專利名稱：利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田污水處理技術(shù)領(lǐng)域。特別涉及一種利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法。
背景技術(shù)：
含油污泥是在原油開采、集輸及煉制過程中產(chǎn)生的一類由礦物油、礦物質(zhì)及水構(gòu)成的泥狀物質(zhì)，具有成分復(fù)雜、性質(zhì)變化大及環(huán)境危害嚴(yán)重特點。據(jù)不完全統(tǒng)計，中國含油污泥產(chǎn)生量呈逐年上升趨勢，2006年達(dá)IOX 105t 44X 105t，另有大量油泥積存待處理?，F(xiàn)階段的處理方式以簡易填埋與簡易焚燒為主，造成嚴(yán)重環(huán)境污染與資源浪費。熱解技術(shù)具有處理徹底、減量減容效果好、二次污染少及回收能量等優(yōu)點，是一種應(yīng)用前景廣闊的處理方法。目前，國內(nèi)外對于含油污泥熱解的研究，主要側(cè)重于對熱解過程和熱解中產(chǎn)生的氣、 固、液產(chǎn)物的分析，而對于固體廢物殘渣的資源化利用則研究相對較少。油泥熱解殘渣本身具有一定的多孔性，能直接用來做采油廢水的吸附藥劑。但由于油泥殘渣顆粒不均、容易破碎、孔徑大小不一、溶出有機(jī)物的等系列問題，限制了油泥熱解殘渣用作吸附藥劑的適用范圍，不利于油泥殘渣的資源化利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法， 獲得更加有效的吸附功能的采油廢水吸附劑，克服現(xiàn)有的油泥殘渣直接用于吸附，容易破碎、溶出有機(jī)物的不足。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法， 包括油泥熱解殘渣研磨篩分、酸浸漬處理、漂洗至中性、與聚四氟乙烯(粘結(jié)劑)混合、冷壓成型、在炭化爐內(nèi)炭化、漂洗并干燥過程方案如下步驟1 油泥熱解殘渣研磨篩分。所用材料為原有開采原油開采、集輸及煉制過程中產(chǎn)生的一類由礦物油、礦物質(zhì)及水構(gòu)成的含油污泥高溫?zé)峤夂蟮臍堅?。將油泥熱解殘渣顆粒經(jīng)過球磨、過篩后得油泥熱解殘渣粉末。步驟2 酸浸漬處理。將油泥熱解殘渣粉末放入濃度為20% 60%的硝酸水溶液中浸漬16 36h，對其進(jìn)行酸處理。硝酸處理油泥熱解殘渣，使其形成更多的孔洞，有更大的比表面積，從而有更好的吸附能力。步驟3 漂洗至中性。取出酸浸漬處理的油泥熱解殘渣粉末，用去離子水分別漂洗至中性(PH = 7)，經(jīng)過濾后放入烘箱內(nèi)烘干16 36h，烘箱內(nèi)的溫度在103 110°C之間。步驟4 與聚四氟乙烯混合。干燥后的油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯(PTFE)粘結(jié)劑混合均勻，油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯的重量比為2 5 1?？梢圆捎们蚰シ椒ㄟM(jìn)行混合。步驟5 冷壓成型。將油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯混合均勻的粉體放入模具中，在15 25MPa下冷壓10 20min，成圓柱型顆粒。顆粒的直徑1. 0 1. 5mm，長度2 4mm ο步驟6 在炭化爐內(nèi)炭化。將成顆粒狀的油泥熱解殘渣顆粒放入炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，即在氮氣保護(hù)下加熱至200 650°C，保溫1. 5 2.證，然后進(jìn)行自然冷卻至室溫后取出炭化后的顆粒。步驟7 漂洗并干燥。最后用2mol/L鹽酸漂洗炭化后的顆粒，去離子水漂洗至中性(PH = 7)；放在103 110°C烘箱內(nèi)干燥，冷卻得到新型采油廢水吸附劑。本發(fā)明的有益效果利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法，基于廢物再生回用、資源綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)及工業(yè)生態(tài)學(xué)理念，將含油污泥熱解后殘渣通過粘結(jié)、成型、活化等一系列處理手段制得一種新型采油廢水吸附劑，在改善油泥熱解殘渣本身物理、化學(xué)性能不足的基礎(chǔ)上，提高油泥熱解殘渣的吸附性能，并成功應(yīng)用于采油廢水的處理。新型采油廢水吸附劑具有以下優(yōu)點(1)新型采油廢水吸附劑所含重金屬成分、浸出液重金屬含量滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。采油廢水吸附劑 Cr55. 15ug/g、Ν 58. 92ug/g、Cu7. 721ug/g、Zn42. 46ug/g、As23. 21ug/ g、CdO. 1673ug/g, Pb21. 97ug/g, Hg沒有檢出，重金屬遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)(GB4284-84)》的要求，其浸出液重金屬溶出含量Crl. 112 μ g/L、NiO. 459 μ g/L、 CuO. 175 μ g/L、Znl. 17 μ g/L、Asl. 815 μ g/L、Cd3. 576 μ g/L、PbO. 176 μ g/L、Hg 沒有檢出， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)地低于國家標(biāo)準(zhǔn)《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》浸出液中危害成分濃度限值，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，說明它是可以用于廢水處理的。(2)新型采油廢水吸附劑具多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大、孔隙發(fā)達(dá)。油泥熱解殘渣經(jīng)過炭化、酸化并漂洗后，新型采油廢水吸附劑比表面積大，達(dá)200 M0m2/g，孔隙發(fā)達(dá)，微孔大多在1. 5 2. 2nm左右，中孔主要在3 4nm左右，總孔體積0. 6 1. Occ/g。(3)新型采油廢水吸附劑的物理、化學(xué)性能好。新型采油廢水吸附劑解決了油泥熱解殘渣本身粒徑不均、容易破碎、孔徑大小不一、溶出有機(jī)物、容易流失等系列問題，為其進(jìn)一步工業(yè)應(yīng)用打下堅實基礎(chǔ)。(4)資源化利用、變廢為寶。由于采油廢水吸附劑過渡孔隙結(jié)構(gòu)更加發(fā)達(dá)的，具有優(yōu)越的液相擴(kuò)散性能，有利于大分子有機(jī)物的吸附，依據(jù)相似相容的原理，能應(yīng)用在采油廢水深度處理中。利用采油廢水吸附劑進(jìn)行采油廢水深度處理應(yīng)用試驗研究表明，COD去除率達(dá)30% 50%。這種用油泥熱解殘渣制備的新型采油廢水吸附劑在水處理方面具有廣泛的應(yīng)用前景。(5)經(jīng)濟(jì)效益好。所用材料為原有開采原油開采、集輸及煉制過程中產(chǎn)生的一類由礦物油、礦物質(zhì)及水構(gòu)成的含油污泥高溫?zé)峤夂蟮臍堅?。含油污泥熱解殘渣的處理和?yīng)用是石油石化企業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域急需解決的難題，如果處理不當(dāng)，會造成二次污染。本發(fā)明為油泥熱解殘渣謀求了新的出路，不僅節(jié)省了處理成本，其作為一種新型的水處理材料還會帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法的流程圖。圖2是新型采油廢水吸附劑使用投加量對COD去除率的影響曲線圖。
具體實施例方式實施例1 :以一次利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法為例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法，包括油泥熱解殘渣研磨篩分、酸浸漬處理、漂洗至中性、與聚四氟乙烯(粘結(jié)劑)混合、冷壓成型、在炭化爐內(nèi)炭化、漂洗并干燥具體過程如下步驟1 油泥熱解殘渣研磨、篩分。所用材料為原有開采原油開采、集輸及煉制過程中產(chǎn)生的一類由礦物油、礦物質(zhì)及水構(gòu)成的含油污泥高溫?zé)峤夂蟮臍堅⒂湍酂峤鈿堅w粒經(jīng)過球磨、過100目篩網(wǎng)后得油泥熱解殘渣粉末。步驟2 酸浸漬處理。將油泥熱解殘渣粉末放入濃度為40%的硝酸水溶液中浸漬 25h，對其進(jìn)行酸處理。步驟3 漂洗至中性。取出酸浸漬處理的油泥熱解殘渣粉末，用去離子水分別漂洗至中性(PH = 7)，經(jīng)過濾后放入烘箱內(nèi)烘干20h，烘箱內(nèi)的溫度為108°C。步驟4 與聚四氟乙烯混合。干燥后的油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯(PTFE)粘結(jié)劑混合均勻，油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯的重量比為4 1。采用球磨方法進(jìn)行混
I=I O步驟5 冷壓成型。將油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯混合均勻的粉體放入模具中，在20MPa下冷壓15min，成圓柱型顆粒。顆粒的直徑為1. 5mm，長度為3mm。步驟6 在炭化爐內(nèi)炭化。將成顆粒狀的油泥熱解殘渣顆粒放入炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，即在氮氣保護(hù)下加熱至550°C，加熱速率控制在14°C /min，保溫2. 5h，然后進(jìn)行自然冷卻至室溫后取出炭化后的顆粒。步驟7 漂洗并干燥。最后用2mol/L鹽酸漂洗炭化后的顆粒，再用70°C去離子水漂洗至中性(PH= 7)；放在105°C烘箱內(nèi)干燥，冷卻得到新型采油廢水吸附劑。實施例1的產(chǎn)物與常規(guī)方法制備的活性炭的孔隙度和比表面相關(guān)性能見表1。表1孔隙度和比表面相關(guān)性能比較
權(quán)利要求
1. 一種利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法，包括油泥熱解殘渣研磨篩分、酸浸漬處理、漂洗至中性、與聚四氟乙烯混合、冷壓成型、在炭化爐內(nèi)炭化、漂洗并干燥過程，制成采油廢水吸附劑；其特征在于步驟1 油泥熱解殘渣研磨篩分。所用材料為原有開采原油開采、集輸及煉制過程中產(chǎn)生的一類由礦物油、礦物質(zhì)及水構(gòu)成的含油污泥高溫?zé)峤夂蟮臍堅?。將油泥熱解殘渣顆粒經(jīng)過球磨、過篩后得油泥熱解殘渣粉末。步驟2 酸浸漬處理。將油泥熱解殘渣粉末放入濃度為20% 60%的硝酸水溶液中浸漬16 36h，對其進(jìn)行酸處理。步驟3 漂洗至中性。取出酸浸漬處理的油泥熱解殘渣粉末，用去離子水分別漂洗至中性，經(jīng)過濾后放入烘箱內(nèi)烘干16 36h，烘箱內(nèi)的溫度在103 110°C之間。步驟4 與聚四氟乙烯混合。干燥后的油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯粘結(jié)劑混合均勻，油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯的重量比為2 5 1。步驟5 冷壓成型。將油泥熱解殘渣粉末與聚四氟乙烯混合均勻的粉體放入模具中，在 15 25MPa下冷壓10 20min，成圓柱型顆粒。顆粒的直徑1. 0 1. 5mm，長度2 4mm。 步驟6 在炭化爐內(nèi)炭化。將成顆粒狀的油泥熱解殘渣顆粒放入炭化爐內(nèi)進(jìn)行炭化，即在氮氣保護(hù)下加熱至200 650°C，保溫1. 5 2. 5h，然后進(jìn)行自然冷卻至室溫后取出炭化后的顆粒。步驟7 漂洗并干燥。最后用2mol/L鹽酸漂洗炭化后的顆粒，去離子水漂洗至中性 ’放在103 110°C烘箱內(nèi)干燥，冷卻得到新型采油廢水吸附劑。
全文摘要
利用油泥熱解殘渣制備新型采油廢水吸附劑的方法，應(yīng)用于油田污水處理。包括油泥熱解殘渣研磨篩分、酸浸漬處理、漂洗至中性、與聚四氟乙烯(粘結(jié)劑)混合、冷壓成型、在炭化爐內(nèi)炭化、漂洗并干燥過程，制成采油廢水吸附劑。效果是提高油泥熱解殘渣的吸附性能，并成功應(yīng)用于采油廢水的處理。
文檔編號B01J20/04GK102294217SQ20111017106
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者吳春旭, 張曉飛, 張鴻濤, 徐璇, 王萬福, 王玉雙, 薛方勤, 鄧皓 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)安全環(huán)保技術(shù)研究院, 清華大學(xué)