專利名稱：一種油泥砂的分離方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種油泥砂的分離方法。
背景技術(shù)：
伴隨著原油的開采，大量含油泥砂被攜帶出油藏，沉積在泵站的各種容器儲罐底部。這些油泥砂不能直接利用或外排，通常作為廢棄物被堆放風干或掩埋地下，既污染環(huán)境，又浪費資源，同時給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失。油泥砂中所含的油與水形成了穩(wěn)定的乳狀液，牢固地吸附在泥砂的表面和孔隙中，且粘附力隨原油平均相對分子質(zhì)量和粘度的增大而增強。目前常規(guī)的分離油泥砂的方法(通常包括焚燒法、熱洗滌法、汽提法、溶劑萃取法、化學破乳法和生物處理法等)易于處理平均相對分子質(zhì)量較低的原油形成的油泥，而對于平均相對分子質(zhì)量較高、粘度較高的原油形成的油泥砂，處理效果則不理想，且處理成本較高。近年來，有研究者將高錳酸鉀、臭氧和超聲等用于處理油泥，希望通過它們的氧化作用，氧化分解吸附在泥砂表面和孔隙中的油，從而使其脫附。例如，CN1605611公開了一種污油泥分解劑，主要由質(zhì)量分數(shù)為82. 0-86. 5%的硅酸鈉、0. 15-0. 30%的高錳酸鉀、8-12%的氯化鈉、2. 5-3. 8%的水和1. 5-2. 0%的碳酸鈣混合配制而成。該發(fā)明的原理是硅酸鈉在高錳酸鉀和氯化鈉的作用下，生成4-6價的硅酸錳鹽，硅酸錳鹽在75-80°C下，同污油泥中的雜質(zhì)反應，產(chǎn)生聚合物沉淀同原油分離。該方法雖可使固體雜質(zhì)沉淀，但無法有效將原油從雜質(zhì)中剝離出來，原油可能隨固體雜質(zhì)一同沉淀， 致使分離效果不理想。又如，CN101186421公開了一種含油泥砂的處理方法，在氣體浮選的同時進行臭氧氧化清洗。通過氣浮泵將含臭氧氣體溶入水中，并與待清洗含油污泥充分混合，使臭氧氣體以微小氣泡形態(tài)溢出，附著在水中的懸浮介質(zhì)上，與所述懸浮介質(zhì)充分接觸并發(fā)生作用，從而達到清洗含油污泥的效果。該方法將臭氧氧化清洗與氣體浮選有機結(jié)合，發(fā)揮二者的協(xié)同效應，可以有效縮短含油泥砂的處理時間和提高其凈化處理效果，使處理后的介質(zhì)達到無害化排放的目的。但該方法需要增設臭氧發(fā)生裝置，投入和運行成本相應增加，且分離效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中油泥砂的分離效率低、處理成本高的問題，提供一種新的、能實現(xiàn)油和泥砂有效且高效分離的以及低成本的油泥砂分離方法。本發(fā)明提供了一種油泥砂的分離方法，其中，所述分離方法包括在水的存在下，將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應，分離得到水相、油相和泥砂；所述氧化劑為能夠氧化油泥砂中的油并使其粘度降低的物質(zhì)；所述催化劑為能夠促使氧化劑產(chǎn)生具有強氧化性的自由基的物質(zhì)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在催化劑的催化作用下，氧化劑能夠?qū)⒏街谟湍嗌氨砻娴挠痛蠓肿硬糠钟行а趸纸鉃橛托》肿?，降低了它的相對分子質(zhì)量，從而降低了它的粘度，而使油易于從泥砂表面脫附，從而真正實現(xiàn)油和泥砂的有效、高效分離，尤其針對平均相對分子質(zhì)量較高的原油形成的油泥砂的分離。實現(xiàn)了油、泥砂和水三者的回收利用；且投資少，成本低。
具體實施例方式按照本發(fā)明，所述油泥砂的分離方法包括在水的存在下，將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應，分離得到水相、油相和泥砂；所述氧化劑為能夠氧化油泥砂中的油并使其粘度降低的物質(zhì)；所述催化劑為能夠促使氧化劑產(chǎn)生具有強氧化性的自由基的物質(zhì)。優(yōu)選情況下，所述氧化劑選自H2O2、次氯酸鈉、次氯酸鉀和二氧化氯中的一種或多種；所述催化劑選自元素周期表中過渡金屬的鹽和氧化物中的一種或多種。更優(yōu)選情況下， 所述催化劑選自Fe、Mn、Ni、Co、Cd、Cu、Ag、Cr和Si的鹽和氧化物中的一種或多種；最優(yōu)選情況下，所述催化劑選自 FeSO4、FeCl2, FeCl3> Fe (NO3)2^Fe3 (PO4)2, CuSO4、NiS04、草酸亞鐵和檸檬酸亞鐵中的一種或多種。在本發(fā)明所述的方法中，所述催化劑能夠促使氧化劑產(chǎn)生具有強氧化性的自由基，從而能夠使附著在油泥砂表面的油大分子部分有效氧化分解為油小分子，降低了它的相對分子質(zhì)量，從而降低了它的粘度，而使油易于從泥砂表面脫附，從而真正實現(xiàn)油和泥砂的有效、高效分離。此外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當與氧化劑配合使用上述最優(yōu)選的催化劑時，油泥砂的油、泥砂分離效果更佳。按照本發(fā)明，所述氧化劑和催化劑的用量的可調(diào)節(jié)范圍較寬，只要滿足能夠起到催化氧化油泥砂中油分子的作用即可，優(yōu)選情況下，所述氧化劑的用量為油泥砂中含油質(zhì)量的0. 001-0. 1%，更優(yōu)選為0. 005-0. 05% ；所述催化劑與氧化劑的物質(zhì)的量比可以為 0. 1-10，優(yōu)選為 0. 5-2。所述水主要起到介質(zhì)的作用，以便于氧化劑、催化劑與油泥砂的接觸反應，因此， 水的用量的可選擇范圍較寬，優(yōu)選情況下，水與油泥砂的質(zhì)量比可以為0.1-10，優(yōu)選為 0. 5-2。為了達到更佳的催化氧化效果，水的pH值優(yōu)選為2. 5-7. 5，更優(yōu)選為4. 0-6. 0。按照本發(fā)明，所述將油泥砂與氧化劑和催化劑接觸的方式?jīng)]有特別限定，可以采用各種方式在水的存在下將油泥砂與催化劑和氧化劑混合。例如，可以先將油泥砂與水混合，然后再與催化劑和氧化劑混合，與催化劑和氧化劑混合的順序和方式對所述催化劑和氧化劑對油泥砂的處理效果的差別不大，因此，既可以同時將油泥砂和催化劑與氧化劑混合，也可以先與催化劑與氧化劑中之一混合，再與另一物質(zhì)混合。為了使油泥砂與催化劑和氧化劑接觸的更均勻，反應的更完全，所述接觸反應優(yōu)選在攪拌或振蕩下進行，所述接觸反應的溫度可以為10-90°C，優(yōu)選為30-70°C。所述控溫方式可以為各種常規(guī)的方式，例如，可以采用電加熱器，也可以通過水進行水浴，也可以通過丙三醇進行油浴。接觸反應的時間只要保證催化劑和氧化劑與油泥砂接觸的更均勻，反應的更完全即可，優(yōu)選情況下，所述接觸反應的時間可以為5-120min，更優(yōu)選為30-60min。按照本發(fā)明，在將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應后，分離得到水相、油相和泥砂的方法可以采用本領域公知的各種常規(guī)的分離方法，例如，可以先利用重力沉降或者離心分離的方法分離出泥砂和油水相，然后再進行油水分離，得到油相和水相；或者采用氣浮法直接分離得到水相、油相和泥砂。
按照本發(fā)明，將油水相進行油水分離的方法可以采用本領域技術(shù)人員公知的各種方法，例如，氣浮法，或者在電場電壓的作用下對分離得到的油水相進行分離(所述油水相分離的過程也可以在破乳劑(例如，聚醚破乳劑)的存在下進行，所述破乳劑的用量可以參考本領域常規(guī)的破乳劑的用量，例如，以油的質(zhì)量為基準，其用量可以為10-500μ g/g)。本領域技術(shù)人員能夠根據(jù)不同的情況(例如，處理前油泥砂含水量、在水的存在下，將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應時水的用量)以及實際情況(例如，得到的油水相的狀態(tài))來選擇適當?shù)姆蛛x方法進行油水相的分離。按照本發(fā)明，為了進一步增強分離的效果，該方法還可以包括在將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應之后，在進行分離之前，或者在分離過程中將油泥砂與催化劑和氧化劑的接觸反應產(chǎn)物與破乳劑混合的步驟。所述破乳劑的種類和用量為本領域技術(shù)人員所公知，例如，所述破乳劑可以為聚醚破乳劑，例如，所述聚醚破乳劑可以選自多元醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、丙三醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、多亞乙基多胺聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、丙二醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、 十八烷基聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、乙二醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、烷基酚醛樹脂聚氧乙烯-聚氧丙烯醚、烷基酚甲醛樹脂聚氧乙烯-聚氧丙烯醚和甲苯二異腈酸有機胺聚氧乙烯-聚氧丙烯醚中的一種或多種。以油泥砂中含油質(zhì)量為基準，所述破乳劑的用量可以為 1-1000 μ g/g,優(yōu)選為 10-500 μ g/g。按照本發(fā)明，為了進一步優(yōu)化分離效果，所述方法還可以包括將分離得到的油相進行進一步脫鹽脫水的步驟。所述脫鹽脫水的方法可以采用本領域技術(shù)人員公知的各種方法，例如，在電場電壓的作用下對分離得到的油相進行脫鹽脫水(作為選擇，所述脫鹽脫水的過程也可以在破乳劑(例如，聚醚破乳劑)的存在下進行，所述破乳劑的用量可以參考本領域常規(guī)的破乳劑的用量，例如，以油的質(zhì)量為基準，其用量可以為10-500μ g/g)。按照本發(fā)明，該方法還可以包括將分離得到的水相和泥砂進行凈化的步驟。將分離得到的水相和泥砂進行凈化的方法可以采用本領域公知的方法，例如，對分離得到的水相進行凈化的方法可以包括將分離得到的水相與混凝劑混合或者將分離得到的水相進行生化處理或者將分離得到的水相進行過濾以及上述任意兩項或三項的組合；對泥砂進行凈化的方法可以包括污泥脫水和固化處理。具體操作方法和條件可以按照本領域常規(guī)的方法和條件進行，在這里不再贅述。下面將通過具體實施例對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。在下述實施例和對比例中油泥砂中含油量測定方法參照《CJ/T 221-2005城市污水處理廠污泥檢驗方法》中礦物油的測定——紅外分光光度法。油泥砂中含水量測定方法參照《CJ/T 221-2005城市污水處理廠污泥檢驗方法》中含水率的測定——重量法。分離得到的水相中含油量測定方法參照《GB/T 16488-1996水質(zhì)石油類和動植物油的測定紅外光度法》。分離得到的油相中含水量測定方法參照《GB/T 260-1977(1988)石油產(chǎn)品水分測
定法》。油相的粘度采用HAAKE VT550旋轉(zhuǎn)粘度計進行測定。
實施例1本實施例用于說明本發(fā)明提供的油泥砂的分離方法。某油田落地油泥砂，以每千克油泥砂的干基為基準，含油量為300g，粘度(50°C， 轉(zhuǎn)子MV1，剪切速率=IOiT1)為584. 3mPa · s ；含水量為油泥砂總質(zhì)量的45%。將所述油泥砂與0. 5倍于所述油泥砂質(zhì)量的水(pH為4. 5)在機械攪拌下充分混合，然后采用電加熱器控制溫度為40°C，并與過氧化氫和催化劑NiSO4混合，過氧化氫的投加質(zhì)量為油泥砂中含油質(zhì)量的0.01%，所述催化劑與氧化劑的物質(zhì)的量比為2，混合的時間為30min。向上述混合物中加入十八烷基醇聚氧乙烯-聚氧丙烯醚破乳劑(天津助劑廠生產(chǎn)的商品名稱為原油破乳劑SP-169)(以油泥砂中油的質(zhì)量為基準，破乳劑的加入量為 10yg/g)，并利用離心分離的方法(離心機型號LW300X1350;分離時間30min)分離出泥砂和油水相，然后利用氣浮的方法對油水相進行分離，得到油相和水相，其中，油相粘度 (50°C，轉(zhuǎn)子MV1，剪切速率10s—1)為253. 3mPa · s，較處理前降低了 56. 65%，油相含水的質(zhì)量分數(shù)為0.04%，原油回收率為96% (所述原油回收率為分離后得到的油相質(zhì)量占處理前油泥砂中油質(zhì)量的比例)；水相中油含量為10mg/L ；泥砂中所含水的質(zhì)量分數(shù)為10%。對比例1本對比例用于說明現(xiàn)有技術(shù)的油泥砂的分離方法。按照實施例1的方法對油泥砂進行分離，不同的是，在離心分離之前，不加入催化劑和氧化劑，其它條件與實施例1相同。按照本發(fā)明的實施例1的方法與對比例1的方法得到的分離后的泥砂的含油量如表ι所示。表 權(quán)利要求
1.一種油泥砂的分離方法，其特征在于，所述分離方法包括在水的存在下，將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應，分離得到水相、油相和泥砂；所述氧化劑為能夠氧化油泥砂中的油并使其粘度降低的物質(zhì)；所述催化劑為能夠促使氧化劑產(chǎn)生具有強氧化性的自由基的物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氧化劑選自H2O2、次氯酸鈉、次氯酸鉀和二氧化氯中的一種或多種；所述催化劑選自元素周期表中的過渡金屬的金屬鹽和金屬氧化物中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述催化劑選自Fe、Mn、Ni、Co、Cd、Cu、Ag、 Cr和Si的鹽和氧化物中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述催化劑選自FeS04、FeCl2,FeCl3> Fe (NO3) 2、Fe3 (PO4)2, CuSO4, NiSO4、草酸亞鐵和檸檬酸亞鐵中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述氧化劑的用量為油泥砂中含油質(zhì)量的 0. 001-0. 1%，所述催化劑與氧化劑的物質(zhì)的量比為0. 1-10。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述水與油泥砂的質(zhì)量比為0.1-10，水的pH為 2 · 5 rJ · 5 ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述接觸反應在攪拌或振蕩下進行，接觸反應的溫度為10_90°C，接觸反應的時間為5-120min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，該方法還包括在將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應之后，在進行分離之前，或者在分離過程中將油泥砂與催化劑和氧化劑的接觸反應產(chǎn)物與破乳劑混合的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述破乳劑為聚醚破乳劑，以油泥砂中含油質(zhì)量為基準，所述破乳劑的用量為1-1000 μ g/g。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，分離得到水相、油相和泥砂的方法包括先采用重力沉降或者離心分離的方法分離得到泥砂和油水相，然后再進行油水分離，得到油相和水相；或者采用氣浮法直接分離得到水相、油相和泥砂。
全文摘要
油泥砂的分離方法，其中，所述分離方法包括在水的存在下，將油泥砂與催化劑和氧化劑接觸反應，分離得到水相、油相和泥砂；所述氧化劑為能夠氧化油泥砂中的油并使其粘度降低的物質(zhì)；所述催化劑為能夠促使氧化劑產(chǎn)生具有強氧化性的自由基的物質(zhì)。本發(fā)明提供的油泥砂的分離方法能夠顯著降低得到的泥砂中的油含量，從而能夠真正實現(xiàn)有效、高效的分離油泥砂中的油、泥砂以及水。
文檔編號C02F103/10GK102276127SQ201010202999
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者侯鈺, 李本高 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院