CN105778974A - 一种用于油基钻屑处理的co2 开关型溶剂的回收装置 - Google Patents

一种用于油基钻屑处理的co2 开关型溶剂的回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，它包括搅拌装置和离心机，搅拌装置的出料口与离心机的进液口通过管道连接，管道上设置截留阀和螺杆泵，所述搅拌装置包括搅拌桶，搅拌桶内设置搅拌轴，搅拌桶顶部设置加药口，搅拌桶上设置进料口。本发明装置能高效快速回收用于处理油基钻屑的CO2开关型溶剂，节约回收时间，其结构简单，不需要像现有CO2开关型溶剂回收装置那样需要加气、加热处理，对设备要求更低，因此其设备造价和管理成本也更低，使用可靠方便。

Description

一种用于油基钻屑处理的CO2 开关型溶剂的回收装置
技术领域
本发明涉及一种溶剂的回收装置，具体涉及一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，属于石油化工高含油危险废物处理技术领域。
背景技术
随着全球页岩气、致密气等非常规能源开发力度的不断加大，油基钻井液技术已经成为页岩气水平钻井的关键技术之一。然而，在油气资源勘探、开发钻井过程中会产生油基钻屑的堆积。因油基钻屑含有石油烃类、重金属和有机物等污染物，已被列入国家危险废弃物(国家危险废物名录，HW08)。
油基钻屑若不经处理就直接排放，将会对周边生态环境造成严重危害：所含的有机物将会污染地表水及地下水资源，主要体现在水质CODCr值的升高，色度的升高；破坏土壤、对植物生长不利，严重的可造成土壤无法返耕；重金属等有毒有害物质滞留土壤，影响植物的生长和微生物的繁殖，通过食物链的作用进入人体，危害人体健康等。
环境保护一直是人类比较重视的问题，也是国家极力号召的值得关注的问题，因此解决油基钻屑污染环境的问题已经迫在眉睫。目前对于油基钻屑的处理，国内外普遍采用的方法有焚烧法、井下回注法、掩埋法、固化法、热处理法、溶剂萃取法、离心分离法等。
CO2开关型溶剂是指在往体系内通入和排出CO2时，溶剂理化性质(如极性、粘度、溶解性等)可相互转变的一种溶剂，它能在温和条件下实现极性和水溶性的显著可逆变化，由于该类溶剂具有智能化开关的特性，无需对温度、压强有过高的要求，对设备要求低，流程和操作简便，在油基钻屑的处理应用和推广上具有很好的应用和推广潜力。
CO2开关型溶剂用于油基钻屑的处理方法是：将等量的CO2开关型溶剂和油基钻屑混合常温搅拌30min左右，CO2开关型溶剂与油基钻屑充分反应，从油基钻屑中分离提取出废矿物油类，然后离心分离出残渣和混合油类提取液，向提取液中加入定量水，通CO2，在CO2的刺激诱导下，提取液中的CO2开关型溶剂开始逐步转到水相中，转化完毕后，上层油相只剩下钻屑中的废矿物油类，此时可分离回收出油相，剩余水相在通入N2或者空气排出CO2后可实现CO2开关型溶剂的回收。但溶剂分离回收时，油基钻屑添加剂如乳化剂、降滤失剂对水中胶体有保护作用，如果只是通入N2或空气、加热等物理方法难以快速有效的实现溶剂的分离。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种能高效快速回收用于处理油基钻屑的CO2开关型溶剂的装置，节约溶剂回收时间。
为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案提供了一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，它包括搅拌装置和离心机，搅拌装置的出料口与离心机的进液口通过管道连接，管道上设置截留阀和螺杆泵，所述搅拌装置包括搅拌桶，搅拌桶内设置搅拌轴，搅拌桶顶部设置加药口，搅拌桶上设置进料口。
使用时，待回收溶剂的含CO2开关型溶剂的水相从进料口进入搅拌桶中，从加药口加入固体CaO或NaOH，利用搅拌轴混合搅拌均匀，反应完毕CO2开关型溶剂从水相中分离出后，打开截留阀通过螺杆泵将搅拌桶内的溶液泵入离心机内完成分离，回收得到CO2开关型溶剂。
上述含CO2开关型溶剂的水相是指用CO2开关型溶剂处理油基钻屑后分离得到的水相。具体为：将等质量的油基钻屑与CO2开关型溶剂混合，常温下搅拌30min，离心分离出残渣和混合油类提取液，按质量比提取液∶水＝1∶2往提取液中加入定量的水，在高速搅拌下通入CO2，在1L/min通量下通气1h后，分离得到矿物油类和含CO2开关型溶剂的水相。
进一步的，所述离心机选自卧式螺旋离心机和离心萃取机。卧式螺旋离心机主要用于液固的分离，离心萃取机主要用于液液的分离。
回收CO2开关型溶剂所用的药剂为NaOH和CaO，因此所述加药口为NaOH加药口和CaO加药口。
进一步的，所述搅拌桶顶部用盖板密封，避免搅拌轴搅拌时液体的泄露。
CO2开关型溶剂的回收方法最优的技术方案是先往水相中加入NaOH，分离回收出部分溶剂后，再往剩下的水相中加入CaO，分离回收出剩余的溶剂，由于加入CaO时，与水生成水合离子，能有效破坏水中胶体双电层结构，从而使胶体脱稳，同时形成大量的CaCO3沉淀物，吸附大量水中悬浮物(包括少量溶剂)，形成絮状物，因此加入CaO处理后不仅能回收溶剂，也能使余下的废水的水质得到很好的改善，可作为有机胺类废水的预处理。因此本发明提供了与最优回收方法匹配的回收装置，它在搅拌桶底部设置两个出料口，一个出料口与离心萃取机的进液口通过管道连接，另一个出料口与卧式螺旋离心机的进液口通过管道连接，所述离心萃取机的水相出口通过管道连接到搅拌桶的进料口上。这样先与NaOH反应的水相通过离心萃取机回收得到部分溶剂后，剩余的水相又返回搅拌桶与CaO反应，反应后的溶液经卧式螺旋离心机将其中的固相(絮状物)分离出来，剩余即是含有少量水相的溶剂，可通过放置自然分层重力分离回收得到溶剂。
进一步的，所述离心萃取机的进液口与搅拌桶出料口连接的管道上设置有截留阀和螺杆泵；所述卧式螺旋离心机的进液口与搅拌桶出料口连接的管道上设置有截留阀和螺杆泵；所述离心萃取机的水相出口与搅拌桶的进料口连接的管道上设置有截留阀和螺杆泵，以控制液体流向。
与现有技术相比，本发明装置能高效快速回收用于处理油基钻屑的CO2开关型溶剂，节约回收时间，其结构简单，不需要像现有CO2开关型溶剂回收装置那样需要加气、加热处理，对设备要求更低，因此其设备造价和管理成本也更低，使用可靠方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明优选实施例的结构示意图。
附图说明：
1、搅拌桶；11、进料口；12、13：出料口；14、加药口；15、搅拌轴；16、盖板；2、卧式螺旋离心机；3离心萃取机；21、31：进液口；35、水相出口；4、23、33、37：截留阀；5、24、34、38：螺杆泵；6、22、32、36：管道。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1，本发明提供了一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，它包括搅拌装置和离心机，搅拌装置的出料口与离心机的进液口通过管道6连接，管道6上设置截留阀4和螺杆泵5，所述搅拌装置包括搅拌桶1，搅拌桶1内设置搅拌轴15，搅拌桶1顶部设置加药口14，搅拌桶上设置进料口11。
使用时，待回收溶剂的含CO2开关型溶剂的水相从进料口11进入搅拌桶1中，从加药口14加入固体CaO或NaOH，利用搅拌轴15混合搅拌均匀，反应完毕CO2开关型溶剂从水相中分离出后，打开截留阀4通过螺杆泵5将搅拌桶1内的溶液泵入离心机内完成分离，回收得到CO2开关型溶剂。
参见图2，本发明还提供了结构更优的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，它包括搅拌装置和离心机，离心机包括卧式螺旋离心机2和离心萃取机3，卧式螺旋离心机2主要用于液固的分离，离心萃取机3主要用于液液的分离。所述搅拌装置包括搅拌桶1，搅拌桶1内设置搅拌轴15，搅拌桶1顶部设置加药口14，搅拌桶上设置进料口11，搅拌桶底部设置出料口12和13，出料口13与离心萃取机的进液口31通过管道32连接，管道32上设置有截留阀33和螺杆泵34；出料口12与卧式螺旋离心机的进液口21通过管道22连接，管道22上设置有截留阀23和螺杆泵24；离心萃取机的水相出口35通过管道36连接到搅拌桶的进料口11上，管道36上设置有截留阀37和螺杆泵38。
使用时，待回收溶剂的含CO2开关型溶剂的水相从进料口11进入搅拌桶1中，从加药口14加入固体NaOH，利用搅拌轴15混合搅拌均匀，反应完毕CO2开关型溶剂从水相中分离出后，打开截留阀33通过螺杆泵34将搅拌桶1内的溶液泵入离心萃取机3内完成分离，回收得到部分CO2开关型溶剂，剩余的水相经管道36返回搅拌桶1内，从加药口14加入固体CaO，反应完毕后，打开截留阀23通过螺杆泵24将搅拌桶1内的溶液泵入卧式螺旋离心机2内完成分离，回收得到剩余的CO2开关型溶剂。
进一步的，所述搅拌桶1顶部用盖板16密封，避免搅拌轴搅拌时液体的泄露。
上述含CO2开关型溶剂的水相是指用CO2开关型溶剂处理油基钻屑后分离得到的水相。具体为：将等质量的油基钻屑与CO2开关型溶剂混合，常温下搅拌30min，离心分离出残渣和混合油类提取液，按质量比提取液∶水＝1∶2往提取液中加入定量的水，在高速搅拌下通入CO2，在1L/min通量下通气1h后，分离得到矿物油类和含CO2开关型溶剂的水相。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：它包括搅拌装置和离心机，搅拌装置的出料口与离心机的进液口通过管道连接，管道上设置截留阀和螺杆泵，所述搅拌装置包括搅拌桶，搅拌桶内设置搅拌轴，搅拌桶顶部设置加药口，搅拌桶上设置进料口。
2.根据权利要求1所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述离心机选自卧式螺旋离心机和离心萃取机。
3.根据权利要求1所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述加药口包括NaOH加药口和CaO加药口。
4.根据权利要求1所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述搅拌桶顶部用盖板密封。
5.根据权利要求1所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述搅拌桶底部设置两个出料口，一个出料口与离心萃取机的进液口通过管道连接，另一个出料口与卧式螺旋离心机的进液口通过管道连接，所述离心萃取机的水相出口通过管道连接到搅拌桶的进料口上。
6.根据权利要求5所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述离心萃取机的进液口与搅拌桶出料口连接的管道上设置有截留阀和螺杆泵。
7.根据权利要求5所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述卧式螺旋离心机的进液口与搅拌桶出料口连接的管道上设置有截留阀和螺杆泵。
8.根据权利要求5所述的一种用于油基钻屑处理的CO2开关型溶剂的回收装置，其特征在于：所述离心萃取机的水相出口与搅拌桶的进料口连接的管道上设置有截留阀和螺杆泵。
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