
石油勘探、開采、生產(chǎn)、運輸?shù)冗^程中會產(chǎn)生大量含油污泥(簡稱油泥),油泥是高污染物。隨著全球環(huán)境日益惡化,人類對自身的生存環(huán)境越來越重視,各國對環(huán)保的要求越來越高,如何回收油泥中的原油及其無害化處理是目前研究的熱點。在全 范圍內(nèi)含油污泥的處理方法有:焚燒、溶劑萃取、調(diào)質(zhì)-機械分離處理技術(shù)、化學(xué)破乳、地耕法、生物泥漿反應(yīng)器法、固化制磚、回灌調(diào)剖技術(shù)等。本文采用調(diào)質(zhì)-機械分離處理技術(shù)及化學(xué)破乳法對勝利油田、新疆油田、渤海油田等油田的油泥進行研究。針對渤海油田油泥的性質(zhì),已開發(fā)的渤海1#分離劑具有一定的效果,但回收原油中的含水率較高,回收率仍需提高。為此,需要探索開發(fā)出更高效的渤海2#分離劑。
1 實驗部分
1.1 試劑與設(shè)備
DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器;電子天平;HN101電熱鼓風(fēng)干燥箱;水分測定器;DL-1電子萬用爐;50mL兩口燒杯。
1.2 油泥樣品
原料:含油污泥,采自渤海油田,油泥的含油率為42.54%,含水質(zhì)量分數(shù)為34.38%,含固質(zhì)量分數(shù)為23.08%。
分離劑:脫水劑1#、脫水劑2#、脫泥劑1#和脫泥劑2#。
1.3 實驗方法
取含油污泥質(zhì)量若干,按一定的劑油比來配分離劑水溶液,攪拌均勻待用。
將油泥與配好的分離劑水溶液混合,攪拌均勻后倒入250mL兩口燒瓶中,再將燒瓶放入集熱式恒溫加熱磁力攪拌器內(nèi)進行恒溫加熱,恒定的攪拌速度進行攪拌。
攪拌一定時間后,將油、泥、水混合液倒入燒杯中進行保溫沉降,待沉降完成后,取出上層油,進行稱量分析。
1.4 分析方法
含水率:回流法,參照GB/T 260-1977。
含油率:分光光度法,參照SY/T 0530-1993。
回收率:η=(m1/m)×100%
其中m1為刮出浮油質(zhì)量,m為油泥本身所含的原油質(zhì)量。
2 結(jié)果與討論
2.1 分離劑復(fù)配實驗
渤海1#分離劑對渤海油田含油污泥的分離具有一定的效果,原油回收質(zhì)量分數(shù)達89.9%,但處理后油品中的水含質(zhì)量分數(shù)為32.57%。其水含質(zhì)量分數(shù)過高,回收率有待提高,所以亟需開發(fā)更高效的分離劑。通過大量的實驗研究,發(fā)現(xiàn)脫泥劑1#、脫泥劑2#、脫水劑1#和脫水劑2#對油泥具有較好的分離效果且具有降泥降水作用,本研究對脫泥劑和脫水劑各自的用量進行復(fù)配優(yōu)化,并 *終確定渤海2#分離劑。
2.1.1 脫水劑1#的用量
實驗控制脫泥劑1#0.6g、脫泥劑2#6g、脫水劑2#0.608g不變,改變脫水劑1#的用量。取含油污泥30g左右,按2:1的劑油比配制成60g分離劑水溶液,在反應(yīng)溫度為60℃、攪拌時間30min、攪拌速度為1000r/min等工藝條件下開展分離實驗。隨著脫水劑1#用量的增加,油層中的含水質(zhì)量分數(shù)先減少后增加,在脫水劑1#6g時取極小值,脫水劑1#的加入促進了分離劑對油泥的脫水作用,但用量過大對油水分離起抑制作用;油層中的含固質(zhì)量分數(shù)數(shù)據(jù)波動較大,應(yīng)該為實驗分析誤差所致;原油回收率在脫水劑1#6g時取得極大值。綜合分離效果和經(jīng)濟兩方面,確定脫水劑1#用量為6g。
2.1.2 脫泥劑1#的用量
實驗控制脫水劑1#6g、脫泥劑2#6g、脫水劑2#0.608g不變,改變脫泥劑1#的用量。取含油污泥30g左右,按2:1的劑油比配制成60g分離劑水溶液,在反應(yīng)溫度為60℃、攪拌時間30min、攪拌速度為1000r/min等工藝條件下開展分離實驗。隨著脫泥劑1#用量的增加,回收油層中的含水質(zhì)量分數(shù)先減少后增加,并在脫泥劑1#0.6g時取得極小值;回收油層中的含固質(zhì)量分數(shù)均較低,這是由于脫泥劑1#能夠聚集在污泥顆粒表面,形成飽和定向單層,使其能夠完全潤濕,降低其內(nèi)部固相和液相的界面結(jié)合力,從而固相聚沉下來;原油回收率則先增大后減小,在脫泥劑1#用量為0.6g時取得極大值。綜合考慮分離效果,脫泥劑1#的用量確定為0.6g。
2.1.3 脫泥劑2#的用量
實驗控制脫水劑1#6g、脫泥劑1#0.6g、脫水劑2#0.608g不變,改變脫泥劑2#的用量。取含油污泥30g左右,按2:1的劑油比配制成60g分離劑水溶液,在反應(yīng)溫度為60℃、攪拌時間30min、攪拌速度為1000r/min等工藝條件下開展分離實驗。隨著脫泥劑2#的用量的增加,回收油層中的含水質(zhì)量分數(shù)先減小后增大,并在脫泥劑2#6g時取得極小值;回收油層中的含固質(zhì)量分數(shù)先減少后增大,在脫泥劑2#為6g時較低,這是由于脫泥劑2#分子含有長鏈,吸附在固體微粒表面,形成搭橋作用,把膠粒與膠粒之間連接起來,從而變成較大的基團而聚沉下來;原油回收率在6g時取得極大值。從分離效果的角度出發(fā),脫泥劑2#確定為6g較合理。
2.1.4 脫水劑2#的用量
實驗控制脫水劑1#6g、脫泥劑1#0.6g、脫泥劑2#6g不變,改變脫水劑2#的用量。取含油污泥30g左右,按2:1的劑油比配制成60g分離劑水溶液后,在反應(yīng)溫度為60℃、攪拌時間30min、攪拌速度為1000r/min等工藝條件下開展分離實驗。隨著脫水劑2#用量的增加,回收油層中的含水質(zhì)量分數(shù)先減小后增大,并在脫水劑2#為0.5g時取得極小值。脫水劑2#加入后促進了分離劑對油泥的脫水作用,但用量過大對油水分離起抑制作用。脫水劑2#分子對水具有較強的親和作用,其親水基與水分子作用,從而使膠體粒子脫水,失去水化外層后聚沉下來,回收油層中的含固質(zhì)量分數(shù)先增加后減少再增大,在脫水劑2#0.5g時取極小值;原油回收率在0.5g時較大,故脫水劑2#確定為0.5g。
從而,渤海2#復(fù)配分離劑確定為脫水劑1#6g、脫水劑2#0.5g、脫泥劑1#0.6g和脫泥劑2#6g,處理后回收油品的含水質(zhì)量分數(shù)為15.74%、回收油含固質(zhì)量分數(shù)為0.74%、原油回收率為95.05%。
2.2 分離效果對比
在攪拌時間30min、溫度60℃、攪拌速度1000r/min等工藝條件下,分別采用渤海1#分離劑、渤海2#分離劑對渤海油田油泥進行分離實驗。從實驗結(jié)果可知,渤海2#復(fù)配分離劑較渤海1號分離劑能大大地降低含水質(zhì)量分數(shù),同時降低含固質(zhì)量分數(shù)和提高原油回收率,具有更好的油泥分離作用。
3 結(jié)語
(1)結(jié)果表明:脫水劑1#的用量為6g、脫水劑2#的用量為0.5g、脫泥劑1#的用量為0.6g,脫泥劑2#的用量為6g。
(2)渤海2#分離劑確定為:脫水劑1#6g、脫水劑2#0.5g、脫泥劑1#0.6g和脫泥劑2#6g。渤海2#分離劑對比渤海1號分離劑具有更好的分離效果,含固質(zhì)量分數(shù)由0.81%降到0.74%,含水質(zhì)量分數(shù)由32.57%降到15.74%(變化較大),回收率由89.9%提高到95.05%。