油泥萃取单元、油泥萃取组件、油泥处理装置及油泥处理方法与流程

本发明属于油泥无害化处理领域，尤其涉及一种油泥萃取单元、油泥萃取组件、油泥处理装置及油泥处理方法。

背景技术：

含油污泥和含油岩屑(以下简称“油泥”)主要是在油气的钻采、存储、运输、炼制等环节，以及含油废水处理过程中产生的固废，具有易燃、有毒、自然降解困难等特点，被列入《国家危险废物名录》,为hw08类危险废物。国家的有关法规，《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。目前国内每年仅石油开采行业产生的含油污泥已经超过了500万吨，并且呈逐年上升的趋势。油泥的高效、安全、经济的无害化处理是世界各国面临的挑战。以往采用的油泥处理方式包括含：(1)弃置，例如，油污泥的海洋投弃、土壤填埋、自然堆放；(2)有氧焚烧；(3)微化降解；(4)溶剂萃取；(5)热解气化等。使用这些方法的现有技术大都会导致处理费用高昂或二次污染和油泥中油气资源的浪费。

研究安全、环保、经济的处理方法和装置，充分回收油泥中的石油，并使处理后残油量等指标达到国家新标准势在必行，也是油泥无害化处理的理想目标。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种可流水线式的、连续的对油泥进行萃取处理的高效油泥萃取单元。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种油泥萃取单元，包括萃取搅拌罐和第一机械脱水装置；

所述萃取搅拌罐内具有下端相互连通的搅拌区和静置分层区，所述萃取搅拌罐上具有与其搅拌区上端连通的油泥入口和溶剂入口，所述萃取搅拌罐的搅拌区用以将溶剂和油泥充分混合均匀，所述溶剂用以萃取油泥中的油，所述萃取搅拌罐的侧壁上设有与所述静置分层区连通的萃取相出口和水位调节口，且其萃取相出口位于其水位调节口的上方，所述萃取搅拌罐的水位调节口用以加水或排水以调节其静置分层区内的水量，油泥与溶剂在所述萃取搅拌罐的搅拌区内混合后导入到其静置分层区内与水混合，并在所述静置分层区内由上向下依次分层为萃取相层、水层和泥沙层，所述萃取搅拌罐的萃取相出口位于其萃取相层的下端面之上，其水位调节口位于其萃取相层下端面和泥沙层上端面之间，所述萃取搅拌罐上设有与其静置分层区下端连通的泥沙出口；

所述第一机械脱水装置具有泥沙入口、液体出口和泥沙出口，所述第一机械脱水装置的泥沙入口与所述萃取搅拌罐的泥沙出口连通，且二者连通处设有第一阀门。

上述技术方案的有益效果在于：如此可利用萃取搅拌罐将油泥与溶剂在其搅拌区进行充分混合，使得油泥中的油组分尽可能完全地溶解到溶剂中，混合均匀后的混合物排至静置分层区进行分层，同时由于静置分层区内设置有水层，由于泥沙的比重最大，其沉降到底层，萃取相的比重小于水，实现了萃取相与泥沙的分离，分层后水层位于泥沙层的上方，萃取相层位于水层的上方，以便于对泥沙和萃取相分别进行处理，其中，整个过程可实现流水线式连续生产，如油泥和新鲜的溶剂可不断的送入到搅拌区，而在混合区混合均匀的混合物不断的排至静置分层区，而萃取相层的萃取液不断的排出，同时最下层的泥沙层不断的导出至第一机械脱水装置进行脱水，整个过程中萃取搅拌罐内的物料处于动态平衡，如此实现流水线式连续运行。

本发明的目的之二在于提供一种可流水线式的连续对油泥进行多级萃取的油泥萃取组件。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种油泥萃取组件，包括多个如上所述的油泥萃取单元，多个所述油泥萃取单元沿上下游顺序依次设置，每个所述第一机械脱水装置的泥沙出口与紧邻其下游的所述萃取搅拌罐的油泥入口连通，位于最上游所述萃取搅拌罐的油泥入口构成该油泥萃取组件的油泥入口，位于最下游所述第一机械脱水装置的泥沙出口构成该油泥萃取组件的泥沙出口。

上述技术方案的有益效果在于：如此可实现对油泥的多级萃取处理，可以确保最终排出的泥沙中的油含量满足排放要求。

上述技术方案中还包括溶剂分离再生单元和溶剂泵，所述溶剂分离再生单元具有萃取相入口、溶剂出口和油组分出口，多个所述萃取搅拌罐的萃取相出口均与所述溶剂分离再生单元的萃取相入口连通，所述溶剂分离再生单元的溶剂出口与所述溶剂泵的进口连通，所述溶剂泵的出口分别与多个所述萃取搅拌罐的溶剂入口连通。

上述技术方案的有益效果在于：如此可使得整个组件中的溶剂不断的循环使用和循环再生，并不断的将油泥中的油组分萃取出并分离出，使得整个生产工艺过程和油泥萃取组件连续运行的成本更低。

本发明的目的之三在于提供一种可系统性的、流水线式且高效的油泥处理装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种油泥处理装置，包括搅拌沉淀罐、第二机械脱水装置和如上所述的油泥萃取组件，所述搅拌沉淀罐的内部设置有搅拌区和沉淀分层区，且其搅拌区与沉淀分层区的下端相互连通，所述搅拌沉淀罐上具有与其搅拌区上端连通的油泥入口和通气孔，以及与其沉淀分层区下端连通的油泥出口，其侧壁上设有与其沉淀分层区连通的排油出口和水位调节口，且其排油出口位于其水位调节口的上方，所述搅拌沉淀罐的水位调节口用以加水或排水以调节所述沉淀分层区内的水量，通入所述搅拌沉淀罐内的油泥经其搅拌区搅拌后导入至沉淀分层区并沉淀分层，所述沉淀分层区内由上向下依次为油层、水层和油泥层，所述搅拌沉淀罐的排油出口的水平高度高于油层下端面，其水位调节口位于其油层下端面与油泥层上端面之间；

所述第二机械脱水装置具有油泥入口、液体出口和油泥出口，所述第二机械脱水装置的油泥入口与所述搅拌沉淀罐的油泥出口连通，且二者连通处设有第二阀门。

上述技术方案的有益效果在于：如此可利用搅拌沉淀罐对油泥中的油进行预分离，由于油泥中的油的比重比水轻，故其会自行与水分层，如此可对油泥中的部分油进行初步分离，后续利用油泥萃取组件来萃取分离油泥中残留的油以实现对油泥的无害化处理。

上述技术方案中还包括油水分离单元，所述油水分离单元具有进液口、出油口和出水口，所述溶剂分离再生单元的油组分出口和搅拌沉淀罐的排油出口均与所述油水分离单元的进液口连通，其用以将油水分离，并将分离出来的油和水分别经其出油口和出水口排出。

上述技术方案的有益效果在于：如此可将溶剂分离再生单元分离出来的油和搅拌沉淀罐排出的油均进行油水分离，如此使分离出来的低含油的水可以回用或安全排放。

上述技术方案中还包括油泥粉粹单元，所述油泥粉粹单元具有原料入口和油泥出口，所述油泥粉粹单元的油泥出口与所述搅拌沉淀罐的油泥入口连通，其用以对油泥原料进行粉碎。

上述技术方案的有益效果在于：将油泥或含油岩屑的油泥原料粉碎为小粒径的油泥，从而可使溶剂与油泥接触更加充分，增强萃取效果。

上述技术方案中还包括沉淀罐和第三机械脱水装置，所述沉淀罐上端具有与其内部连通的泥沙入口，其下端具有与其内部连通的泥沙出口，其侧壁上端具有与其内部连通的水位调节口，其水位调节口用以向其内部加水或排水以调节其内部的水量，所述沉淀罐的泥沙入口与所述油泥萃取组件的泥沙出口连通，所述第三机械脱水装置具有泥沙入口、水出口和泥沙出口，所述第三机械脱水装置的泥沙入口与所述沉淀罐的泥沙出口连通，且二者连通处设有第三阀门。

上述技术方案的有益效果在于：如此可对萃取后的泥沙的进行沉淀富集以便于后续对其进行处理。

上述技术方案中还包括泥沙干燥脱水单元，所述泥沙干燥脱水单元具有来料入口，且其来料入口用以接收所述第三机械脱水装置的泥沙出口排出的泥沙，其用以将其干燥为泥渣。

上述技术方案的有益效果在于：如此将含水量较高的泥沙制备为泥渣，其处理更加方便，既方便运输或又可环保回用。

本发明的目的之四在于提供一种油泥无害化的处理方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种油泥处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：取油泥或含油岩屑的油泥原料粉碎为小粒径的油泥；

步骤2：向步骤1所制备的油泥导入水中搅拌混匀，并在混匀后将其沉淀分层为沿上下方向分布的油层、水层和油泥层，将所分离出的油层导出并进行油水分离以去除油中的水分；

步骤3：将步骤2中油泥层中的油泥导出脱水，并将脱水后的油泥与萃取溶剂搅拌混匀，在混匀后导入水中静置、分层为沿上下方向分布的萃取相层、水层和泥沙层，并在分层后将萃取相和泥沙分别导出；

步骤4：将步骤3中导出的萃取相中的溶剂和油进行溶剂再生分离，并将再生溶剂回用，将分离出的油回收，同时将步骤3中油泥脱水后的产的水进行油水分离，并将所分离出来的油进行回收；

步骤5：将步骤3中由泥沙层导出的泥沙经脱水制成无害泥渣。

上述技术方案的有益效果在于：其方法简便，且可实现流水线式连续的油泥除油回收无害化处理。

上述技术方案中所述步骤2中的水为热水，其温度在60℃以上，以增强其油与水分离的效果。

附图说明

图1为本发明实施例1所述的油泥萃取单元的结构简图；

图2为本发明实施例1中所述的萃取搅拌罐的结构简图；

图3为本发明实施例2所述油泥萃取组件的局部图；

图4为本发明实施例2另一所述油泥萃取组件的结构简图；

图5为本发明实施例3所述油泥处理装置的局部图；

图6为本发明实施例3所述油泥处理装置的另一局部图；

图7为本发明实施例3所述油泥处理装置的另一局部图；

图8为本发明实施例3所述油泥处理装置的结构简图。

图中：1油泥萃取组件、11油泥萃取单元、111萃取搅拌罐、1111罐体、1112搅拌桨、1113电机、1114超声波发生器、1115隔板、1116导管、112第一机械脱水装置、113第一阀门、12溶剂分离再生单元、13溶剂泵、2搅拌沉淀罐、3第二机械脱水装置、4第二阀门、5油水分离单元、6油泥粉碎单元、7沉淀罐、8第三机械脱水装置、9第三阀门、10泥沙干燥脱水单元。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图2所示，本实施例提供了一种油泥萃取单元，包括萃取搅拌罐111和第一机械脱水装置112；

所述萃取搅拌罐111内具有下端相互连通的搅拌区和静置分层区，所述萃取搅拌罐111上具有与其搅拌区上端连通的油泥入口和溶剂入口，所述萃取搅拌罐111的搅拌区用以将溶剂和油泥充分均匀混合，所述溶剂用以萃取油泥中的油，所述萃取搅拌罐111的侧壁上设有与所述静置分层区连通的萃取相出口和水位调节口，且其萃取相出口位于其水位调节口的上方，所述萃取搅拌罐111的水位调节口用以加水或排水以调节其静置分层区内的水量，油泥与溶剂在所述萃取搅拌罐111的搅拌区内混合后导入到其静置分层区内的水层，并在所述静置分层区内由上向下依次分层为萃取相层、水层和泥沙层，所述萃取搅拌罐111的萃取相出口位于其萃取相层的下端面之上，其水位调节口位于其萃取相层下端面和泥沙层上端面之间，所述萃取搅拌罐111上设有与其静置分层区下端连通的泥沙出口；

所述第一机械脱水装置112具有泥沙入口、液体出口和泥沙出口，所述第一机械脱水装置112的泥沙入口与所述萃取搅拌罐111的泥沙出口连通，且二者连通处设有第一阀门113，如此可利用萃取搅拌罐将油泥与溶剂在其搅拌区进行充分混合，使得油泥中的油组分尽可能完全地溶解到溶剂中，混合均匀后的混合物排至静置分层区进行分层，同时由于静置分层区内具有水层，不溶于水的萃取相的比重最小，泥沙的比重最大，因此分层后，水层位于泥沙层的上方，萃取层位于水层的上方，如此利用水层实现了萃取相与泥沙的分离，以便于对泥沙和萃取相进行分别进行处理，其中，整个过程可实现流水线式连续生产，油泥和新鲜的溶剂可不断的送入到搅拌区，而在混合区混合均匀的混合物不断的排至静置分层区进行分层，而萃取相层的萃取液不断的排出，同时最下层的泥沙层也不断的排出至第一机械脱水装置进行脱水，整个过程中萃取搅拌罐内的物料处于动态平衡，如此实现流水线式连续运行。

其中，如图1所示，所述萃取搅拌罐包括罐体1111、搅拌桨1112、电机1113和超声波发生器1114，所述罐体1111内部上端具有隔板1115将所述罐体1111分割成上腔室和下腔室，其中上腔室和下腔室分别构成搅拌区和静置分层区，所述搅拌桨1112和超声波发生器1114均安装在所述上腔室内，所述搅拌桨1112的桨轴的一端伸出至罐体1111外，并与所述罐体1111密封转动连接，所述电机1113安装在所述罐体1111上并与所述桨轴伸出所述罐体1111外的一端传动连接，所述下腔室内设有一根竖直设置的导管1116，所述导管1116的上端贯穿所述隔板1115并与所述隔板连接固定，所述导管的下端延伸至靠近所述罐体1111的下端，所述上腔室内的混合物经所述导管1116至所述下腔室内沉淀分层，其中，优选的，所述隔板为锥面形，且其锥尖端朝下，所述导管的上端与所述隔板的锥尖端连接固定，其中，所述罐体1111的上端设有两个与其上腔室连通的油泥入口和溶剂入口，所述罐体1111侧壁上设有与其下腔室内连通的萃取相出口和水位调节口。

实施例2

如图3所示，本实施例提供了一种油泥萃取组件，包括多个如实施例1所述的油泥萃取单元，多个所述油泥萃取单元11沿上下游顺序依次设置，每个所述第一机械脱水装置112的泥沙出口与紧邻其下游的所述萃取搅拌罐111的油泥入口连通，位于最上游所述萃取搅拌罐111的油泥入口构成该油泥萃取组件的油泥入口，位于最下游所述第一机械脱水装置112的泥沙出口构成该油泥萃取组件的泥沙出口，如此可实现对油泥的多级萃取处理，可以确保最终排出的泥沙中的油含量满足排放要求。

如图4所示，上述技术方案中还包括溶剂分离再生单元12和溶剂泵13，所述溶剂分离再生单元12具有萃取相入口、溶剂出口和油组分出口，多个所述萃取搅拌罐111的萃取相出口均与所述溶剂分离再生单元12的萃取相入口连通，所述溶剂分离再生单元12的溶剂出口与所述溶剂泵13的进口连通，所述溶剂泵13的出口分别与多个所述萃取搅拌罐111的溶剂入口连通，如此可使得整个组件中的溶剂不断的进入萃取使用环节和循环再生，并不断的将油泥中的油组分萃取出并分离出，使得整个工艺过程和组件连续运行的成本更低。

实施例3

如图5所示，本实施例提供了一种油泥处理装置，包括搅拌沉淀罐2、第二机械脱水装置3和如实施例2所述的油泥萃取组件1，所述搅拌沉淀罐2的内部设置有搅拌区和沉淀分层区，且其搅拌区与沉淀分层区的下端相互连通，所述搅拌沉淀罐2上具有与其搅拌区上端连通的油泥入口和通气孔，以及与其沉淀分层区下端连通的油泥出口，其侧壁上设有与其沉淀分层区连通的排油出口和水位调节口，且其排油出口位于其水位调节口的上方，所述搅拌沉淀罐的水位调节口用以加水或排水以调节所述沉淀分层区内的水量，通入所述搅拌沉淀罐2内的油泥经在搅拌区搅拌后导入至沉淀分层区沉淀分层，所述沉淀分层区内由上向下依次为油层、水层和油泥层，所述搅拌沉淀罐2的排油出口的高度位于油层下端面之上，其水位调节口位于其油层下端面与油泥层上端面之间；

所述第二机械脱水装置3具有油泥入口、液体出口和油泥出口，所述第二机械脱水装置3的油泥入口与所述搅拌沉淀罐2的油泥出口连通，且二者连通处设有第二阀门4，如此可利用搅拌沉淀罐对油泥中的油进行预处理分离，由于油泥中的油的比重小于水，且不溶于水，油泥比重大于水，故其中的油会自行与水分层，如此可对油泥中的部分油进行分离，后续可利用油泥萃取组件萃取油泥中残留的油组分。

其中，上述技术方案中还包括油水分离单元5，所述油水分离单元5具有进液口、出油口和出水口，所述溶剂分离再生单元12的油组分出口和搅拌沉淀罐2的排油出口均与所述油水分离单元5的进液口连通，其用以将油水分离，并将分离出来的油和水分别经其出油口和出水口排出，如此可将溶剂分离再生单元分离出来的油和搅拌沉淀罐排出的油均进行油水分离，如此可提高油水分离的使用效率和水的回用率。其中，油水分离单元可采用油水分离器。

其中，所述搅拌沉淀罐的结构可与萃取搅拌罐的结构类似，其区别在于，所述搅拌沉淀罐没有溶剂入口而在对应的位置设置有通气孔(即将二者结构可一样，仅溶剂入口作为通气孔用)。

如图6所示，上述技术方案中还包括油泥粉粹单元6，所述油泥粉粹单元6具有原料入口和油泥出口，所述油泥粉粹单元6的油泥出口与所述搅拌沉淀罐2的油泥入口连通，其用以对油泥原料进行粉碎，将油泥或含油岩屑的油泥原料粉碎为小粒径的油泥，从而可使溶剂与油泥接触更加充分，增强萃取效果。其中，所述油泥粉碎单元可采用污泥粉碎机。

如图7所示，还包括沉淀罐7和第三机械脱水装置8，所述沉淀罐7上端具有与其内部连通的泥沙入口，其下端具有与其内部连通的泥沙出口，其侧壁上端具有与其内部连通的水位调节口，其水位调节口用以向其内加水或排水以调节其内部的水量，所述沉淀罐7的泥沙入口与所述油泥萃取组件1的泥沙出口连通，所述第三机械脱水装置8具有泥沙入口、水出口和泥沙出口，所述第三机械脱水装置8的泥沙入口与所述沉淀罐7的泥沙出口连通，且二者连通处设有第三阀门9，如此可对萃取后的泥沙的进行沉淀富集以便于后续对其进行处理。

如图8所示，上述技术方案中还包括泥沙干燥脱水单元10，所述泥沙干燥脱水单元10具有来料入口，且其来料入口用以接收所述第三机械脱水装置8的泥沙出口排出的泥沙，其用以将泥沙干燥脱水为泥渣，如此将含水量较高的泥沙制备为干燥泥渣，其便于运输和处置更加方便环保。

其中，优选的，所述泥沙干燥脱水单元可采用压滤脱水机，第一机械脱水装置、第二机械脱水装置和第三机械脱水装置均可为工业用离心脱水机。

本实施例的特点在于，其可以用于流水线式的连续油泥处理，且处理效率高，另外，其整个油泥萃取组件的溶剂使用-再生回用回路处在一个密封的状态下，如此可以保证溶剂不流失，且更加清洁环保。

其中，优选的，实施例1-实施例3中，对于萃取搅拌罐、搅拌沉淀罐和沉淀罐上均可设置观察窗以便于观察其内的液位情况，而且萃取搅拌罐、搅拌沉淀罐和沉淀罐上均有水位调节口，优选的，所述每个水位调节口处可连接一个三通，而每个三通的余下的两个接口上分别安装有第四阀门，其中一个第四阀门连接加水管，而另一个第四阀门连接排水管，对于所述萃取搅拌罐、搅拌沉淀罐或沉淀罐而言，择一的打开其上的任意一个第四阀门以向其内加水或将其内的水排出以调节其罐内水层的高度。

其中，优选的，所述搅拌沉淀罐2的沉淀分层区对应水层的位置可增设电加热管，其中加热管的两端密封且绝缘的嵌装在所述搅拌沉淀罐的侧壁上，其导电线位于搅拌沉淀罐外以外接电源，如此可利用电加热管对沉淀分层区内的水层进行加热以增加油泥中油的析出量，其中，沉淀分层区内的水层的水温宜控制在60℃以上。

其中，本实施例所提供的油泥处理装置可撬装在一个箱体内(集装箱)，如此将其小型化且移动更加灵活，可直接将其拖运至油泥处对油泥进行规模化处理(即直接将油泥处理设备搬运至油泥处进行现场处理，无需对油泥进行转场拖运，以避免转场途中油泥散落而造成的二次环境污染，同时降低处理成本)。

其中，溶剂可根据需要采用如下成分的一种或多种混合而成，可选用的溶剂如下：轻质煤焦油、汽油、煤油、柴油、溶剂油、丙烷、丁烷、戊烷、环己烷、氯代甲烷(如：二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷)、氯代乙烷、氯代丙烷、石油醚、丙烯、丁烯、戊烯、丙酮、异丙酮、丁酮、乙醚、丙醚、丁醚，苯、甲苯和二甲苯等。

其中，由于搅拌沉淀罐中油泥中含油量可能较高，而在第二机械脱水装置对油泥脱水后产生的水中可能含有大量的油组分，故进一步优选的，所述第二机械脱水装置3的液体出口可与所述油水分离单元的进液口连通，以对其进行油水分离。

实施例4

本实施例提供了一种油泥处理方法，包括如下步骤：

步骤1：取油泥或含油岩屑的油泥原料粉碎为小粒径的油泥；

步骤2：向步骤1所制备的油泥导入水(优选的为热水，温度为60-90℃之间)中搅拌混匀，并在混匀后将其沉淀分层为沿上下方向分布的油层、水层和油泥层(可设置加热器对储罐内的液体进行持续加热，以保持其温度相对稳定)，将所分离出的油层导出并去除其中的水分；

步骤3：将步骤2中油泥层中的油泥导出脱水，并将脱水后的油泥与萃取溶剂搅拌混匀，并在混匀后导入水中静置分层为沿上下方向分布的萃取相层、水层和泥沙层，并在分层后将萃取相和泥沙分别导出；

步骤4：将步骤3中导出的萃取相中的溶剂和油进行再生分离，并将分离出来的溶剂循环回用，同时将步骤3中油泥脱水产生的油水混合液进行油水分离，并将所分离出来的油进行回收；

步骤5：将步骤3中由泥沙层导出的泥沙经脱水制成无害泥渣。该方法简便，且可实现流水线式的、连续的油泥除油回收无害化处理。

上述技术方案中所述步骤2中和步骤4中的油水混合物可采用静置油水分离方法对油和水进行分离，也可采用油水分离器对油和水进行分离，步骤4萃取相中的溶剂可采用蒸馏法实现溶剂的再生循环回用。

其中，实施例3所提供的油泥处理装置可以本方法为原理对油泥进行除油处理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。