落地油泥清洗后的污油破乳處理實(shí)驗(yàn)研究

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)。

1 實(shí)驗(yàn)

1．1 材料、試劑與儀器

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 方法

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。

2 結(jié)果與討論

2．1 破乳劑的篩選

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。

2．2 污油破乳處理

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。

3 結(jié)論

（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］．