發物理變化現象；其次，就是少量的輕烴的輕微熱分解的化學反應；不斷地將熱處理產生的氣相產物排出反應器；②將①中第一級熱處理剩余的物料輸入到密封的第二級熱處理反應器中進行更高溫度下的熱裂解；并給第二級熱處理反應器加熱，在熱處理過程中，反應器的內部溫度控制在350-600°C，壓力為常壓或高于常壓，維持0. 05-0. 7小時；主要發生重質烴(C2tl-C6tl)在受熱后的熱裂化的化學分解反應；不斷地將熱處理產生的氣相產物(H2，C1-C40)排出反應器；并將熱處理后剩余的沙泥土排出第二級熱處理反應器；③按公知的方法進一步收集和處理第一級和第二級熱處理反應器排出的氣相物質，最后得到水分和產品燃油；即，將熱處理反應器排出的氣相物質經冷凝，油水分離，最終將水分與燃油分離開；或將排出的氣相物質經催化，分餾，冷凝，油水分離，凈化和調配，最后得到燃油(汽油柴油)產品。④將第二級熱處理后剩余的殘炭與固體的混合物質排出第二級熱處理反應器，然后在焚燒爐中進行燃燒回收熱量，焚燒后最終得到不含油類的天然顏色的沙土或泥土固體物質；上述(1)，(2)，(3)和(4)步驟是含油沙泥(Oil-Sands)不斷地進入熱處理設備， 而產生的水、燃油和天然顏色的泥沙等物質不斷地從設備中排出和分離的工藝過程，本發明具備好的工業實用性，創造性和新穎性；將第一級和第二級熱處理后產生的不凝結可燃性氣體(HyC1-C5)返回到燃燒爐中進行燃燒，或/和將熱處理后剩余的殘炭固體混合物質進行焚燒，并將燃燒放出來的高溫煙氣引入熱處理反應器，用于熱處理反應器的加熱；裝料前，所述的原料經過破碎或不粉碎，要求原料的尺寸不大于5厘米；在裝料過程中應盡量避免熱處理設備中產生的氣相產物外泄。
所述的原料主要指油田油井在勘探和開采中撒落在油井周圍的污油和含沙油泥、采油廠儲油罐底部沉降的油泥和含油廢水凈化處理中沉降的油泥，以及天然含油沙礦中的含油沙土。第一級和二級熱處理所需要的熱源可以由燃油、燃氣、 煤、電能或其它有機可燃物進行焚燒，焚燒產生的高溫煙氣進行供給；所說的燃油和燃氣可以是從原料熱處理后產生的氣體產物中獲得的。在本發明中，也可采用常規的加熱爐或焚燒爐，產生高溫煙道氣給熱處理反應器供熱；例如臥式固定、移動式爐排加熱爐、立式固定式爐排加熱爐、沸騰式加熱爐、臥式旋轉加熱爐等等；本發明所述的熱處理反應器，屬于一種常規的密封的螺旋輸送器；它主要由螺旋桿和長形殼體組成；使用時，殼體固定不動，而是殼內的螺旋桿在旋轉；殼體可以是空心的長形鋼管，也可以是下圓上方的長形槽體；螺旋推進器的二端軸與殼體之間采用常規的密封方法進行裝配和密封處理，以防氣體的外泄；用調速電機或變速箱聯接螺旋推進器轉動； 熱處理反應器內的螺旋推進器連續地攪動可以阻止熱處理設備內壁上物料的結焦和結塊， 以提高傳熱速率和熱效益；可以采用無級變速電機驅動螺旋推進器旋轉，以便控制原料在熱處理設備內從一端移向另一端的時間和物料的熱處理程度；第一級熱處理反應器的一端上部配置有進料口，另一端的下部裝配有固體物料的出料口，該出料口通過一根管道聯通第二級熱處理反應器的一端上部的進料口 ；在熱處理過程中，第一，二級熱處理反應器之間的聯通管道內部必須充滿排出的固體物料，以防止和隔離第一級和二級熱處理反應器內的氣相物質的相互串通；本發明所述的熱處理反應器，可以是上述的常規的密封的螺旋輸送器，也可以采用公知的臥式旋轉筒形反應器、立式反應釜、流化床反應器等進行物料的熱處理，即進行物料的第一級熱處理和/或第二級熱處理；本發明中，第一級熱處理主要發生水分和輕烴組分的受熱蒸發的物理相變，即水分和C5-C24烴組分從原料中的分離成它們的氣相，它們的分子沒有被破壞，然后排出熱處理反應器；第二級熱處理是對含有重質烴(C25-C4tl)的物料進行更高溫度下的熱裂解和/或催
化反應；本發明的第二級高溫熱解或/催化裂解反應如下
權利要求
1.一種油泥分離的方法，包括以下步驟①將所述的油泥或/油沙原料加入到密封的第一級熱處理反應器內；并給第一級熱處理反應器加熱，溫度控制在100-350°c，壓力為常壓或高于常壓，維持0. 05-0. 7小時；主要發生水分和液態輕烴(C6-C24)在受熱后轉變成了它的氣態(C6-C24)的蒸發物理變化現象； 其次，就是少量的輕烴的輕微熱分解的化學反應；不斷地將熱處理產生的氣相產物排出反應器；②將①中第一級熱處理剩余的物料輸入到密封的第二級熱處理反應器中進行更高溫度下的熱裂解；并給第二級熱處理反應器加熱，在熱處理過程中，反應器的內部溫度控制在 350-600°C，壓力為常壓或高于常壓，維持0. 05-0. 7小時；主要發生重質烴(C2tl-C6tl)在受熱后的熱裂化的化學分解反應；不斷地將熱處理產生的氣相產物(H2，C1-C40)排出反應器；并將熱處理后剩余的沙泥土排出第二級熱處理反應器；③按公知的方法進一步收集和處理第一級和第二級熱處理反應器排出的氣相物質，最后得到水分和產品燃油；即，將熱處理反應器排出的氣相物質經冷凝，油水分離，最終將水分與燃油分離開；或將排出的氣相物質經催化，分餾，冷凝，油水分離，凈化和調配，最后得到燃油(汽油柴油)產品；④將第二級熱處理后剩余的殘炭與固體的混合物質排出第二級熱處理反應器，然后在焚燒爐中進行燃燒回收熱量，焚燒后最終得到不含油類的天然顏色的沙土或泥土固體物質；上述(1)，(2)，(3)和(4)步驟是油泥原料不斷地進入熱處理設備，而產生的水、燃油和天然顏色的泥沙等物質不斷地從設備中排出和分離的工藝過程。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于所述的原料指油田油井在勘探和開采中撒落在油井周圍的污油和含沙油泥、采油廠儲油罐底部沉降的油泥和含油廢水凈化處理中沉降的油泥，以及天然含油沙礦中的含油沙土。
3.根據權利要求1的方法，其特征在于本發明所述的熱處理反應器，屬于一種常規的密封的螺旋輸送器；也可以采用公知的臥式旋轉筒形反應器、立式反應釜、流化床反應器進行原料的熱處理。
全文摘要
本發明涉及一種油泥分離的方法；更具體地說，通過對原料的第一級低溫熱處理、第二級高溫熱處理、燃油回收以及焚燒四步工序，將油泥中的水分、油和泥沙三類物質進行分離開；本發明能有效的大規模化的將油泥中的油、水、沙泥三類物質徹底分離，具有燃油產品回收率高，沙泥中不含油，經濟效益高，處理成本低的優點，具有創造性、新穎性和好的工業實用性。
文檔編號C10G1/00GK102382671SQ20111027762
公開日2012年3月21日 申請日期2011年9月19日 優先權日2011年9月19日
發明者周鼎力, 邢力 申請人:周鼎力, 邢力