一种从储运油泥中回收原油的方法
【专利摘要】本发明提供了一种从储运油泥中回收原油的方法。包括以下步骤：将储运油泥充分搅匀使其从凝固状态转变为半流动状态，加入低粘度油或回收的轻质油，充分搅拌，将混合好的低粘度油泥与水混合，再加入乳化剂，并进行超声乳化震荡，使原油成分与渣颗粒分离，静置，使得到的混合物中的渣颗粒沉降，混合液分为两层，采用离心方法分离油水两相，对油相进行回收，得到轻质油，水相净化后用于循环使用，将部分得到的轻质油用于与初始油泥的返混。采用回收油返混对初始油泥进行降粘，有利于节约成本和资源高效利用；水相净化后回收利用，降低水资源消耗；系统地规范处置过程中的各项参数，尤其对油泥粘度进行精准计算，使得此专利预期产能精确，适用性广。
【专利说明】-种从储运油泥中回收原油的方法
【技术领域】
[0001] 本技术属于储运油泥的资源化处置利用方面，主要涉及一种从储运油泥中回收原 油的方法。
【背景技术】
[0002] 在原油的开采、运输到原油的加工与后续处理中会产生大量的含油污泥。储运油 泥是其中一种，它可定义为：在原油或原油加工产品储存、运输过程中储油舱、储油罐（包 括贮油罐、脱水罐、污油罐等）、隔油池以及输油管道等底部和内壁沉积的包含有石油组分 且其中混入了其他杂质，使油分不能直接分离、回收而产生的可能造成环境污染的多种形 态的混合物。
[0003] 储运油泥一般是由水油渣三相组成的一种较稳定的悬浮乳状液体系。其中，渣颗 粒呈絮凝体状悬浮于油相中，油和水多以油包水乳液形式存在，水、油、残渣三相间充分乳 化且由于油相中多含有胶质浙青质等造成其粘度较大，油泥中的固体难以沉降。此外，油水 的复杂存在方式也使储运油泥各向粘度不均，脱水处理困难。储运油泥的这些性质使其处 理处置难度很高，而且具有很大的环境危害性。储运油泥在性质上与其他类型的油泥有所 不同，尤其是罐底油泥，其渣含量高、粘度大处置起来难度很大。
[0004] 申请号为03134933. 1的专利提供了"一种从重污油中回收清油的方法"，其步骤 是：采用两步法：第一步是在碱性条件下，在重污油中加入净化剂，净化剂为铁盐/铝盐或 铁盐/铝盐的无机聚合物/混合物或它们之间的任意混合物，使金属离子与氢氧根离子形 成聚结中心，并使聚结中心在重污油中分散均匀，使以W/0或0/W/0型乳化液形式存在的重 污油转相为0/W型乳化液形式；在乳化液转相的过程中释放出的有机污泥、无机污泥与聚 结中心形成密度较大的絮状物，依靠重力作用分成上、中、下三层，上层为浓缩油和部分絮 状物，中层为大量有机絮状污泥、少量油和表面活陛物质，下层为清亮的水和黑色沉淀，除 去下层；第二步：在酸性条件下，从浓缩油中的絮状物中还原出二价/三价金属离子，使脂 肪酸和环烷酸皂类表面活性物质变为游离的脂肪酸和环烷酸，失去乳化作用，达到0/W型 乳化液破乳的目的，游离的脂肪酸和环烷酸转入油相，实现油、泥、水的分离，除去下层的 泥和水，获得清油。这种方法比较适合于含油量高，含渣量低的油污水，对高含渣量的油泥 效果差。
[0005] 申请号为CN93117151. 2的专利，公开了"从含油污泥中回收油的方法及设备"，其 步骤是：将含油污泥加水混合，再加入NaCL，在低速搅拌下回流，将回流后的含油污泥经过 滤或压滤进行液固分离，分离出的固相物是滤渣，分离出的液相物再经重力分离分出油和 水，油回用或重炼，水送回污水场再处理。这种方法也无法有效处置储运油泥，经此方法分 离后油渣仍然呈悬浮混合状态，同时此种方法无法有效将油包水乳化液破乳，油相中仍会 混油一定量的水，回收油油品较差。
【发明内容】
[0006] 本发明提供了一种从储运油泥中回收原油的方法，目的在将原油从储运油泥中分 离出来，资源化处置回收利用储运油泥这种危险废弃物。它包括以下步骤：
[0007] (A)将储运油泥充分搅拌均匀，辅以加热处理，使其从凝固状态转变为半流动状 态；
[0008] (B)在搅拌均匀的储运油泥中加入低粘度油，充分搅拌，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)将混合好的低粘度油泥与水混合，再加入乳化剂，并进行超声乳化震荡，使储 运油泥中的轻质油成分与渣颗粒分离，轻质油与水的结合形式从原先的油包水乳化液转变 成水包油乳化液；
[0010] (D)静置，使步骤（C)得到的水包油乳化液中的渣颗粒沉降，水包油乳化液分为两 层，将渣颗粒与水包油乳化液分离；
[0011] (E)采用离心方法分离水包油乳化液中的油水两相，对油相进行回收，得到轻质 油，水相净化后用于步骤（C)循环使用；
[0012] (F)将一部分步骤（E)中得到的轻质油替换步骤（B)中的低粘度油并重复步骤 (A)-步骤（F)。
[0013] 所述的步骤（A)中的加热处理具体为：对于初始粘度极大的超稠油类型的储运油 泥，若其常温下在剪切粘度〇. 01 ι/s时，粘度大于30Pa · s，用加热方法辅助降粘，将其粘 度降低至30Pa · s以下，加热温度根据公式（4)的P-T方程进行计算，加热温度不应超过 50。。，， f 1 1 A
[0014] //(P, T)=//0(P0, T0)cxp α L V V」 (4)
[0015] 公式中，μ (P，T)为加热后油泥粘度，为25°C下油泥粘度，α为特征常 数，对于油泥取α = 6300 分别为加热温度和初始温度。
[0016] 所述的步骤（Β)中的低粘度油为剪切粘度0. 011/s时，粘度小于120mPa *s的油， 低粘度油的加入量Vs应使按公式（5)计算后的μ小于0.65Pa.s，
[0017] log μ = ( 1〇g //(^- Τ) + (1^-) log//, (5) aV0 + Vs aVQ + Vs
[0018] 其中，μ为混合后油泥粘度，VVS分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ s为 低粘度油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α =0.3124。
[0019] 所述的步骤（C)中的混合好的低粘度油泥与水的质量比为1:1. 3,乳化剂的加入 量大于其在水中的临界胶束浓度，所述的乳化剂为非离子型乳化剂，其HLB值在3?6之 间。
[0020] 所述的步骤（F)中的轻质油替代步骤（Β)中的低粘度油的量t应使按公式（6)计 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为混合后油泥粘度，VV,分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ ,为 轻质油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α =0.3124。
[0023] 所述的轻质油粘度h由公式（7)计算，
[0024] log μ r = Σ Xilog μ i (7)
[0025] 所述的步骤（E)中的离心方法采用的离心工况为离心因数大于6000,停留时间大 于 45s〇
[0026] 本发明的优点是：采用回收油返混对初始油泥进行降粘，有利于节约成本和资源 高效利用；水相净化后回收利用，降低水资源消耗；系统地规范处置过程中的各项参数，尤 其对油泥粘度进行精准计算，使得此专利预期产能精确，适用性广。
【专利附图】
【附图说明】
[0027] 图1为本发明方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0028] 准备步骤：油泥初始粘度计算。
[0029] 由于本发明的超声-转相处理方法对油泥粘度有严格的要求。因此进口油泥必须 进行预处理使其粘度符合超声处理所需。为确定预处理工况参数，需先进行初始油泥理化 特性分析。由于储运油泥是原油或成品油在油罐底部沉积形成，其中重质组分含量较高，需 测定其四组分（饱和烃、芳香烃、胶质、浙青质）然后根据Arrehnius公式（公式1)计算其 油相粘度，其中μ A为计算后油相粘度；μ i、Xi分别为四组分各自的粘度和质量分数。
[0030] log μ a = Σ xdog μ i (1)
[0031] 考虑到储运油泥油相中含水，其粘度要用Richardson公式（公式2)进行修正其 中为修正后油相粘度，φ为水相体积分数，k为影响因子，对于油泥中油包水结构取k =-0· 7。
[0032] yR= μΑθχρ〇?Φ) (2)
[0033] 由于储运油泥中多含有原油中的沉积物（金属、砂石等），需用Einstein公式（公 式3)对其表观粘度进行修正，μ E为修正后粘度，m为固相质量百分比，p为修正系数，取p =0· 8。
[0034] μ Ε = μ k(l+pm) (3)
[0035] 综合公式⑴?⑶即可得到油泥初始状态粘度μ ^ (Pd):
[0036] μ{) (P(l, T,,) - (1 + pm) (Υ^--" )cxp(k0) (4 )
[0037] 实施步骤：
[0038] (A)将储运油泥充分搅匀，使其从凝固状态转变为半流动状态。对于初始粘度极大 的超稠油类型的储运油泥，若其常温下粘度大于30Pa · s (剪切粘度0. 01 Ι/s时）用加热方 法辅助降粘，将其粘度降低至30Pa · s以下，加热温度根据P-T方程进行计算（见公式5)， 原则上加热温度不应超过50°C。公式中，μ (P，T)为加热后油泥粘度，yJPd，！；）为常温 (25°C)下油泥粘度，α为特征常数，对于油泥取a = 630(^1^分别为加热温度和初始 温度。 「? 1 1 )
[0039] //(P, T)=//(l (P0, r(1)cxp a - L V V」 (4)
[0040] (B)在搅拌均匀的油泥中加入一定量低粘度油或步骤（E)中所得的回收油，充分 搅拌，使其粘度降低至〇. 65Pa. s以下。混合过程的粘度由Shu公式（公式5或公式6)计 算， (χΥ (xV
[0041] i〇gμ = ( ., )i〇gμ(τ) + (?)i〇g//s (5) + Κ av0 + vs
[0042] 其中，μ为混合后油泥粘度，VVS分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ s为 低粘度油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α =0.3124。 /χΥ (yY
[0043] log// = ( Γ/ "Γ/ )Τ) + (1 - --^)log//, (6)
[0044] 其中，μ为混合后油泥粘度，VV,分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ ,为 轻质油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α =0.3124。
[0045] (C)将混合好的低粘度油泥与水按1:1. 3混合，再加入适量非离子型的乳化剂，其 HLB值在3?6之间。并在28ΚΗζ的频率下进行超声乳化震荡，使原油成分与渣颗粒分离， 原油与水的结合形式从原先的油包水乳化液转变成水包油乳化液。
[0046] (D)静置，使步骤（C)得到的混合物中的渣颗粒沉降，混合液分为两层，将渣颗粒 与水包油乳化液分离。
[0047] (Ε)采用离心方法分离油水两相，离心工况为离心因数大于6000,停留时间大于 45s。然后对油相进行回收，得到轻质油，水相净化后用于步骤（C)循环使用。
[0048] (F)将一部分步骤（E)中得到的轻质油于步骤（B)中返混，返混轻质油粘度可根据 其组分含量通过公式（1)计算。原则上轻质油加入量不能超过油泥质量的10%。
[0049] 步骤流程如下图1所示。
[0050] 实施实例
[0051] 储运油泥选用舟山纳海固废处置中心隔油池油泥，其含油率49%，含渣率21%， 含水率30%。油相四组分含量为饱和烃43. 0 %、芳香烃31. 0 %、胶质12. 0 %、浙青质 14. 0%。根据公式4计算其油泥初始粘度，为3. 7kPa · s。由于初始粘度小于10kPa · s，不 需进行预加热。通过计算加入5. 3%轻质油返混，然后加入0.3%乳化剂超声处理。超声后 的水包油乳液静置使固体颗粒物沉积，再取上层乳液进行离心，得到回收油。离心工况为离 心因数8500g，停留时间1分20秒。经检测，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%，可以作为原油进行进一步炼制。
【权利要求】
1. 一种从储运油泥中回收轻质油的方法，它包括以下步骤： (A) 将储运油泥充分搅拌均匀，辅以加热处理，使其从凝固状态转变为半流动状态； (B) 在搅拌均匀的储运油泥中加入低粘度油，充分搅拌，使其粘度降低至0. 65Pa. s以 下，得到混合好的低粘度油泥； (C) 将混合好的低粘度油泥与水混合，再加入乳化剂，并进行超声乳化震荡，使储运油 泥中的轻质油成分与渣颗粒分离，轻质油与水的结合形式从原先的油包水乳化液转变成水 包油乳化液； (D) 静置，使步骤（C)得到的水包油乳化液中的渣颗粒沉降，水包油乳化液分为两层， 将渣颗粒与水包油乳化液分离； (E) 采用离心方法分离水包油乳化液中的油水两相，对油相进行回收，得到轻质油，水 相净化后用于步骤（C)循环使用； (F) 将一部分步骤（E)中得到的轻质油替换步骤（B)中的低粘度油并重复步骤（A)-步 骤（F)。
2. 如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤 (A)中的加热处理具体为：对于初始粘度极大的超稠油类型的储运油泥，若其常温下在剪 切粘度〇. 〇ll/s时，粘度大于30Pa · s，用加热方法辅助降粘，将其粘度降低至30Pa · s以 下，加热温度根据公式（4)的P-T方程进行计算，加热温度不应超过50°C，，
公式中，μ (P，T)为加热后油泥粘度，μ^Ρ^)为25°C下油泥粘度，α为特征常数，对 于油泥取α = 6300 分别为加热温度和初始温度。
3. 如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤 ⑶中的低粘度油为剪切粘度〇. 〇ll/s时，粘度小于120mPa · s的油，低粘度油的加入量Vs 应使按公式（5)计算后的μ小于0. 65Pa. s，
其中，μ为混合后油泥粘度，分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ s为低粘 度油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α =0.3124。
4. 如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤 (C)中的混合好的低粘度油泥与水的质量比为1:1. 3,乳化剂的加入量大于其在水中的临 界胶束浓度，所述的乳化剂为非离子型乳化剂，其HLB值在3?6之间。
5. 如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步 骤（F)中的轻质油替代步骤（Β)中的低粘度油的量t应使按公式（6)计算后的μ小于 0· 65Pa. s，
其中，μ为混合后油泥粘度，分别为混合时油泥和轻质油的体积分数；μ ^为轻质 油粘度，α为混合参数，对于油泥，取α =0.3124。
6. 如权利要求4所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的轻质 油粘度由公式（7)计算， log μ r = Σ xdog μ i (7)。
7. 如权利要求1所述的一种从储运油泥中回收轻质油的方法，其特征在于所述的步骤 (E)中的离心方法采用的离心工况为离心因数大于6000,停留时间大于45s。
【文档编号】C02F11/00GK104291541SQ201410456428
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】黄群星, 韩旭, 毛飞燕, 池涌, 严建华, 金余其, 李晓东, 蒋旭光, 马增益, 王飞, 陆胜勇, 薄拯 申请人:浙江大学