一種利用稠油油泥制備的瀝青-礦物復(fù)合材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用稠油油泥制備瀝青—礦物復(fù)合材料的方法，包括：稠油油泥與軟化點調(diào)節(jié)劑混合后進行高溫熔融，停止加熱后，加入脆性材料，利用前二者混合物的余溫將其熔化，攪拌至均勻流體后進行驟然冷卻，再經(jīng)干燥、粉碎等步驟制成瀝青—礦物復(fù)合材料，本發(fā)明提供的方法在稠油油泥無害化基礎(chǔ)上實現(xiàn)其資源化利用，降低環(huán)境污染的同時能夠創(chuàng)造一定經(jīng)濟價值；本發(fā)明還公開了一種采用該方法制備的瀝青—礦物復(fù)合材料，所得產(chǎn)品可應(yīng)用于防水卷材、道路瀝青、廢橡膠粉再生和油田化學(xué)品等多種領(lǐng)域，無二次污染。
【專利說明】一種利用稠油油泥制備的瀝青-礦物復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稠油油泥的資源化利用領(lǐng)域，特別涉及一種石油工業(yè)中稠油開采及含稠油污水處理過程中產(chǎn)生的稠油油泥的無害化及資源化利用。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油油泥主要來源于稠油油田原油開采過程中及油田集輸過程中產(chǎn)生的含油污泥，主要包括油田污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的隔油池底泥、罐底泥、浮渣底泥和污水生化處理后的剩余活性污泥。稠油油泥中膠質(zhì)和浙青質(zhì)組分含量高，以膠體形式結(jié)合存在的粘土礦物含量也比較高，這兩類物質(zhì)是稠油油泥的最主要非水組分，其粘度大，密度大，不易脫水，而常用的含油污泥處理方法，如干燥減量、溶劑萃取、汽提、淋洗、溶劑萃取-超聲分離、焚燒、氧化、生物修復(fù)、微生物破乳等，不適宜處理稠油油泥。
[0003]稠油油泥成分復(fù)雜，屬于多相體系，其中含有大量的老化原油、蠟質(zhì)、浙青質(zhì)、膠體和固體懸浮物、細(xì)菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物及少量重金屬、氧化劑和鹽類等。同時稠油開采和稠油污水處理過程中加入了大量除油劑、有機和無機絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺菌劑等水處理藥劑，其中固相以粘土類礦物雜質(zhì)為主；液相部分主要為乳化充分的乳液，形態(tài)為水包油(0/W)或油包水(W/0)。由于稠油油泥的組成和性質(zhì)復(fù)雜，處理難度大，同時又具有低營養(yǎng)物、低滲透性、營養(yǎng)物和氧氣分布不均勻等特點，故其穩(wěn)定性差，容易腐敗和產(chǎn)生惡臭，特別是其中的苯系物、酚、芘等具有惡臭味和毒性的物質(zhì)危害極大，屬于我國《國家危險廢物名錄》(2008年版)中規(guī)定的HW08類有機危險廢棄物，嚴(yán)重威脅到人民的生活和健康。
[0004]傳統(tǒng)含油污泥處理模式主要包括以下幾種:①固化，采用水泥等材料將稠油油泥固化后填埋，減少對環(huán)境的危害；②離心，針對固體含量高的油泥，雖然經(jīng)此處理后油泥中含油量仍很高，但可以回收部分原油；③脫水、焚燒，該方法較為徹底地解決油泥污染，但存在設(shè)備耗能高，原油資源浪費等現(xiàn)象，并難以保證設(shè)備的長期運行。
[0005]近年來國內(nèi)外處理含油污泥時涉及到的技術(shù)主要包括污泥預(yù)處理、熱處理、溶劑萃取處理、生物處理和綜合利用等。例如美國專利US Pat.6673231使用熱原油沖洗罐底泥，再進行蒸餾處理，其處理效果好，但成本昂貴，且能耗大。中國專利CN200710145460發(fā)明公開了一種含油污泥處理方法，包括濃縮處理，絮凝-離心脫水以及干化處理等步驟，其工藝過程繁瑣，耗時長，雖實現(xiàn)了環(huán)境效益，但沒有經(jīng)濟效益。中國專利CN201110080196公開了含油污泥集中處理和資源化利用的處理方法，該方法經(jīng)過多步脫水分離得到泥餅和污水，作為型煤拌合料利用，但該方法往返循環(huán)步驟過多，裝置成本過高。世界專利W02011074007和美國專利US Pat.2008264856分別對含油污泥進行生物除污，利用微生物進行除油處理，但成本較高，過程不易控制。世界專利W02009028518、中國專利CN201338974和美國專利US Pat.20060012970分別研究設(shè)計了幾種不同的含油污泥的處理裝置，此類方法初始投資較大，時效性不強，處理效果不穩(wěn)定，因油而異。[0006]中國專利CN101045600A提供了一種稠油油泥浙青化的處理方法，技術(shù)方案包括:
(1)取經(jīng)預(yù)處理后隔油、浮選產(chǎn)生的稠油油泥，放置于間歇式攪拌反應(yīng)釜中，在機械攪拌下升溫進行加熱，同時開啟真空泵，在減壓下進行蒸餾，引出水蒸汽、油氣，然后冷凝回收；
(2)溫度達到330~370°C時，保持該溫度直至釜內(nèi)不餾出油氣停止加溫，取出釜內(nèi)剩余物質(zhì)，冷卻成型得浙青化產(chǎn)物。但上述工藝存在以下幾方面缺陷:①稠油油泥中的水分、油分和固體已形成穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，低溫下不易蒸餾，加工過程中溫度需要高達370°C，因此，高溫反應(yīng)造成的高能耗會導(dǎo)致成本居高不下，同時，高溫加工還會導(dǎo)致作為浙青最主要性能的粘合力將會大大降低，從而嚴(yán)重?fù)p害浙青品質(zhì)；②上述方法所得浙青化產(chǎn)物產(chǎn)率低，不足30% ;③由于所獲浙青化產(chǎn)物產(chǎn)量小、品質(zhì)低，其經(jīng)濟性并不理想。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明人經(jīng)銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，利用稠油油泥中高含量的膠質(zhì)與浙青質(zhì)組分以及所含的粘土礦物膠體可以制備一種具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用價值的浙青一礦物復(fù)合材料，以實現(xiàn)廢棄資源的綜合利用，其組成為稠油油泥、軟化點調(diào)節(jié)劑和脆性材料，其經(jīng)共混熔融、驟冷和粉碎后制成浙青一礦物復(fù)合材料，具體地，本發(fā)明提供以下幾方面:
[0008]第一方面，本發(fā)明提供一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料，其特征在于，由包括以下重量配比的成分制成:
[0009]稠油油泥:40~80份；
[0010]軟化點調(diào)節(jié)劑: 10~30份；
[0011 ] 脆性材料:5~20份，
[0012]其中，
[0013]所述稠油油泥為石油工業(yè)稠油開采過程中含油污水處理聯(lián)合站外排的含稠油的污泥；
[0014]所述脆性材料選自:油溶性石油樹脂、褐煤或其混合物；
[0015]所述軟化點調(diào)節(jié)劑選自:天然的或人工合成的松香樹脂、脫水雜醇、高軟化點浙青、生物碳、木質(zhì)素和腐植酸中的一種或幾種任意比例形成的混合物，其中，
[0016]所述高軟化點浙青為軟化點高于150°C的浙青；
[0017]所述生物碳為由動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑或麥秸桿等有機副產(chǎn)物加工而成的多孔生物碳；
[0018]所述脫水雜醇為由碳原子數(shù)大于2的脂肪族醇類經(jīng)脫水反應(yīng)后得到的產(chǎn)物；
[0019]所述浙青一礦物復(fù)合材料通過以下步驟制備而得:
[0020](1)按上述重量配比稱取稠油油泥和軟化點調(diào)節(jié)劑均勻混合，混合后在熔融溫度為80~200°C的條件下進行熔融；
[0021 ] ( 2)在步驟(1)中混合物達到熔融態(tài)后，停止加熱，立即加入脆性材料，利用混合物的余溫將脆性材料熔化，攪拌至呈均勻流體后在常溫水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；
[0022]( 3)將經(jīng)過步驟(2)中得到的復(fù)合材料本體進行自然干燥，待干燥后粉碎成粒徑為60~100目的粉體顆粒。[0023]第二方面，本發(fā)明提供上述一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量配比的成分:
[0024]稠油油泥:55~75份；
[0025]軟化點調(diào)節(jié)劑: 15~22份；
[0026]脆性材料:10~15份；
[0027]步驟(1)中所述熔融溫度為100~150°C ；
[0028]步驟(3)中所述粉碎過程在鼓風(fēng)冷卻粉碎機中進行；
[0029]所述高軟化點浙青為軟化點高于180°C的浙青。
[0030]第三方面，本發(fā)明提供上述一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料，其特征在于，所述高軟化點浙青為軟化點190~260°C的浙青，選自:產(chǎn)自新疆、四川、伊朗等地的天然浙青中的一種或幾種任意比例形成的混合物。
[0031]第四方面，本發(fā)明提供一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0032](I)稱取稠油油泥和軟化點調(diào)節(jié)劑均勻混合，混合后在熔融溫度為80~200°C的條件下進行熔融；
[0033](2)在步驟(1)中混合物達到熔融態(tài)后，停止加熱，立即加入脆性材料，利用混合物的余溫將脆性材料熔化，攪拌至呈均勻流體后在常溫水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；
`[0034]( 3)將經(jīng)過步驟(2)中得到的復(fù)合材料本體進行自然干燥，待干燥后粉碎成粒徑為60~100目的粉體顆粒，
[0035]其中，
[0036]所述稠油油泥為石油工業(yè)稠油開采過程中含油污水處理聯(lián)合站外排的含稠油污泥；
[0037]所述脆性材料選自:油溶性石油樹脂、褐煤或其混合物；
[0038]所述軟化點調(diào)節(jié)劑選自:天然的或人工合成的松香樹脂、脫水雜醇、高軟化點浙青、生物碳、木質(zhì)素和腐植酸中的一種或幾種任意比例形成的混合物，其中，
[0039]所述高軟化點浙青為軟化點高于150°C的浙青；
[0040]所述生物碳為由動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑或麥秸桿等有機副產(chǎn)物加工而成的多孔生物碳；
[0041]所述脫水雜醇為，由碳原子數(shù)大于二的脂肪族醇類經(jīng)脫水反應(yīng)后得到的產(chǎn)物。
[0042]第五方面，本發(fā)明提供上述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，
[0043]步驟(1)中所述熔融溫度為100~150°C ；
[0044]步驟(3)中所述粉碎過程在鼓風(fēng)冷卻粉碎機中進行；
[0045]所述高軟化點浙青為軟化點高于180°C的浙青。
[0046]第六方面，本發(fā)明提供上述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述高軟化點浙青為軟化點190~260°C的浙青，選自:產(chǎn)自新疆、四川、伊朗等地的天然浙青中的一種或幾種任意比例形成的混合物。
[0047]第七方面，本發(fā)明提供上述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下重量配比的成分:
[0048]稠油油泥:40~80份；
[0049]軟化點調(diào)節(jié)劑: 10~30份；
[0050]脆性材料:5~20份。
[0051]第八方面，本發(fā)明提供上述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下重量配比的成分:
[0052]稠油油泥:55~75份；
[0053]軟化點調(diào)節(jié)劑: 15~22份；
[0054]脆性材料:10~15份。
[0055]第九方面，本發(fā)明提供一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料用于防水卷材、路用浙青和廢橡膠再生的用途。
[0056]第十方面，本發(fā)明提供一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料用于石油鉆井防塌劑的用途。
[0057]根據(jù)本發(fā)明提供的一種利用稠油油泥制備浙青-礦物復(fù)合材料的方法及通過該方法制備的浙青礦物復(fù)合材料，具有如下有益效果:
[0058](I)本發(fā)明提供的方法，可有效利用石油工業(yè)中稠油開采及含稠油污水處理過程中產(chǎn)生的稠油油泥，制備出具有實用價值的產(chǎn)品，實現(xiàn)有毒有害物質(zhì)的無害化處理，并變廢為寶；
[0059](2)與傳統(tǒng)處理方法相比，本發(fā)明提供的方法，對于處理稠油油泥具有生產(chǎn)工藝簡單，實施方便易行，實用性強，可大規(guī)模推廣至石油開采行業(yè)中；
[0060](3)本發(fā)明方法廢棄物利用率高，在無害化基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源化利用生產(chǎn)，降低環(huán)境污染的同時創(chuàng)造一定經(jīng)濟價值；
[0061](4)根據(jù)本發(fā)明提供的方法制備的浙青-礦物復(fù)合材料約含三分之二的膠質(zhì)和浙青質(zhì)等油溶性烴類物質(zhì)，含三分之一超微細(xì)無機礦物粉體，可廣泛應(yīng)用于防水卷材、路用浙青、廢橡膠再生和石油鉆井防塌劑等；
[0062](5)將稠油油泥制備成具有較高附加值的浙青一礦物復(fù)合材料，避免了將油泥單獨或與煤炭混合當(dāng)作燃料低價值焚燒，并且避免了在燃燒過程中產(chǎn)生的會造成嚴(yán)重環(huán)境污染的含有二噁英的有毒有害氣體。
【具體實施方式】
[0063]以下通過實施例來進一步解釋或說明本
【發(fā)明內(nèi)容】
。但所提供的實施例不應(yīng)被理解為對本發(fā)明保護范圍構(gòu)成限制。
[0064]本發(fā)明提供一種利用稠油油泥制備的浙青-礦物復(fù)合材料，其包括以下重量配比的成分:
[0065]稠油油泥:40~80份；
[0066]軟化 點調(diào)節(jié)劑: 10~30份；
[0067]脆性材料:5~20份，
[0068]優(yōu)選地,包括以下重量配比的成分:
[0069]稠油油泥:55~75份；[0070]軟化點調(diào)節(jié)劑: 15~22份；
[0071]脆性材料:10~15份。
[0072]其中，
[0073]所述稠油油泥為石油工業(yè)稠油開采過程中含油污水處理聯(lián)合站外排的含稠油的污泥；
[0074]所述脆性材料選自:油溶性石油樹脂，例如，10號油溶樹脂、16號油溶樹脂，但所述油溶樹脂不僅于所列舉的油溶樹脂實例；褐煤或其混合物。在制備浙青-礦物復(fù)合材料過程中加入脆性材料，可以使所制備的浙青-礦物復(fù)合材料在常溫下能夠通過風(fēng)冷粉碎機將其粉碎成便于使用的粉體材料。
[0075]所述軟化點調(diào)節(jié)劑選自:天然的或人工合成的松香樹脂、脫水雜醇、高軟化點浙青、生物碳、木質(zhì)素和腐植酸中的一種或幾種任意比例形成的混合物。
[0076]具有高軟化點的稠油油泥制備出的浙青-礦物復(fù)合材料在常溫下能夠呈現(xiàn)出類似浙青的固體復(fù)合材料特性，而低軟化點的稠油油泥制備出的浙青-礦物復(fù)合材料則無此特性，然而，本發(fā)明用作原料的稠油油泥中存在大量的軟化點較低的膠質(zhì)和浙青質(zhì)組分，因此需要加入高軟化點材料以調(diào)高稠油油泥的軟化點，從而制備出所需的浙青-礦物復(fù)合材料，此外，由于稠油油泥的軟化點較低，在高溫熔融過程中易發(fā)生碳化反應(yīng)等不利副反應(yīng)，為避免此類副反應(yīng)的發(fā)生，在熔融過程中加入軟化點調(diào)節(jié)劑，從而提高稠油油泥的軟化點。本發(fā)明選擇的高軟化點浙青為軟化點高于150°C的浙青，優(yōu)選的為高于180°C，更優(yōu)選的軟化點為190~260°C。
[0077]生物碳的是一種脆性的有機碳，向稠油油泥中加入生物碳既有利于提高所制備的浙青-礦物復(fù)合材料的軟化點，也有利于增加所制備的浙青-礦物復(fù)合材料的脆性，從而便于后續(xù)浙青-礦物復(fù)合材料的粉碎。本發(fā)明優(yōu)選的生物碳為由動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑或麥秸桿等有機副產(chǎn)物加工而成的多孔生物碳。
[0078]脫水雜醇是一種由生物醇工業(yè)副產(chǎn)物的混合而成的多元醇，其主要成分為二元醇、三元醇及其低分子聚合物。在高溫條件下，雜醇中所含的豐富的羥基與膠質(zhì)、浙青質(zhì)中所含的羧基、胺基等發(fā)生酯化和(或)交聯(lián)化學(xué)反應(yīng)，生成具有更高分子量的網(wǎng)狀稠環(huán)大分子，這種稠環(huán)大分子可增強膠質(zhì)、浙青質(zhì)的粘接性和韌性，改善所制備的復(fù)合材料的粘彈性，使其真正具有類似浙青的粘彈特性。本發(fā)明選擇的脫水雜醇為由碳原子數(shù)大于2的脂肪族醇類經(jīng)脫水反應(yīng)后得到的產(chǎn)物，例如主要由乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇及其低聚物組成的混合物，但不限于所列舉的脫水雜醇實例。
[0079]本發(fā)明提供一種利用稠油油泥制備浙青-礦物復(fù)合材料的方法，具體地，包括以下步驟:
[0080](1)稱取稠油油泥和軟化點調(diào)節(jié)劑均勻混合，混合后在熔融溫度為80~200°C的條件下進行熔融；
[0081 ] ( 2)在步驟(1)中混合物達到熔融態(tài)后，停止加熱，立即加入脆性材料，利用混合物的余溫將脆性材料熔化，攪拌至呈均勻流體后在常溫水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；
[0082]( 3)將經(jīng)過步驟(2)中得到的復(fù)合材料本體進行自然干燥，待干燥后粉碎成粒徑為60~100目的粉體顆粒。[0083]稠油油泥是石油工業(yè)在稠油開采中產(chǎn)生的廢棄物，常溫下為固態(tài)或半固態(tài)，其中含有大量膠質(zhì)和浙青質(zhì)物質(zhì)，具有凝固點高、粘度大、密度大及油水密度差小等特點，當(dāng)溫度在其熔點以上，即80°C以上時，可與軟化點調(diào)節(jié)劑相互熔融，形成勻相混合物，而脆性材料選自油溶性石油樹脂、褐煤或其混合物，其熔點較稠油油泥及軟化點調(diào)節(jié)劑低，因此可在前二種組分熔融混合均勻后加入脆性材料，憑借其余熱即可實現(xiàn)脆性材料的熔融，從而節(jié)約能源成本；然而，熔融溫度不宜過高，當(dāng)溫度高于200°C時，稠油油泥會發(fā)生碳化反應(yīng)，從而導(dǎo)致復(fù)合材料產(chǎn)品性能的降低。
[0084]采用本發(fā)明所制備的復(fù)合材料本體，在從反應(yīng)釜內(nèi)放出時應(yīng)該經(jīng)歷一個驟冷過程。該驟冷過程可使熔融混合后的液態(tài)復(fù)合材料本體快速凝固成為固態(tài)復(fù)合材料，有利于后續(xù)的粉碎步驟的操作，提高生產(chǎn)效率；同時，在驟冷過程中，由于包裹在熔融液態(tài)復(fù)合材料中的水蒸汽不能及時溢出而在固態(tài)復(fù)合材料中形成多孔結(jié)構(gòu)，從而提高了復(fù)合材料的疏松脆性，使制得的浙青-礦物復(fù)合材料更容易被粉碎，從而可以方便地制得適用于各種工況的浙青-礦物復(fù)合粉體材料。 [0085]本發(fā)明還提供了基于以上方法制備的浙青一礦物復(fù)合材料用于防水卷材、路用浙青、廢橡膠再生和石油鉆井防塌劑的用途。
[0086]本發(fā)明提供的利用稠油油泥制備浙青-礦物復(fù)合材料的方法及通過該方法制備的浙青礦物復(fù)合材料，具有以下優(yōu)點:
[0087]第一，本發(fā)明提供的方法，可有效利用石油工業(yè)中稠油開采及含稠油污水處理過程中產(chǎn)生的稠油油泥，制備出具有實用價值的產(chǎn)品，實現(xiàn)有毒有害物質(zhì)的無害化處理，并變廢為寶；
[0088]第二，與傳統(tǒng)處理方法相比，本發(fā)明提供的方法，對于處理稠油油泥具有生產(chǎn)工藝簡單，實施方便易行，實用性強，可大規(guī)模推廣至石油開采行業(yè)中；
[0089]第三，本發(fā)明方法廢棄物利用率高，在無害化基礎(chǔ)上實現(xiàn)資源化利用生產(chǎn)，降低環(huán)境污染的同時創(chuàng)造一定經(jīng)濟價值；
[0090]第四，根據(jù)本發(fā)明提供的方法制備的浙青-礦物復(fù)合材料約含三分之二的膠質(zhì)和浙青質(zhì)等油溶性烴類物質(zhì)，含三分之一超微細(xì)無機礦物粉體，可廣泛應(yīng)用于防水卷材、路用浙青、廢橡膠再生和石油鉆井防塌劑等；
[0091]第五，將稠油油泥制備成具有較高附加值的浙青一礦物復(fù)合材料，避免了將油泥單獨或與煤炭混合當(dāng)作燃料低價值焚燒，并且在燃燒過程中會產(chǎn)生造成嚴(yán)重環(huán)境污染的含有二噁英的有毒有害氣體，使稠油油泥作為一種寶貴資源得到充分利用，實現(xiàn)“變廢為寶”與資源的清潔循環(huán)利用。
[0092]實施例
[0093]實施例1中所用高軟化點浙青:新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團農(nóng)7師137團天然浙青礦生產(chǎn)的天然浙青，油溶率96%，軟化點(環(huán)球法)160~190°C，密度(25°C ) 1.04g/cm3,開口閃點>3500C,各主要組分含量為飽和烴2%~3%，芳香烴4~11%，浙青質(zhì)32%~64%，膠質(zhì)30%~54% ；
[0094]實施例1中所用油溶性樹脂:淄博齊邦樹脂廠生產(chǎn)的10號C9石油樹脂，軟化點80~130°C，油溶率98% ；
[0095]實施例2中所用松香樹脂:天津市北辰區(qū)慶輝林化產(chǎn)品有限公司生產(chǎn)的Prol2991816松香樹脂，軟化點100~120。。；
[0096]實施例2中所用褐煤:內(nèi)蒙古霍煤中科腐植酸科技有限責(zé)任公司生產(chǎn)的褐煤粉，腐植酸含量70% ；
[0097]實施例3中所用脫水雜醇:沈陽柳曉杰化工廠生產(chǎn)的脫水雜醇油，主要成分為乙 二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇及其低聚物的混合物；
[0098]實施例3中所用油溶性樹脂:淄博齊邦樹脂廠生產(chǎn)的16號C9石油樹脂，軟化點80~130°C，油溶率95% ；
[0099]實施例4中所用馬夫隆樹脂:深圳市吉田化工有限公司生產(chǎn)的古馬隆樹脂，軟化點70~1050C，油溶率98% ；
[0100]實施例4中所用植物浙青:上海大成公司生產(chǎn)的VGA-VA270植物浙青，軟化點80°C，運動粘度(60°C)> 230 帕?秒，揮發(fā)性(163。。X3h) ( 1，密度(25°C )=1.268g/cm3，水分< 1%。
[0101]以下各實施例所用的稠油油泥為遼河油田華油集團稠油油泥處理廠的均化脫水稠油油泥樣。但是，容易理解，對于組成類似的其他稠油油田產(chǎn)生的稠油油泥，本發(fā)明技術(shù)也同樣適用。實施例1
[0102](I)稱取240kg稠油油泥，80kg高軟化點天然浙青均勻混合后，在200°C高溫下進行熔融；
[0103](2)熔融60分鐘后停止加熱，加入40kg作為脆性材料的10號油溶樹脂，利用高溫稠油油泥的余熱，使10號油溶樹脂熔化，攪拌至均勻流體后在常溫清水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；
[0104](3 )將步驟(2 )中制得的復(fù)合材料本體在陰涼通風(fēng)處中進行自然干燥后，鼓風(fēng)冷卻粉碎機粉碎至粒度為100目粉體顆粒，得到實施例1樣品。
[0105]實施例2
[0106](I)稱取240kg稠油油泥，IOOkg松香樹脂在140°C高溫下進行熔融；
[0107](2)熔融I小時后停止加熱，加入80kg作為脆性材料的褐煤，利用高溫稠油油泥的余熱，使褐煤熔化，攪拌至均勻流體后于常溫清水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；
[0108](3 )將步驟(2 )中制得的復(fù)合材料前體在陰涼通風(fēng)處中進行自然干燥后，鼓風(fēng)冷卻粉碎機粉碎至粒度為80目粉體顆粒，得到實施例2樣品。
[0109]實施例3
[0110](I)稱取240kg稠油油泥，60kg脫水雜醇在120°C高溫下進行熔融；
[0111](2)熔融40分鐘后停止加熱，加入60kg作為脆性材料的16號油溶樹脂，利用高溫稠油油泥的余熱，使16號油溶樹脂熔化，攪拌至均勻流體后在常溫清水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；
[0112](3 )將步驟(2 )中制得的復(fù)合材料本體在陰涼通風(fēng)處中進行自然干燥后，鼓風(fēng)冷卻粉碎機粉碎至粒度為60目粉體顆粒，得到實施例3樣品。
[0113]實施例4
[0114](I)稱取240kg稠油油泥，60kg馬夫隆樹脂在100°C高溫下進行熔融；
[0115](2)熔融I小時后停止加熱，加入IOOkg植物浙青，利用高溫稠油油泥的余熱，使植物浙青熔化，攪拌至均勻流體后在于常溫清水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體；[0116](3 )步驟(2 )中制得的復(fù)合材料前體在陰涼通風(fēng)處中進行自然干燥后，鼓風(fēng)冷卻粉碎機粉碎至粒度為100目粉體顆粒，得到實施例4樣品。
[0117]實驗例
[0118]本實驗例所用樣品均選自上述實施例1~4。
[0119]實驗例I細(xì)度檢測
[0120]稱取試樣50.00g，放在30目標(biāo)準(zhǔn)篩中，迅速震動標(biāo)準(zhǔn)篩直至試樣不再漏下為止，稱量篩余物質(zhì)量，按以下公式計算細(xì)度:
[0121]5 = —X 100%
m
[0122]式中:S——細(xì)度(％);
[0123]ml——篩余物質(zhì)量(g);
[0124]m——稱取試樣質(zhì)量(g)。
[0125]實驗例2油溶率檢測
[0126](I)取0.2~0.3g脫 脂棉、一張擦鏡紙、一段線置于稱量瓶中，在105°C下烘干至恒重，備用；
[0127](2)把(I)中的擦鏡紙對折，平鋪在稱量紙上，再把脫脂棉均勻平鋪在擦鏡紙中部，稱取研細(xì)并經(jīng)篩孔邊長為0.28mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩過的試樣0.5g，放置于脫脂棉中心；
[0128](3)將(2)中的試樣用脫脂棉包嚴(yán)，再用擦鏡紙把棉花包卷嚴(yán)，最后用(I)中的線把試樣包纏好，包樣過程中不能有試樣外漏，包好的試樣包不能明顯看見樣品，將試樣包放入抽提器內(nèi)的樣品杯中，樣品杯掛在抽提器內(nèi)微型冷凝管下方；
[0129](4)向抽提器中注入250mL四氯化碳(沸點76.8°C )后，將抽提器放入電熱套內(nèi)加熱至80°C并保持沸騰狀態(tài)，待流出液無色為止；
[0130](5)取出樣品杯，將包有樣品的紙卷置于干燥箱中，在105°C下干燥2h，取出放入干燥器中，常溫冷卻30min后稱量；
[0131](6)按以下公式計算油溶率:
m ?_ /77
[0132]Wo = -X~-XlOO
[0133]式中-X-油溶率(％)；
[0134]m7-試樣質(zhì)量(g);
[0135]m8——脫脂棉、擦鏡頭紙及試樣質(zhì)量(g);
[0136]m9—脫脂棉、擦鏡頭紙及殘留物質(zhì)量(g )。
[0137]實驗例3軟化點檢測
[0138]將試樣在280°C下灼燒30min后按GB/T4507 — 84 (即環(huán)球法)進行軟化點測定。
[0139]本實驗例所用試樣為實施例1~例4中所制備。
[0140]理化性能檢測結(jié)果如下表1所示:
[0141]表1實施例樣品理化性能質(zhì)量檢測結(jié)果
[0142]
【權(quán)利要求】
1.一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料，其特征在于，由包括以下重量配比的成分制成: 稠油油泥:40~80份； 軟化點調(diào)節(jié)劑: 10~30份； 脆性材料:5~20份， 其中， 所述稠油油泥為石油工業(yè)稠油開采過程中含油污水處理聯(lián)合站外排的含稠油的污泥； 所述脆性材料選自:油溶性石油樹脂、褐煤或其混合物； 所述軟化點調(diào)節(jié)劑選自:天然的或人工合成的松香樹脂、脫水雜醇、高軟化點浙青、生物碳、木質(zhì)素和腐植酸中的一種或幾種任意比例形成的混合物，其中， 所述高軟化點浙青為軟化點高于150°C的浙青； 所述生物碳為由動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑或麥秸桿等有機副產(chǎn)物加工而成的多孔生物碳； 所述脫水雜醇為由碳原子數(shù)大于2的脂肪族醇類經(jīng)脫水反應(yīng)后得到的產(chǎn)物； 所述浙青一礦物復(fù)合材料通過以下方法制備而得: (1)按上述重量配比稱取稠油`油泥和軟化點調(diào)節(jié)劑均勻混合，混合后在熔融溫度為80~200°C的條件下進行熔融； (2)在步驟(1)中混合物達到熔融態(tài)后，停止加熱，立即加入脆性材料，利用混合物的余溫將脆性材料熔化，攪拌至呈均勻流體后在常溫水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體； (3)將經(jīng)過步驟(2)中得到的復(fù)合材料本體進行自然干燥，待干燥后粉碎成粒徑為60~100目的粉體顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料，其特征在于，包括以下重量配比的成分: 稠油油泥:55~75份； 軟化點調(diào)節(jié)劑: 15~22份； 脆性材料:10~15份； 步驟(1)中所述熔融溫度為100~150°C ； 步驟(3)中所述粉碎過程在鼓風(fēng)冷卻粉碎機中進行； 所述高軟化點浙青為軟化點高于180°C的浙青。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料，其特征在于，所述高軟化點浙青為軟化點190~260°C的浙青，選自:產(chǎn)自新疆、四川、伊朗等地的天然浙青中的一種或幾種任意比例形成的混合物。
4.一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)稱取稠油油泥和軟化點調(diào)節(jié)劑均勻混合，混合后在熔融溫度為80~200°C的條件下進行熔融； (2)在步驟(1)中混合物達到熔融態(tài)后，停止加熱，立即加入脆性材料，利用混合物的余溫將脆性材料熔化，攪拌至呈均勻流體后在常溫水中進行驟然冷卻，得到復(fù)合材料本體； (3)將經(jīng)過步驟(2)中得到的復(fù)合材料本體進行自然干燥，待干燥后粉碎成粒徑為60~100目的粉體顆粒， 其中， 所述稠油油泥為石油工業(yè)稠油開采過程中含油污水處理聯(lián)合站外排的含稠油的污泥； 所述脆性材料選自:油溶性石油樹脂、褐煤或其混合物； 所述軟化點調(diào)節(jié)劑選自:天然的或人工合成的松香樹脂、脫水雜醇、高軟化點浙青、生物碳、木質(zhì)素和腐植酸中的一種或幾種任意比例形成的混合物，其中， 所述高軟化點浙青為軟化點高于150°C的浙青； 所述生物碳為由動物糞便、動物骨頭、植物根莖、木屑或麥秸桿等有機副產(chǎn)物加工而成的多孔生物碳； 所述脫水雜醇為，由碳原子數(shù)大于2的脂肪族醇類經(jīng)脫水反應(yīng)后得到的產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于， 步驟(1)中所述熔融溫度為100~150°C ； 步驟(3)中所述粉碎過程在鼓風(fēng)冷卻粉碎機中進行； 所述高軟化點浙青為軟化點高于180°C的浙青。`
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述高軟化點浙青為軟化點190~260°C的浙青，選自:產(chǎn)自新疆、四川、伊朗等地的天然浙青中的一種或幾種任意比例形成的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下重量配比的成分: 稠油油泥:40~80份； 軟化點調(diào)節(jié)劑: 10~30份； 脆性材料:5~20份。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種利用稠油油泥制備浙青一礦物復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下重量配比的成分: 稠油油泥:55~75份； 軟化點調(diào)節(jié)劑: 15~22份； 脆性材料:10~15份。
9.一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料用于防水卷材、路用浙青和廢橡膠再生的用途。
10.一種利用稠油油泥制備的浙青一礦物復(fù)合材料用于石油鉆井防塌劑的用途。
【文檔編號】C08L57/02GK103554936SQ201310567507
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】周風(fēng)山, 張以河, 宋啟輝, 仝坤, 劉建中, 王煥娜, 孟祥海, 曹燦, 李德華, 張皓, 王恩旭 申請人:遼河石油勘探局, 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）