曾浩見,李春曉,鄒 華,劉 鵬,梅 平,劉光全
(1.長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 荊州434023;2.中國石油安全環(huán)保技術(shù)研究院,北京102206)
據(jù)調(diào)查,我國陸上油田含油污泥年產(chǎn)量約100萬t,其中落地油泥年產(chǎn)量約10萬t。落地油泥固體廢棄物已經(jīng)被國家環(huán)保總局列入“危險(xiǎn)廢物”名錄。隨著環(huán)保要求的不斷提高和含油污泥處理技術(shù)的不斷深入,資源化處理已成為落地油泥處理技術(shù)發(fā)展的主要方向[1]。熱化學(xué)清洗技術(shù)用于落地油泥處理,符合國家清潔生產(chǎn)及循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策要求,可以實(shí)現(xiàn)石油工業(yè)生產(chǎn)的減量化、無害化、資源化[2]。
落地油泥經(jīng)熱化學(xué)清洗后,油泥泥漿逐漸分為3層,其中清洗出來的污油浮在上層。作者在此對(duì)吉林油田落地油泥熱化學(xué)清洗后的上層污油進(jìn)行化學(xué)破乳脫水處理,以降低原油中的含水率,除去污油中的泥沙,為實(shí)現(xiàn)落地油泥的資源化提供依據(jù)。
落地油泥油樣取自吉林油田;落地油泥經(jīng)熱化學(xué)清洗后產(chǎn)生的污油,含有一定量的泥沙,含水率為31.09%。
9種典型原油破乳劑JL-1、JL-3、JL-7、JL-10、JL-11、JL-16、JL-20、JL-25、A444,荊州隆華化工有限公司。
GC-2010型氣相色譜儀,日本島津;DF-101S型精密恒溫試驗(yàn)儀,廣華儀器有限責(zé)任公司。
1.2.1 破乳實(shí)驗(yàn)
取污油和去離子水,分別加熱到60℃。準(zhǔn)確量取一定體積污油和去離子水移入具塞量筒中,加入一定體積破乳劑,旋緊瓶塞后,將具塞量筒顛倒2~5次,緩慢松動(dòng)瓶塞放氣后,重新旋緊瓶塞,振蕩200次后,在60℃恒溫水浴中靜置一定時(shí)間。目測并記錄不同時(shí)間脫出的污水量。終止沉降時(shí),觀察、記錄水相清潔度和界面狀況[3]。
1.2.2 氣相色譜分析
油樣處理:油樣經(jīng)初步靜置脫水后,再用無水硫酸鈉脫除其中的微量水。用二氯甲烷溶解油樣,待儀器穩(wěn)定后,用微量注射器抽取0.2~1.0μL油樣注入到氣相色譜儀中,采用歸一化法處理譜圖,得到不同組分的含量。
色譜條件:色譜柱為聚甲基硅氧烷(SE-30、OV-1等)交聯(lián)石英毛細(xì)管柱,最高使用溫度不低于320℃,柱長35~50m,內(nèi)徑0.22~0.25mm,柱效不低于3000理論板/m。
依據(jù)脫水量、最終沉降時(shí)水相清潔度和界面狀況等3項(xiàng)指標(biāo),從9種典型原油破乳劑中篩選出4種破乳劑 A444、JL-1、JL-16、JL-20,其對(duì)吉林油田落地油泥清洗后的污油均具有較好的破乳效果。
在污油油樣中加入篩選出的4種破乳劑A444、JL-1、JL-16、JL-20,對(duì)比破乳劑的破乳效果,結(jié)果如表1所示。
表1 4種破乳劑對(duì)落地油泥清洗后污油油樣的破乳效果Tab.1 The effect of four kinds of demulsifiers on the demulsification efficiency of the dirty oil samples coming from the washing process of oily sludge
由表1可知,JL-20對(duì)污油沒有破乳效果,未能脫出污油中的水;A444、JL-16對(duì)污油破乳效果較差;只有JL-1具有穩(wěn)定的破乳效果,其用量為50mg·L-1時(shí)的脫水率為97.7%。JL-1是一種油溶型的原油破乳劑,一般來說,油溶型破乳劑具有較好的破乳效果[4,5]。污油經(jīng)過破乳處理后,含水率小于5%,滿足石油化工企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH 0236-2008《原油破乳劑技術(shù)要求》的要求[6]。
2.3 破乳前后油樣的碳數(shù)組成分析
采用氣相色譜法分析吉林油田落地油泥油樣與JL-1破乳處理后污油油樣的碳數(shù)分布,結(jié)果如圖1所示,對(duì)應(yīng)的烴類碳數(shù)組成分析數(shù)據(jù)如表2所示。
圖1 落地油泥油樣(a)與破乳處理后污油油樣(b)的色譜Fig.1 The hydrocarbons chromatograms of the oily sludge sample(a)and the dirty oil sample after treatment(b)
表2 落地油泥油樣、破乳處理后污油油樣的烴類碳數(shù)組成分析/%Tab.2 The analysis of hydrocarbon carbon number of the oily sludge sample and the dirty oil sample after treatment/%
由圖1和表2可知,與落地油泥油樣相比,熱化學(xué)清洗得到的污油油樣經(jīng)破乳處理后,沸點(diǎn)低的輕烴組分有部分損失,但烴類碳數(shù)分布組成接近,可以實(shí)現(xiàn)落地油泥的資源化。
(1)篩選出一種破乳劑JL-1,其用量為50mg·L-1時(shí),對(duì)吉林油田落地油泥清洗后的污油具有較好的破乳效果。
(2)吉林油田落地油泥熱化學(xué)清洗分離出來的污油經(jīng)過破乳處理后,含水率小于5%,滿足石油化工企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH 0236-2008《原油破乳劑技術(shù)要求》的要求。
(3)氣相色譜分析表明,與落地油泥油樣相比,熱化學(xué)清洗得到的污油油樣經(jīng)破乳處理后,沸點(diǎn)低的輕烴組分有部分損失,但烴類碳數(shù)分布組成接近,可以實(shí)現(xiàn)落地油泥的資源化。
[1]李凡修.含油污泥無害化處理及綜合利用的途徑[J].油氣田環(huán)境保護(hù),1998,8(3):42-44.
[2]匡少平,吳信榮.含油污泥的無害化處理與資源化利用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009:65-67.
[3]SY/T 5281-2000,原油破乳劑性能檢測方法 瓶試法[S].
[4]Abdel-Azim A,Abdul-Raheim M,Kamel R K,et al.Demulsifier systems applied to breakdown petroleum sludge[J].Journal of Petroleum Science and Engineering,2011,78(2):364-370.
[5]Razi M,Rahimpour M R,Jahanmiri A,et al.Effect of a different formulation of demulsifiers on the efficiency of chemical demulsification of heavy crude oil[J].Journal of Chemical and Engineering Data,2011,56(6):2936-2945.
[6]Q/SH 0236-2008,原油破乳劑技術(shù)要求[S].