一種從儲運油泥中回收原油的方法
【專利摘要】本發明提供了一種從儲運油泥中回收原油的方法。包括以下步驟：將儲運油泥充分攪勻使其從凝固狀態轉變為半流動狀態，加入低粘度油或回收的輕質油，充分攪拌，將混合好的低粘度油泥與水混合，再加入乳化劑，并進行超聲乳化震蕩，使原油成分與渣顆粒分離，靜置，使得到的混合物中的渣顆粒沉降，混合液分為兩層，采用離心方法分離油水兩相，對油相進行回收，得到輕質油，水相凈化后用于循環使用，將部分得到的輕質油用于與初始油泥的返混。采用回收油返混對初始油泥進行降粘，有利于節約成本和資源高效利用；水相凈化后回收利用，降低水資源消耗；系統地規范處置過程中的各項參數，尤其對油泥粘度進行精準計算，使得此專利預期產能精確，適用性廣。
【專利說明】-種從儲運油泥中回收原油的方法
【技術領域】
[0001] 本技術屬于儲運油泥的資源化處置利用方面，主要涉及一種從儲運油泥中回收原 油的方法。
【背景技術】
[0002] 在原油的開采、運輸到原油的加工與后續處理中會產生大量的含油污泥。儲運油 泥是其中一種，它可定義為：在原油或原油加工產品儲存、運輸過程中儲油艙、儲油罐（包 括貯油罐、脫水罐、污油罐等）、隔油池以及輸油管道等底部和內壁沉積的包含有石油組分 且其中混入了其他雜質，使油分不能直接分離、回收而產生的可能造成環境污染的多種形 態的混合物。
[0003] 儲運油泥一般是由水油渣三相組成的一種較穩定的懸浮乳狀液體系。其中，渣顆 粒呈絮凝體狀懸浮于油相中，油和水多以油包水乳液形式存在，水、油、殘渣三相間充分乳 化且由于油相中多含有膠質浙青質等造成其粘度較大，油泥中的固體難以沉降。此外，油水 的復雜存在方式也使儲運油泥各向粘度不均，脫水處理困難。儲運油泥的這些性質使其處 理處置難度很高，而且具有很大的環境危害性。儲運油泥在性質上與其他類型的油泥有所 不同，尤其是罐底油泥，其渣含量高、粘度大處置起來難度很大。
[0004] 申請號為03134933. 1的專利提供了"一種從重污油中回收清油的方法"，其步驟 是：采用兩步法：第一步是在堿性條件下，在重污油中加入凈化劑，凈化劑為鐵鹽/鋁鹽或 鐵鹽/鋁鹽的無機聚合物/混合物或它們之間的任意混合物，使金屬離子與氫氧根離子形 成聚結中心，并使聚結中心在重污油中分散均勻，使以W/0或0/W/0型乳化液形式存在的重 污油轉相為0/W型乳化液形式；在乳化液轉相的過程中釋放出的有機污泥、無機污泥與聚 結中心形成密度較大的絮狀物，依靠重力作用分成上、中、下三層，上層為濃縮油和部分絮 狀物，中層為大量有機絮狀污泥、少量油和表面活陛物質，下層為清亮的水和黑色沉淀，除 去下層；第二步：在酸性條件下，從濃縮油中的絮狀物中還原出二價/三價金屬離子，使脂 肪酸和環烷酸皂類表面活性物質變為游離的脂肪酸和環烷酸，失去乳化作用，達到0/W型 乳化液破乳的目的，游離的脂肪酸和環烷酸轉入油相，實現油、泥、水的分離，除去下層的 泥和水，獲得清油。這種方法比較適合于含油量高，含渣量低的油污水，對高含渣量的油泥 效果差。
[0005] 申請號為CN93117151. 2的專利，公開了"從含油污泥中回收油的方法及設備"，其 步驟是：將含油污泥加水混合，再加入NaCL，在低速攪拌下回流，將回流后的含油污泥經過 濾或壓濾進行液固分離，分離出的固相物是濾渣，分離出的液相物再經重力分離分出油和 水，油回用或重煉，水送回污水場再處理。這種方法也無法有效處置儲運油泥，經此方法分 離后油渣仍然呈懸浮混合狀態，同時此種方法無法有效將油包水乳化液破乳，油相中仍會 混油一定量的水，回收油油品較差。
【發明內容】
[0006] 本發明提供了一種從儲運油泥中回收原油的方法，目的在將原油從儲運油泥中分 離出來，資源化處置回收利用儲運油泥這種危險廢棄物。它包括以下步驟：
[0007] (A)將儲運油泥充分攪拌均勻，輔以加熱處理，使其從凝固狀態轉變為半流動狀 態；
[0008] (B)在攪拌均勻的儲運油泥中加入低粘度油，充分攪拌，使其粘度降低至0. 65Pa. s以下，得到混合好的低粘度油泥；
[0009] (C)將混合好的低粘度油泥與水混合，再加入乳化劑，并進行超聲乳化震蕩，使儲 運油泥中的輕質油成分與渣顆粒分離，輕質油與水的結合形式從原先的油包水乳化液轉變 成水包油乳化液；
[0010] (D)靜置，使步驟（C)得到的水包油乳化液中的渣顆粒沉降，水包油乳化液分為兩 層，將渣顆粒與水包油乳化液分離；
[0011] (E)采用離心方法分離水包油乳化液中的油水兩相，對油相進行回收，得到輕質 油，水相凈化后用于步驟（C)循環使用；
[0012] (F)將一部分步驟（E)中得到的輕質油替換步驟（B)中的低粘度油并重復步驟 (A)-步驟（F)。
[0013] 所述的步驟（A)中的加熱處理具體為：對于初始粘度極大的超稠油類型的儲運油 泥，若其常溫下在剪切粘度〇. 01 ι/s時，粘度大于30Pa · s，用加熱方法輔助降粘，將其粘 度降低至30Pa · s以下，加熱溫度根據公式（4)的P-T方程進行計算，加熱溫度不應超過 50。。，， f 1 1 A
[0014] //(P, T)=//0(P0, T0)cxp α L V V」 (4)
[0015] 公式中，μ (P，T)為加熱后油泥粘度，為25°C下油泥粘度，α為特征常 數，對于油泥取α = 6300 分別為加熱溫度和初始溫度。
[0016] 所述的步驟（Β)中的低粘度油為剪切粘度0. 011/s時，粘度小于120mPa *s的油， 低粘度油的加入量Vs應使按公式（5)計算后的μ小于0.65Pa.s，
[0017] log μ = ( 1〇g //(^- Τ) + (1^-) log//, (5) aV0 + Vs aVQ + Vs
[0018] 其中，μ為混合后油泥粘度，VVS分別為混合時油泥和輕質油的體積分數；μ s為 低粘度油粘度，α為混合參數，對于油泥，取α =0.3124。
[0019] 所述的步驟（C)中的混合好的低粘度油泥與水的質量比為1:1. 3,乳化劑的加入 量大于其在水中的臨界膠束濃度，所述的乳化劑為非離子型乳化劑，其HLB值在3?6之 間。
[0020] 所述的步驟（F)中的輕質油替代步驟（Β)中的低粘度油的量t應使按公式（6)計 算后的U小于〇. 65Pa. s， r/V aV
[0021] log μ = ( .. UT/) log T) + (1-^-)\ο^μΓ (6) av0 + Vr aV0 + Vr
[0022] 其中，μ為混合后油泥粘度，VV,分別為混合時油泥和輕質油的體積分數；μ ,為 輕質油粘度，α為混合參數，對于油泥，取α =0.3124。
[0023] 所述的輕質油粘度h由公式（7)計算，
[0024] log μ r = Σ Xilog μ i (7)
[0025] 所述的步驟（E)中的離心方法采用的離心工況為離心因數大于6000,停留時間大 于 45s〇
[0026] 本發明的優點是：采用回收油返混對初始油泥進行降粘，有利于節約成本和資源 高效利用；水相凈化后回收利用，降低水資源消耗；系統地規范處置過程中的各項參數，尤 其對油泥粘度進行精準計算，使得此專利預期產能精確，適用性廣。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027] 圖1為本發明方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 準備步驟：油泥初始粘度計算。
[0029] 由于本發明的超聲-轉相處理方法對油泥粘度有嚴格的要求。因此進口油泥必須 進行預處理使其粘度符合超聲處理所需。為確定預處理工況參數，需先進行初始油泥理化 特性分析。由于儲運油泥是原油或成品油在油罐底部沉積形成，其中重質組分含量較高，需 測定其四組分（飽和烴、芳香烴、膠質、浙青質）然后根據Arrehnius公式（公式1)計算其 油相粘度，其中μ A為計算后油相粘度；μ i、Xi分別為四組分各自的粘度和質量分數。
[0030] log μ a = Σ xdog μ i (1)
[0031] 考慮到儲運油泥油相中含水，其粘度要用Richardson公式（公式2)進行修正其 中為修正后油相粘度，φ為水相體積分數，k為影響因子，對于油泥中油包水結構取k =-0· 7。
[0032] yR= μΑθχρ〇?Φ) (2)
[0033] 由于儲運油泥中多含有原油中的沉積物（金屬、砂石等），需用Einstein公式（公 式3)對其表觀粘度進行修正，μ E為修正后粘度，m為固相質量百分比，p為修正系數，取p =0· 8。
[0034] μ Ε = μ k(l+pm) (3)
[0035] 綜合公式⑴?⑶即可得到油泥初始狀態粘度μ ^ (Pd):
[0036] μ{) (P(l, T,,) - (1 + pm) (Υ^--" )cxp(k0) (4 )
[0037] 實施步驟：
[0038] (A)將儲運油泥充分攪勻，使其從凝固狀態轉變為半流動狀態。對于初始粘度極大 的超稠油類型的儲運油泥，若其常溫下粘度大于30Pa · s (剪切粘度0. 01 Ι/s時）用加熱方 法輔助降粘，將其粘度降低至30Pa · s以下，加熱溫度根據P-T方程進行計算（見公式5)， 原則上加熱溫度不應超過50°C。公式中，μ (P，T)為加熱后油泥粘度，yJPd，！；）為常溫 (25°C)下油泥粘度，α為特征常數，對于油泥取a = 630(^1^分別為加熱溫度和初始 溫度。 「? 1 1 )
[0039] //(P, T)=//(l (P0, r(1)cxp a - L V V」 (4)
[0040] (B)在攪拌均勻的油泥中加入一定量低粘度油或步驟（E)中所得的回收油，充分 攪拌，使其粘度降低至〇. 65Pa. s以下。混合過程的粘度由Shu公式（公式5或公式6)計 算， (χΥ (xV
[0041] i〇gμ = ( ., )i〇gμ(τ) + (?)i〇g//s (5) + Κ av0 + vs
[0042] 其中，μ為混合后油泥粘度，VVS分別為混合時油泥和輕質油的體積分數；μ s為 低粘度油粘度，α為混合參數，對于油泥，取α =0.3124。 /χΥ (yY
[0043] log// = ( Γ/ "Γ/ )Τ) + (1 - --^)log//, (6)
[0044] 其中，μ為混合后油泥粘度，VV,分別為混合時油泥和輕質油的體積分數；μ ,為 輕質油粘度，α為混合參數，對于油泥，取α =0.3124。
[0045] (C)將混合好的低粘度油泥與水按1:1. 3混合，再加入適量非離子型的乳化劑，其 HLB值在3?6之間。并在28ΚΗζ的頻率下進行超聲乳化震蕩，使原油成分與渣顆粒分離， 原油與水的結合形式從原先的油包水乳化液轉變成水包油乳化液。
[0046] (D)靜置，使步驟（C)得到的混合物中的渣顆粒沉降，混合液分為兩層，將渣顆粒 與水包油乳化液分離。
[0047] (Ε)采用離心方法分離油水兩相，離心工況為離心因數大于6000,停留時間大于 45s。然后對油相進行回收，得到輕質油，水相凈化后用于步驟（C)循環使用。
[0048] (F)將一部分步驟（E)中得到的輕質油于步驟（B)中返混，返混輕質油粘度可根據 其組分含量通過公式（1)計算。原則上輕質油加入量不能超過油泥質量的10%。
[0049] 步驟流程如下圖1所示。
[0050] 實施實例
[0051] 儲運油泥選用舟山納海固廢處置中心隔油池油泥，其含油率49%，含渣率21%， 含水率30%。油相四組分含量為飽和烴43. 0 %、芳香烴31. 0 %、膠質12. 0 %、浙青質 14. 0%。根據公式4計算其油泥初始粘度，為3. 7kPa · s。由于初始粘度小于10kPa · s，不 需進行預加熱。通過計算加入5. 3%輕質油返混，然后加入0.3%乳化劑超聲處理。超聲后 的水包油乳液靜置使固體顆粒物沉積，再取上層乳液進行離心，得到回收油。離心工況為離 心因數8500g，停留時間1分20秒。經檢測，油泥中86. 3%的原油被回收，回收油含油率 89%，含水率7%，含渣率4%，可以作為原油進行進一步煉制。
【權利要求】
1. 一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，它包括以下步驟： (A) 將儲運油泥充分攪拌均勻，輔以加熱處理，使其從凝固狀態轉變為半流動狀態； (B) 在攪拌均勻的儲運油泥中加入低粘度油，充分攪拌，使其粘度降低至0. 65Pa. s以 下，得到混合好的低粘度油泥； (C) 將混合好的低粘度油泥與水混合，再加入乳化劑，并進行超聲乳化震蕩，使儲運油 泥中的輕質油成分與渣顆粒分離，輕質油與水的結合形式從原先的油包水乳化液轉變成水 包油乳化液； (D) 靜置，使步驟（C)得到的水包油乳化液中的渣顆粒沉降，水包油乳化液分為兩層， 將渣顆粒與水包油乳化液分離； (E) 采用離心方法分離水包油乳化液中的油水兩相，對油相進行回收，得到輕質油，水 相凈化后用于步驟（C)循環使用； (F) 將一部分步驟（E)中得到的輕質油替換步驟（B)中的低粘度油并重復步驟（A)-步 驟（F)。
2. 如權利要求1所述的一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，其特征在于所述的步驟 (A)中的加熱處理具體為：對于初始粘度極大的超稠油類型的儲運油泥，若其常溫下在剪 切粘度〇. 〇ll/s時，粘度大于30Pa · s，用加熱方法輔助降粘，將其粘度降低至30Pa · s以 下，加熱溫度根據公式（4)的P-T方程進行計算，加熱溫度不應超過50°C，，
公式中，μ (P，T)為加熱后油泥粘度，μ^Ρ^)為25°C下油泥粘度，α為特征常數，對 于油泥取α = 6300 分別為加熱溫度和初始溫度。
3. 如權利要求1所述的一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，其特征在于所述的步驟 ⑶中的低粘度油為剪切粘度〇. 〇ll/s時，粘度小于120mPa · s的油，低粘度油的加入量Vs 應使按公式（5)計算后的μ小于0. 65Pa. s，
其中，μ為混合后油泥粘度，分別為混合時油泥和輕質油的體積分數；μ s為低粘 度油粘度，α為混合參數，對于油泥，取α =0.3124。
4. 如權利要求1所述的一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，其特征在于所述的步驟 (C)中的混合好的低粘度油泥與水的質量比為1:1. 3,乳化劑的加入量大于其在水中的臨 界膠束濃度，所述的乳化劑為非離子型乳化劑，其HLB值在3?6之間。
5. 如權利要求1所述的一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，其特征在于所述的步 驟（F)中的輕質油替代步驟（Β)中的低粘度油的量t應使按公式（6)計算后的μ小于 0· 65Pa. s，
其中，μ為混合后油泥粘度，分別為混合時油泥和輕質油的體積分數；μ ^為輕質 油粘度，α為混合參數，對于油泥，取α =0.3124。
6. 如權利要求4所述的一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，其特征在于所述的輕質 油粘度由公式（7)計算， log μ r = Σ xdog μ i (7)。
7. 如權利要求1所述的一種從儲運油泥中回收輕質油的方法，其特征在于所述的步驟 (E)中的離心方法采用的離心工況為離心因數大于6000,停留時間大于45s。
【文檔編號】C02F11/00GK104291541SQ201410456428
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月10日 優先權日:2014年9月10日
【發明者】黃群星, 韓旭, 毛飛燕, 池涌, 嚴建華, 金余其, 李曉東, 蔣旭光, 馬增益, 王飛, 陸勝勇, 薄拯 申請人:浙江大學