反應條件對含油污泥殘油率的影響

葉麗麗，王 磊

(西南化工研究設計院有限公司，四川 成都 610225)

資源與環(huán)境

反應條件對含油污泥殘油率的影響

葉麗麗，王 磊

(西南化工研究設計院有限公司，四川 成都 610225)

研究了不同的反應條件對含油污泥殘油率的影響。在六種表面活性劑CMC、AEO-9、碳酸鈉、LAS、STPP、偏硅酸鈉的質量比為1:3:15:15:25:11時洗滌含油污泥，得到在反應溫度65℃，攪拌時間45min，洗脫液與含油污泥的液固質量比6：1，洗脫液質量分數(shù)3%時，殘油率最低，可達到2.95%。

含油污泥；表面活性劑；反應條件；殘油率

含油污泥是石油加工、儲運中的一種常見副產(chǎn)物，主要來源于石油的生產(chǎn)和銷售活動，在石油的開發(fā)利用以及石油產(chǎn)品的制造過程中，都會不可避免地產(chǎn)生含油廢棄物[1-2]。含油污泥本身成分復雜，含有大量的老化原油、蠟質、瀝青質、膠體和固體懸浮物、細菌、鹽類、酸性氣體、腐蝕產(chǎn)物等，它產(chǎn)生量大、含油量高、輕質油組分較少、瀝青與膠質成分較多[3-4]。若對含油污泥不加以處理，則會對環(huán)境造成嚴重影響，對人體健康造成嚴重危害[5]，也是對石油資源一種極大的浪費[6]。常用的含油污泥處理方法有焚燒法、焦化法、生物法、溶劑萃取法、熱化學清洗法以及含油污泥綜合利用等[7]。其中，熱化學法因具有能耗低、效率高，同時可進行油分回收的特點而得到廣泛的研究，即選取不同的表面活性劑洗滌含油污泥，對所選表面活性劑進行復配，得到最佳復配配方。本文在此基礎上，優(yōu)化反應條件，使含油污泥在最佳反應條件下殘油率最低，使含油污泥中油分得到最大程度的回收和利用，這對資源回收和控制環(huán)境污染具有重大的實際意義。

1 反應條件優(yōu)化試驗

試驗選取含油率約為62.90%的含油污泥?？紤]對油田含油污泥進行熱洗處理以回收原油為目的，綜合文獻資料，對CMC(羧甲基纖維素)、AEO-9(脂肪醇聚氧乙烯醚)、碳酸鈉、LAS(十二烷基苯磺酸鈉)、STPP(三聚磷酸鈉)、偏硅酸鈉六種表面活性劑按照質量比1:3:15:15:25:11進行復配以洗滌含油污泥。

為了確定最佳反應條件，使洗滌后含油污泥的殘油率最低，分別考察反應溫度、反應時間、液固質量比以及洗脫液質量分數(shù)四種因素的變化對含油污泥洗滌效率的影響。

1.1 反應溫度的影響

為了確定不同反應溫度下的脫油效果，改變反應溫度，進行反應溫度的單因素試驗，研究反應溫度對含油污泥洗脫效果的影響。

試驗分別在溫度為35，40，45，50，55，60，65，70，75，80℃的恒溫水浴中攪拌35min，液固質量比選為7:1，洗脫液的質量分數(shù)選為2%，計算不同反應溫度下的殘油率。

1.2 反應時間的影響

在已確定反應溫度的條件下，改變反應時間，進行反應時間的單因素試驗，繼續(xù)研究反應時間對脫油效果的影響。

試驗在最佳反應溫度下的恒溫水浴中分別攪拌15，25，35，45，55，65min，液固質量比選為7:1，洗脫液的質量分數(shù)選為2%，計算不同反應時間下的殘油率。

1.3 液固質量比的影響

為使含油污泥中的油分被最大限度的洗脫出來，提高脫油率，在已確定最佳反應溫度及反應時間的條件下，改變洗脫液與含油污泥的液固質量比，進行液固質量比的單因素試驗，繼續(xù)研究液固質量比對脫油效果的影響。

試驗在最佳反應溫度下的恒溫水浴中，攪拌最佳反應時間，洗脫液的質量分數(shù)選為2%，分別計算液固質量比為4:1，5:1，6:1，7:1，8:1，9:1，10:1時的殘油率，以確定最佳液固質量比。

1.4 洗脫液質量分數(shù)的影響

在已確定其他影響因素的條件下，為了獲得更好的脫油效果，確定不同質量分數(shù)下洗脫液的脫油效果，制定最佳實驗方案，進行洗脫液質量分數(shù)的單因素試驗。

試驗在最佳反應溫度下的恒溫水浴中，按最佳液固質量比，攪拌最佳反應時間，洗脫液的質量分數(shù)分別為1%，1.5%，2%，3%，4%，5%，計算殘油率，確定最佳洗脫液質量分數(shù)。

2 試驗結果分析

2.1 反應溫度的影響結果

在洗脫液質量分數(shù)2%，液固質量比7:1，攪拌時間35min的條件下，得到35，40，45，50，55，60，65，70，75，80℃時的殘油率如下圖1。

從圖1可以看出，隨著反應溫度的升高，殘油率有逐漸降低的趨勢，在65℃時殘油率達到最低，為4.17%。這主要是因為溫度升高，原油粘度降低，熱膨脹使得油膜粘附能力減弱，且隨著溫度的升高油水密度差增大，洗脫出的油凝聚成油珠上浮，油水界面清晰、分層好。但之后隨著溫度升高，殘油率略有升高，這主要因為AEO-9是非離子型表面活性劑，它的濁點在80℃左右，溫度超過濁點，親水基失去作用，整個表面活性劑分子不溶于水，更不會有相應的乳化等表面活性的作用。而且考慮到溫度越高耗能越多，水分蒸發(fā)的也比較快，所以選擇洗滌含油污泥的反應溫度為65℃，此最為經(jīng)濟可行。

圖1 反應溫度對殘油率影響的比較

2.2 反應時間的影響結果

在洗脫液質量分數(shù)2%，液固質量比7:1，反應溫度65℃的條件下，得到攪拌時間15，25，35，45，55，65min時的殘油率如下圖2。

圖2 反應時間對殘油率影響的比較

從圖2中的結果可知最佳攪拌時間為45min，殘油率為3.51%，當反應時間少于45min時，殘油率隨反應時間的增加而減少，但當反應時間超過45min后，殘油率隨反應時間的增加而增加。這是因為當時間延長時容易形成水包油(O/W)型乳狀液，妨礙了油水進一步分離。

2.3 液固質量比的影響結果

在洗脫液質量分數(shù)2%，反應溫度65℃，攪拌時間45min的條件下，液固質量比為4:1，5:1，6:1，7:1，8:1，9:1，10:1時的殘油率如下圖3。

圖3 液固質量比對殘油率影響的比較

實驗結果表明，隨著液固比的增加，殘油率先下降，到達6:1時殘油率最低，為3.3%，此時洗滌效果最好，然后逐漸上升。洗脫液濃度增加脫油效果下降，這說明洗脫液濃度已達到飽和。故最佳液固比為6:1。

2.4 洗脫液質量分數(shù)的影響結果

在反應溫度65℃，攪拌時間45min，液固質量比6:1的條件下，質量分數(shù)1%，1.5%，2%，3%，4%，5%時的殘油率如下圖4。

圖4 洗脫液質量分數(shù)對殘油率影響的比較

從圖4中可以看出，隨著洗脫液質量分數(shù)的增加，殘油率先是逐漸下降，到達3%時殘油率最低，為2.95%，此時洗滌效果最佳，然后再逐漸上升。這是因為當洗脫液質量分數(shù)低時發(fā)生吸附，當洗脫液的濃度接近臨界膠束濃度時，溶液中出現(xiàn)膠束，隨著洗脫液濃度的進一步增加，膠束大量形成，溶液中單個表面活性劑分子濃度下降，導致脫油效果下降。

3 結論

本實驗所用含油污泥外觀呈黑色，粘稠，油含量較高，約為62.90%，具有很高的回收利用價值。在最佳洗脫配方即六種表面活性劑CMC、AEO-9、碳酸鈉、LAS、STPP、偏硅酸鈉的質量比為1:3:15:15:25:11時洗滌含油污泥，得到反應溫度為65℃，攪拌時間為45min，洗脫液與含油污泥的液固質量比為6：1，洗脫液質量分數(shù)為3%時，殘油率最低，可達到2.95%。

[1] 付紅亮.百色油田含油污泥無害化處理及綜合利用技術[J].油氣田地面工程.2009,28 (1):14-15.

[2] 趙玉鵬,李性偉,吳大軍,等.油田采出液中含油污泥的無害化處理研究[J].石油規(guī)劃設計.1999,25 (6):29-32.

[3] 郝以專,孟相民,李曉祥.油田含油污泥處理工藝技術研究與應用[J].油氣田環(huán)境保護.2001,9 (3):40-42.

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(本文文獻格式：葉麗麗，王 磊.反應條件對含油污泥殘油率的影響[J].山東化工，2016，45(02)：125-126.)

2015-12-07

葉麗麗(1989—)，女，助理工程師，碩士，本科畢業(yè)于東北石油大學，師從荊國林教授，研究方向含油污泥處理，現(xiàn)主要從事給排水設計工作。

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