一種高含渣含水污油的處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及含渣含水污油的分離處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]來自煉油廠各生產(chǎn)裝置的污油及污水的排污口所產(chǎn)生的高含渣含水污油中的鹽類、油類、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、固體顆粒的含量及礦化度均較高。污油來源較雜，性質(zhì)差異大，含有較多水分，一般含水體積分數(shù)為10%?80%。其本身含有的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、固體顆粒等天然乳化劑，富集于油水界面，形成牢固的界面膜，處理難度極大。污油長期存放不僅是石油資源的浪費，而且會給環(huán)境帶來極大的污染，因此，必須要對其進行無害化處理。
[0003]目前對于污油破乳脫水脫渣采用的方法多種多樣，且各具利弊。單一的化學(xué)破乳法對乳化嚴重的污油，其破乳效果并不理想，處理較困難；離心法雖對污油三相分離的處理效果較好，但費用太高，具有較大的局限性；生物處理法污染小但處理周期長；焚燒法雖可以減少破乳污泥對環(huán)境的污染，但操作復(fù)雜，處理成本高，且生成的S02等對環(huán)境的危害較大。隨著環(huán)保問題的日益突出，尋找一種處理費用低、破乳效率高且環(huán)境友好的工藝已成為污油處理的必然趨勢。
[0004]隨著驅(qū)油技術(shù)的發(fā)展，在原油開采中添加的各種藥劑使得后續(xù)污油的乳化穩(wěn)定性極高，而加入單一破乳劑往往具有較大的局限性，這使得污油破乳愈發(fā)困難。因此，有必要在化學(xué)破乳工藝中引入超聲，以化學(xué)藥劑聯(lián)合物理超聲法實現(xiàn)對污油的高效破乳。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)以上不足與缺陷，提出一種高含渣含水污油的處理工
Ο
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案是:將高含渣含水污油加熱至50?90°C后，依次加入堿、酸、破乳劑和絮凝劑，在超聲波輻射處理后，經(jīng)沉降，使油、水、渣三相分離，回收原油。
[0007]本發(fā)明先采用堿液先對污油進行洗滌，使污油中的W/0、0/W/0型乳化體系轉(zhuǎn)相形成0/W型乳狀液，Ο/ff型乳狀液的形成能夠有效降低高含渣含水污油的粘度和乳化體系的界面張力，從而有利于后續(xù)破乳劑的傳質(zhì)并充分發(fā)揮破乳作用。但堿液會與污油中的酸性成分(如環(huán)烷酸)發(fā)生反應(yīng)，生成具有乳化能力的表面活性物質(zhì)環(huán)烷酸鈉。因此堿之后再加入硫酸，使其與環(huán)烷酸鈉發(fā)生反應(yīng)，將環(huán)烷酸鈉還原成不具有乳化作用的環(huán)烷酸，從而消除其乳化作用。然后依次添加復(fù)配型破乳劑、絮凝劑，由于破乳浮渣呈電負性，故加入無機陽離子絮凝劑中和固體顆粒所帶的電荷，減少固體顆粒與水分子的親和力，增大顆粒之間的凝聚力以增大絮體的粒徑，從而使部分殘留在油層的浮渣進一步的絮凝沉降分離。最后利用超聲波的聲空化效應(yīng)、機械振動效應(yīng)及熱效應(yīng)處理污油，進一步脫水、脫渣和回收原油。
[0008]本發(fā)明采用化學(xué)藥劑聯(lián)合超聲法對高含渣含水污油進行破乳脫水脫渣處理，該方法成本低、操作簡單、脫水率高且原油回收率高。經(jīng)本發(fā)明處理后的污油，污油的破乳脫水率達到98.4%，原油回收率達到96.2%，與單純的破乳劑破乳脫水回收原油相比，分別提高了 49.1% 及 32.7%0
[0009]本發(fā)明所采用的藥劑成本小，設(shè)備投資少，超聲裝置占地面積小同時操作簡單；對污油進行環(huán)境化處理的同時，也有效實現(xiàn)污油的資源化再利用，即達到破乳原油回?zé)挼哪康?，具有極大的工業(yè)推廣價值。
[0010]進一步地，本發(fā)明所述堿為NaOH，NaOH與高含渣含水污油的混合比為1000?3000mg: lLo該濃度范圍堿液可使污油中的W/0、0/W/0型乳化體系轉(zhuǎn)相形成0/W型乳狀液，0/W型乳狀液的形成能夠有效降低高含渣含水污油的粘度和乳化體系的界面張力，同時堿液可與污油中天然的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成表面活性物質(zhì)，與后期人工添加的破乳劑發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，進一步加大破乳效果。在該濃度范圍內(nèi)，堿液可使污油的破乳脫水率提高5%?10%。
[0011]所述酸SH2S04，H2S0#高含渣含水污油的混合比為2000?18000 mg: 1L。該濃度范圍酸液可充分與前期堿液過程中生成的環(huán)烷酸鈉發(fā)生反應(yīng)，將環(huán)烷酸鈉還原成不具有乳化作用的環(huán)烷酸，從而消除其乳化作用。在該濃度范圍內(nèi)，可使污油的破乳脫水率提高
3% ?8% ο
[0012]所述破乳劑與高含渣含水污油的混合比為750?1750 mg: 1L。該濃度范圍破乳劑可與污油中的多重化學(xué)藥劑(堿、酸等)復(fù)合發(fā)生協(xié)同作用，生成石油皂物質(zhì)，在較低化學(xué)劑濃度下，實現(xiàn)油水界面張力的降低，擴大油水界面活性范圍。在該濃度范圍內(nèi)，可使污油破乳脫水率提尚5%?13%。
[0013]所述絮凝劑與高含渣含水污油的混合比為400?2000 mg: 1L。該濃度范圍絮凝劑可中和固體顆粒所帶的電荷，通過電荷中和及橋聯(lián)作用將破乳完成后殘留在油層中的浮渣進一步絮凝沉降，提高污油的破乳脫水率。在該濃度范圍內(nèi)污油的破乳脫水率可提高
5% ?10% ο
[0014]在高含渣含水污油中加入堿，攪拌均勻后再加入酸，再攪拌均勻后加入破乳劑，再攪拌均勻后加入絮凝劑。在該操作方式下，每步處理對于下步均相當(dāng)于預(yù)處理作用，逐級反應(yīng)、降黏及脫水，實現(xiàn)污油的破乳及絮凝，最終實現(xiàn)油水渣的三相分離。
[0015]所述超聲波的頻率為22?40 KHz，功率為100?1000 W，超聲時間5?20 min。在該超聲參數(shù)下，可充分發(fā)揮超聲的聲空化效應(yīng)、機械振動效應(yīng)及熱效應(yīng)。超聲的聲空化效應(yīng)使得污油內(nèi)部微環(huán)境內(nèi)產(chǎn)生局部的高溫高壓，有利于水滴及浮渣的聚并與沉降；超聲機械振動效應(yīng)可使污油中的油水粒子發(fā)生相互碰撞，相同的粒子產(chǎn)生融合聚并，有有利于油水渣分離，同時會使膠質(zhì)、瀝青質(zhì)發(fā)生溶解分散，從而降低油水界面膜的強度，弱化乳化程度；超聲的熱效應(yīng)則會降低污油的粘度，降低表面張力，破壞界面膜的穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)高含渣含水污油的破乳及絮凝。在該超聲參數(shù)下，污油的破乳脫水率可提高10%?20%。
【具體實施方式】
[0016]超聲波輔助藥劑(堿酸、破乳劑及絮凝劑)對高含渣含水污油進行破乳脫水脫渣處理的方法，按照下述步驟進行:
1、取1000L高含渣含水污油置于反應(yīng)釜中，在水浴中加熱至50?90°C。
[0017]2、攪拌條件下，向污油中加入1000?3000g NaOH溶液，30 min后，達到混合均勻。
[0018]3、向污油中加入2000?18000g的H2S04溶液，攪拌使其混合均勻。
[0019]4、向污油中加入750?1750g的破乳劑，攪拌使其混合均勻。
[0020]本發(fā)明中的破乳劑采用復(fù)配型破乳劑，即油溶性破乳劑SP-2與水溶性破乳劑DF-4按質(zhì)量比1:1進行復(fù)配。
[0021]5、向污油中加入400?2000g的絮凝劑溶液，攪拌使其混合均勻。
[0022]絮凝劑為無機陽離子絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)。
[0023]6、設(shè)定超聲波參數(shù)，使污油在超聲波輻射下破乳，超聲參數(shù):超聲波頻率22?40KHz ;超聲波功率100?1000 W ;超聲水浴溫度:50?80°C ;超聲時間5?20 min。
[0024]7、將處理后的污油進行沉降分離，實現(xiàn)油、水、渣三相分離，回收原油。
[0025]步驟2、3、4、5、6均對高含渣含水污油的破乳發(fā)揮著重要的作用，能夠有效的降低污油油水界面張力，降低粘度，破壞污油的乳化體系，從而使污油達到破乳脫水脫渣的效果，提高原油回收率。步驟4中若單純的添加破乳劑對污油的破乳脫水脫渣能力十分有限，故采用步驟2、3中的堿酸先對污油進行預(yù)處理，使污油內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生形變后，再添加復(fù)配型破乳劑及絮凝劑對污油進一步進行破乳及絮凝，最后輔以超聲波處理，使污油獲得集中的聲能，進而使油水渣發(fā)生相對位移，促進油水渣的三相分離，最終實現(xiàn)污油的破乳脫水脫渣。
[0026]實例:
將1000L污油從污油罐栗入反應(yīng)釜中，加熱至80°C后，按照步驟2、3、4、5、6依次將堿液、酸液、破乳劑與絮凝劑加入反應(yīng)釜中與污油混合均勻并發(fā)生反應(yīng)，其中NaOH:2000 g，H2S04:6000 g，破乳劑:1000 g，絮凝劑PAC:1600 g。將反應(yīng)釜中的污油栗入超聲波發(fā)生器中進行超聲處理(超聲頻率為22 KHz，功率為500 W)，超聲10 min后，進入沉降分離罐中沉降分離3.0 h后，上層油進入原油回收池，中層污水進入污水池，下層渣則進入污泥池，再將渣排入離心機離心脫水后，排出底渣，水相進入污水池，再將污水池中的污水部分回用，部分則進入水處理車間處理。
【主權(quán)項】
1.一種高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:將高含渣含水污油加熱至50?90°C后，依次加入堿、酸、破乳劑和絮凝劑，在超聲波輻射處理后，經(jīng)沉降，使油、水、渣三相分離，回收原油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述堿為NaOH，NaOH與高含渣含水污油的混合比為1000?3000 mg: 1L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述酸為H2S04，比304與高含渣含水污油的混合比為2000?18000 mg: 1L。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述破乳劑與高含渣含水污油的混合比為750?1750 mg: 1L。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述絮凝劑與高含渣含水污油的混合比為400?2000 mg: 1L。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:在高含渣含水污油中加入堿，攪拌均勻后再加入酸，再攪拌均勻后加入破乳劑，再攪拌均勻后加入絮凝劑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述超聲波的頻率為22?40 KHz，功率為100?1000 W，超聲時間5?20 min。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述破乳劑由質(zhì)量比1: 1的油溶性破乳劑SP-2和水溶性破乳劑DF-4復(fù)配制成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述高含渣含水污油的處理工藝，其特征在于:所述絮凝劑為無機陽離子絮凝劑聚合氯化鋁。
【專利摘要】一種高含渣含水污油的處理工藝，涉及含渣含水污油的分離處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先采用堿液先對污油進行洗滌，使污油中的W/O、O/W/O型乳化體系轉(zhuǎn)相形成O/W型乳狀液，O/W型乳狀液的形成能夠有效降低高含渣含水污油的粘度和乳化體系的界面張力，從而有利于后續(xù)破乳劑的傳質(zhì)并充分發(fā)揮破乳作用。之后再加入硫酸，使其與環(huán)烷酸鈉發(fā)生反應(yīng)，將環(huán)烷酸鈉還原成不具有乳化作用的環(huán)烷酸，從而消除其乳化作用。然后依次添加復(fù)配型破乳劑、絮凝劑，使部分殘留在油層的浮渣進一步的絮凝沉降分離。最后利用超聲波的聲空化效應(yīng)、機械振動效應(yīng)及熱效應(yīng)處理污油，進一步脫水、脫渣和回收原油。
【IPC分類】C10G33/00, C10G33/04
【公開號】CN105419856
【申請?zhí)枴緾N201610016631
【發(fā)明人】張淮浩, 尹必躍, 胡斌, 童杰, 李丹丹, 趙靜
【申請人】揚州大學(xué)
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2016年1月12日