专利名称：一种油泥分离的方法
技术领域：
本发明涉及一种油泥分离的方法，特别地，是通过一、二级热处理和催化裂解工艺，将油泥中的油与泥沙分离开的方法。
背景技术：
随着世界经济的迅猛发展，石油的需求量愈来愈大；充分利用和治理好石油开采中油井四周产生的油泥或泥沙，采油厂油罐底部沉降的油泥，以及含油沙土(Oil-Sands) 资源，，将储藏在地壳表层沙土中的石油从沙土或泥土中分离出来，变废为宝，创新能源，是人类获取地球上石油资源的重要途经之一；有关从油沙(Oil-Sands)中提取烃油的方法已有报导。本发明申请人在授权的 CN1556173中，公开了 “一种从含油沙土中提取烃油的方法和设备”，公开了含油沙子在一个可旋转的反应釜内进行热裂解，将一部分高温(800-100(TC )热沙子返回到热解反应釜内，并与原料(油沙)直接接触进行传热和给热裂解反应部分供热的方法；含油沙土主要是天然油田中的原油渗透到沙漠后形成的天然石油与沙子的混合物；天然石油主要成分是 C6-C6tl组成的烃，属于由汽油，煤油，柴油，蜡油，重油和浙青等所组成的有机混合物。实践证明，在本发明人CN1556173方法中，原油中所含的大量轻烃(C6-C24)如汽油煤油和柴油组分在高温下的可旋转的反应釜内被热分解成了小分子的C1-C5和H2不凝结性气体，特别是原油中的轻烃与高温热载体(或高温沙子)在反应釜内直接接触后，轻烃的热分解破坏程度更加剧烈，导致可燃性气体的百分比增加，烃油(如汽油柴油)的提取率大大降低；在CN1556173中，只考虑到原油中重质烃组分或高沸点烃的热分解的有效高的温度， 忽视了轻烃在同一高温下的热分解和热破坏效应；这，是CN1556173方法的一个缺陷；在 CN1556173方法中，由于原料在旋转热处理设备内是有限的热裂解，温度没有达到重质烃完全地彻底地热裂解所需要的高温，所以，热处理后的剩余物质中还含有一定量的重质烃没有被裂化和被分解，还必须进一步的输送到焚烧炉中焚烧至烬；导致了重质烃被烧掉，降低了产品烃油(如汽油柴油)的出油率，工艺流程复杂化，这，是CN1556173方法的另一个缺陷。关于萃取含油沙土中的烃油的方法已有很多的报导，比如，发明人Martin B. Hooking报导了采用热水处理油沙(Oil-Sands)的方法提取烃油，将油与沙分离开；加拿大的卡尔加里市的油沙矿层中油的含量在20% (ff% )左右；以前，沙中油的分离是采用将高温水蒸汽通入到NaOH溶液中，用热的碱水去萃取烃油的方法，现在，采用的是有机表面活性剂作为萃取剂提取烃油，但还有3% (W%)左右的油不能被提取，而是继续保留到沙土中，油与沙分离不彻底，存在着严重的资源损失和浪费；而且分离烃油后的大量废水需连续净化达标处理，存在处理成本高的缺点。本发明的目的就是要克服上述缺点，消除油泥或油沙对环境的污染，提供一种具有生产连续化，设备不结焦，小分子的轻烃不被热破坏裂解，而高沸点的重质烃组分又能彻底被裂解成轻质烃油(如汽油柴油)，燃油回收率及经济效益高高，分离燃油后剩余的沙泥中的有机物(如浙青类)的含量小于(Wt%)，泥沙土可以还耕种植、生产工艺简单及处理成本低的一种油泥分离的方法。本发明的公开本发明提供了一种油泥分离的方法；更具体地说，本发明是先将含油沙泥 (Oil-Sands)在较低的温度下进行第一级热处理，将含油沙泥中的液态组分(如水分，烃油)在受热后主要发生物理相变，转化成它们的气态；并从第一级热处理反应器中分离和蒸发出去；再将分离出气相物质后剩余的物料连续地输入到另一个更高温度条件下的热处理反应器中进行第二级高温热处理，使物料中的重质烃(或高沸点物质)在更高温下发生化学变化的热裂解(或断键降解)和/或催化处理，将高温热处理产生的气相物质(H2, C1-C24)排出第二级热处理器；按公知的技术处理(如催化重整)、分馏和收集上述第一级和第二级热处理排出的气相物质，经冷凝，油水分离，最后得到水分和液态燃油产品；将第二级热处理后剩余的残炭和固体混合物质在炉中进行焚烧回收热量，焚烧后最终得到不含有机油类的天然颜色的沙土或泥土；本发明的方法包括以下步骤①将所述的油泥或/油沙原料加入到密封的第一级热处理反应器内；并给第一级热处理反应器加热，温度控制在100-350°C，压力为常压或高于常压，维持0. 05-0. 7小时； 主要发生水分和液态轻烃(C6-C24)在受热后转变成了它的气态(C6-C24)的蒸发物理变化现象；其次，就是少量的轻烃的轻微热分解的化学反应；不断地将热处理产生的气相产物排出反应器；②将①中第一级热处理剩余的物料输入到密封的第二级热处理反应器中进行更高温度下的热裂解；并给第二级热处理反应器加热，在热处理过程中，反应器的内部温度控制在350-600°C，压力为常压或高于常压，维持0. 05-0. 7小时；主要发生重质烃(C2tl-C6tl)在受热后的热裂化的化学分解反应；不断地将热处理产生的气相产物(H2，C1-C40)排出反应器；并将热处理后剩余的沙泥土排出第二级热处理反应器；③按公知的方法进一步收集和处理第一级和第二级热处理反应器排出的气相物质，最后得到水分和产品燃油；即，将热处理反应器排出的气相物质经冷凝，油水分离，最终将水分与燃油分离开；或将排出的气相物质经催化，分馏，冷凝，油水分离，净化和调配，最后得到燃油(汽油柴油)产品。④将第二级热处理后剩余的残炭与固体的混合物质排出第二级热处理反应器，然后在焚烧炉中进行燃烧回收热量，焚烧后最终得到不含油类的天然颜色的沙土或泥土固体物质；上述(1)，(2)，(3)和(4)步骤是含油沙泥(Oil-Sands)不断地进入热处理设备， 而产生的水、燃油和天然颜色的泥沙等物质不断地从设备中排出和分离的工艺过程，本发明具备好的工业实用性，创造性和新颖性；将第一级和第二级热处理后产生的不凝结可燃性气体(HyC1-C5)返回到燃烧炉中进行燃烧，或/和将热处理后剩余的残炭固体混合物质进行焚烧，并将燃烧放出来的高温烟气引入热处理反应器，用于热处理反应器的加热；装料前，所述的原料经过破碎或不粉碎，要求原料的尺寸不大于5厘米；在装料过程中应尽量避免热处理设备中产生的气相产物外泄。
所述的原料主要指油田油井在勘探和开采中撒落在油井周围的污油和含沙油泥、采油厂储油罐底部沉降的油泥和含油废水净化处理中沉降的油泥，以及天然含油沙矿中的含油沙土。第一级和二级热处理所需要的热源可以由燃油、燃气、 煤、电能或其它有机可燃物进行焚烧，焚烧产生的高温烟气进行供给；所说的燃油和燃气可以是从原料热处理后产生的气体产物中获得的。在本发明中，也可采用常规的加热炉或焚烧炉，产生高温烟道气给热处理反应器供热；例如卧式固定、移动式炉排加热炉、立式固定式炉排加热炉、沸腾式加热炉、卧式旋转加热炉等等；本发明所述的热处理反应器，属于一种常规的密封的螺旋输送器；它主要由螺旋杆和长形壳体组成；使用时，壳体固定不动，而是壳内的螺旋杆在旋转；壳体可以是空心的长形钢管，也可以是下圆上方的长形槽体；螺旋推进器的二端轴与壳体之间采用常规的密封方法进行装配和密封处理，以防气体的外泄；用调速电机或变速箱联接螺旋推进器转动； 热处理反应器内的螺旋推进器连续地搅动可以阻止热处理设备内壁上物料的结焦和结块， 以提高传热速率和热效益；可以采用无级变速电机驱动螺旋推进器旋转，以便控制原料在热处理设备内从一端移向另一端的时间和物料的热处理程度；第一级热处理反应器的一端上部配置有进料口，另一端的下部装配有固体物料的出料口，该出料口通过一根管道联通第二级热处理反应器的一端上部的进料口 ；在热处理过程中，第一，二级热处理反应器之间的联通管道内部必须充满排出的固体物料，以防止和隔离第一级和二级热处理反应器内的气相物质的相互串通；本发明所述的热处理反应器，可以是上述的常规的密封的螺旋输送器，也可以采用公知的卧式旋转筒形反应器、立式反应釜、流化床反应器等进行物料的热处理，即进行物料的第一级热处理和/或第二级热处理；本发明中，第一级热处理主要发生水分和轻烃组分的受热蒸发的物理相变，即水分和C5-C24烃组分从原料中的分离成它们的气相，它们的分子没有被破坏，然后排出热处理反应器；第二级热处理是对含有重质烃(C25-C4tl)的物料进行更高温度下的热裂解和/或催
化反应；本发明的第二级高温热解或/催化裂解反应如下
权利要求
1.一种油泥分离的方法，包括以下步骤①将所述的油泥或/油沙原料加入到密封的第一级热处理反应器内；并给第一级热处理反应器加热，温度控制在100-350°c，压力为常压或高于常压，维持0. 05-0. 7小时；主要发生水分和液态轻烃(C6-C24)在受热后转变成了它的气态(C6-C24)的蒸发物理变化现象； 其次，就是少量的轻烃的轻微热分解的化学反应；不断地将热处理产生的气相产物排出反应器；②将①中第一级热处理剩余的物料输入到密封的第二级热处理反应器中进行更高温度下的热裂解；并给第二级热处理反应器加热，在热处理过程中，反应器的内部温度控制在 350-600°C，压力为常压或高于常压，维持0. 05-0. 7小时；主要发生重质烃(C2tl-C6tl)在受热后的热裂化的化学分解反应；不断地将热处理产生的气相产物(H2，C1-C40)排出反应器；并将热处理后剩余的沙泥土排出第二级热处理反应器；③按公知的方法进一步收集和处理第一级和第二级热处理反应器排出的气相物质，最后得到水分和产品燃油；即，将热处理反应器排出的气相物质经冷凝，油水分离，最终将水分与燃油分离开；或将排出的气相物质经催化，分馏，冷凝，油水分离，净化和调配，最后得到燃油(汽油柴油)产品；④将第二级热处理后剩余的残炭与固体的混合物质排出第二级热处理反应器，然后在焚烧炉中进行燃烧回收热量，焚烧后最终得到不含油类的天然颜色的沙土或泥土固体物质；上述(1)，(2)，(3)和(4)步骤是油泥原料不断地进入热处理设备，而产生的水、燃油和天然颜色的泥沙等物质不断地从设备中排出和分离的工艺过程。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述的原料指油田油井在勘探和开采中撒落在油井周围的污油和含沙油泥、采油厂储油罐底部沉降的油泥和含油废水净化处理中沉降的油泥，以及天然含油沙矿中的含油沙土。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于本发明所述的热处理反应器，属于一种常规的密封的螺旋输送器；也可以采用公知的卧式旋转筒形反应器、立式反应釜、流化床反应器进行原料的热处理。
全文摘要
本发明涉及一种油泥分离的方法；更具体地说，通过对原料的第一级低温热处理、第二级高温热处理、燃油回收以及焚烧四步工序，将油泥中的水分、油和泥沙三类物质进行分离开；本发明能有效的大规模化的将油泥中的油、水、沙泥三类物质彻底分离，具有燃油产品回收率高，沙泥中不含油，经济效益高，处理成本低的优点，具有创造性、新颖性和好的工业实用性。
文档编号C10G1/00GK102382671SQ20111027762
公开日2012年3月21日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者周鼎力, 邢力 申请人:周鼎力, 邢力