廢棄油基泥漿無害化處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種廢棄油基泥漿無害化處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 油基鉆井液作為一種優(yōu)良的鉆井液體系，具有抗高溫、抗鹽、抗污染、防塌性好、潤(rùn) 滑性好、利于維護(hù)、利于穩(wěn)定井壁，能有效地抑制水敏性地層最大限度地保護(hù)油氣層等優(yōu) 點(diǎn)。現(xiàn)已廣泛作為鉆深井、超深井、大斜度定向井、水平井和水敏性復(fù)雜地層的重要手段，且 取得明顯效果。但伴隨著油基鉆井液的使用，產(chǎn)生了大量的廢棄油基泥漿。
[0003] 含油污泥具有含油量高、粘度大、顆粒細(xì)、脫水難等特點(diǎn)。其成分極其復(fù)雜，一般含 有大量的老化原油、蠟質(zhì)、瀝青質(zhì)、膠體、固體懸浮物、細(xì)菌、鹽類、酸化氣體及少量的銅、鋅、 鉻、汞等重金屬鹽類，同時(shí)還含有苯系、蒽、芘、酚類等有毒物質(zhì)。廢棄油基泥漿長(zhǎng)期堆積會(huì) 造成地表植被的嚴(yán)重破壞導(dǎo)致對(duì)土壤地表和地下水的污染，直接或間接對(duì)植物動(dòng)物及人類 健康產(chǎn)生巨大的危害；此外，在廢棄油基泥漿中含有較多的石油類物質(zhì)金屬和無機(jī)礦物質(zhì) 等，具有重要的油氣回收和金屬礦物再利用價(jià)值。國(guó)內(nèi)對(duì)含油廢棄物要求進(jìn)行無害化處理， 因此從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)效益的角度出發(fā)，尋找一種經(jīng)濟(jì)高效的廢棄油基泥漿處理技術(shù)顯得 尤為迫切和重要。
[0004] 自上世紀(jì)70年代初期，國(guó)內(nèi)外研究人員著手進(jìn)行油田含油污泥處理的研究工作， 先后研制了多種含油污泥處理技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外含油污泥回收處理技術(shù)主要有溶劑萃取、 化學(xué)清洗、調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離、熱解、超聲、微波、回注調(diào)剖、電動(dòng)力學(xué)、冷凍熔融等處理技術(shù)。
[0005] (1)溶劑萃取技術(shù)：溶劑萃取技術(shù)是基于溶質(zhì)在兩種互不混溶的溶劑中具有不同 的分配能力，利用"相似相溶"原理，選擇一種合適的溶劑作萃取劑，將原油從含油污泥中萃 取出來。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)油、水、泥三相有效分離，可最大限度地實(shí)現(xiàn)含油污泥的減量化、資 源化和無害化處理。其工藝流程為：①萃取劑和油泥在反應(yīng)塔中充分混合，一定溫度下進(jìn) 行破乳、萃取和脫水，實(shí)現(xiàn)油、水、泥三相分離；②溶劑油在蒸餾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)萃取劑和原油的分 離；③脫水、脫油后的固體物在蒸餾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)萃取劑和廢渣的分離。
[0006] (2)化學(xué)清洗法：化學(xué)清洗法是在含油污泥中加入一定比例的熱水及化學(xué)藥劑如 表面活性劑等，通過化學(xué)藥劑的卷起、乳化、溶解、增溶等作用改變含油污泥中油/液相和 油/泥相界面的性質(zhì)，把原油從泥砂表面洗滌剝離下來，然后再經(jīng)過沉降、旋流等工藝將含 油污泥分離成油、水、泥砂三相。其工藝流程為：①化學(xué)清洗劑的配制；②將含油污泥加入 到化學(xué)清洗劑中，進(jìn)行化學(xué)洗脫；③清洗后的油水泥砂混合物進(jìn)入液固分離器中進(jìn)行三相 分咼。
[0007] (3)熱解技術(shù)：熱解技術(shù)是基于含油污泥中有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，在無氧條件下， 利用熱能將原油中的重組分通過熱分解作用轉(zhuǎn)化為輕組分，再以氣態(tài)形式從污泥中蒸發(fā)出 來，從而實(shí)現(xiàn)原油與泥砂的分離。這一過程產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷卻后形成三種相態(tài)物質(zhì)：氣相以 甲烷和二氧化碳為主；液相以常溫燃油和水為主；固相為無機(jī)礦物與殘?zhí)?。其工藝流程為?①含油污泥經(jīng)篩分預(yù)處理，去除大顆粒雜質(zhì)，傳輸至熱解反應(yīng)器；②熱解爐中含油污泥進(jìn)行 熱解；③揮發(fā)出的油氣通過循環(huán)水冷凝回收。
[0008] 熱解技術(shù)是目前國(guó)外廣泛用于含油污泥無害化處理的主要手段，是一種改型的含 油污泥高溫處理工藝。影響熱解過程及其產(chǎn)物產(chǎn)率的因素有熱解溫度、熱解速率、氣固相停 留時(shí)間及物料的尺寸等，其中熱解溫度是最主要的影響因素，它對(duì)熱解產(chǎn)物分布、產(chǎn)率和熱 解氣熱值都有很大的影響。在較低溫度下，烴類大分子裂解成較多的中小分子，油類含量相 對(duì)較多；隨著溫度升高，除大分子裂解外，許多中間產(chǎn)物也發(fā)生二次裂解，C5以下分子及氣 體成分增多，氣體產(chǎn)量成正比增長(zhǎng)，各種酸、焦油、碳渣相對(duì)減少。然而上述技術(shù)雖然有其優(yōu) 點(diǎn)，但是也面臨著相應(yīng)的難題。
[0009] 1、溶劑萃取技術(shù)：該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：處理比較徹底，能夠?qū)⒋蟛糠质皖愇镔|(zhì)提 取回收，且能有效去除微量有害物質(zhì)；工藝過程簡(jiǎn)單、快速、選擇性高。但面臨兩大難題：一 是缺乏一種高效、無公害、安全隱患小的萃取劑；二是萃取劑損耗的問題尚未得到很好解 決，成本較高。目前，萃取技術(shù)還沒有廣泛應(yīng)用于含油污泥處理。
[0010] 2、化學(xué)清洗法：該工藝主要優(yōu)點(diǎn)是：流程操作簡(jiǎn)便，可靠性強(qiáng)，油的回收率較高。 化學(xué)清洗劑對(duì)環(huán)境有不利的影響，并且專一性強(qiáng)，當(dāng)作用對(duì)象改變后可能沒有預(yù)期效果或 者完全失效。目前含油污泥化學(xué)清洗技術(shù)在向復(fù)配及擴(kuò)連方面發(fā)展，與原來的單劑相比，經(jīng) 過復(fù)配和擴(kuò)連后的其原油回收率顯著提高。
[0011] 3、熱解技術(shù)：該技術(shù)主要優(yōu)點(diǎn)是：油分(烴類化合物）的回收率較高，對(duì)含油污泥處 理比較徹底，處理后固體殘?jiān)吐实陀?. 01 %，殘?jiān)懈瘮⌒杂袡C(jī)物含量很少，且灰渣熔 融能防止金屬類物質(zhì)溶出，減小對(duì)環(huán)境的二次污染；缺點(diǎn)是：能耗較大，工藝過程復(fù)雜，投 資較高。隨著含油污泥排放指標(biāo)的嚴(yán)格控制，該工藝因具有處理徹底、速度快、資源回收利 用高等特點(diǎn)，將成為含油污泥處理的重要方式。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于提供一種廢棄油基泥漿無害化處理工藝，解決現(xiàn)有技術(shù)能耗過 大，處理時(shí)間過長(zhǎng)的問題。
[0013] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 廢棄油基泥漿無害化處理工藝，包括以下步驟： (1) 篩分：將含油污泥經(jīng)過振動(dòng)篩，分離出較大顆粒的固體雜質(zhì)，并排渣； (2) 調(diào)質(zhì)：向步驟（1)處理后的含油污泥中加入藥劑進(jìn)行調(diào)質(zhì)改性，改變污泥表面粒子 物理化學(xué)性質(zhì)和組分； (3) 預(yù)熱強(qiáng)化調(diào)質(zhì)：將步驟（2)處理后的含油污泥置于80~180°C的條件下，加熱10~ 20min； (4) 負(fù)壓裂解：在負(fù)壓條件下對(duì)步驟（3)處理后的含油污泥進(jìn)行熱裂解，得到揮發(fā)組 分，裂解溫度為：300~500; (5) 冷凝：將步驟（4)處理后的含油污泥中揮發(fā)組分經(jīng)冷凝液化得到混合油； (6) 分餾：將混合油通入分餾塔內(nèi)進(jìn)行分餾，將水與油分離，得輕質(zhì)油和柴油。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟（2)中的藥劑包括調(diào)質(zhì)劑、表面活性劑、輔助劑、裂解催化劑。
[0015] 再進(jìn)一步地，所述調(diào)質(zhì)劑為CH3OH,所述表面活性劑為硫酸化蓖麻油，所述粗助劑 為碳酸鈉，所述裂解催化劑為A1203。
[0016] 更進(jìn)一步地，按質(zhì)量計(jì)，CH3OH的加入量為：2. 5~3% ;硫酸化蓖麻油的加入量為 0. 3~0. 4% ;碳酸鈉的加入量為：2~3% ;A1203的加入量為：0. 01~0. 03%。
[0017] 另外，所述步驟（2)中藥劑的加入順序?yàn)椋合燃尤胝{(diào)質(zhì)劑，再加入表面活性劑和輔 助劑，最后加入裂解催化劑。
[0018] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果： (1)本發(fā)明采用篩分一一調(diào)質(zhì)一一預(yù)熱強(qiáng)化調(diào)質(zhì)一一負(fù)壓裂解一一冷凝一一分餾的工 藝處理含油污泥，具有高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)；與目前的裂解工藝比，工作周期縮短15%， 能耗降低20%，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。
[0019] (2)本發(fā)明通過對(duì)含油污泥進(jìn)行預(yù)熱強(qiáng)化調(diào)質(zhì)處理，能夠強(qiáng)化破膠效果，提高原油 與泥砂分離效果，增加原料與藥劑的接觸面積，提高反應(yīng)速率；預(yù)熱油泥能