CN117285213B - 一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，涉及油污处理技术领域，本发明通过离子交换树脂技术、蒸馏，实现了对废弃液体中有价值化学物质的高效分离和回收，这使得工艺的资源回收率显著提升，减少了化学物质的浪费，有助于实现更可持续的资源利用，同时通过蒸馏和离子交换树脂技术，废弃的有机溶剂和离子液体得以再生，可以用于新一轮的工艺，降低新化学物质的使用量，减少环境负担，工艺中采用了高效液相色谱HPLC和气相色谱‑质谱联用技术进行化学成分分析，能够对化合物进行精确的定性和定量分析，在分析效率、资源回收、化学物质再生和环境友好性方面都有显著的提升。
Description
技术领域
本发明涉及油污处理技术领域，具体为一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺。
背景技术
含油污油泥是指在工业生产过程中产生的含有油脂或石油污染物的固体废弃物，这种废弃物通常由于其高度污染性和复杂性而成为环境和可持续发展领域的一个重要课题，在处理含油污油泥方面，存在一些明显的问题和改进的空间。
油田生产过程中产生的含油污油泥是一种典型的工业废弃物，它含有石油残留物和其他污染物，如果不经过适当处理，可能对环境和人类健康造成不良影响，而资源化减量的概念强调不仅要将废物减少到最低，还要将废物中的有价值成分回收利用，以减少资源浪费，油田含油污油泥资源化减量可以将油田生产过程中产生的含油污油泥进行有效处理和利用，以实现资源的回收和废物的减量化。
然而传统的含油污油泥资源化减量处理工艺步骤相对繁琐且效率较低，缺乏高效的分析技术和分离方法，导致分析过程耗时长且分离效果不佳，同时传统工艺往往未能充分考虑资源回收问题，导致废弃液体中有价值化学物质的回收率较低，这样的做法会造成化学物质的浪费，降低资源的利用效率，因此亟须一种可以提高分析、分离提取效率的，可对有价值化学物质进行分离回收的通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺来解决此类问题。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，解决现有技术中存在的缺乏高效的分析技术和分离方法，有价值化学物质的回收率较低的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现，本发明提供了一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，包括：
化学物质成分分析，从含油污油泥中采集样品后，进行固液分离和溶剂萃取，得到样品溶液，将样品溶液引入高效液相色谱仪，进行反相色谱柱并采用梯度洗脱，采用气相色谱-质谱联用仪，将样品中的挥发性有机化合物分离；
化学物质再生和利用，根据分析结果，确定可回收和再利用的化学物质，包括有机溶剂和离子液体，采用蒸馏，将溶剂从废弃液体中分离和回收，使用离子交换树脂技术，从废液中去除杂质，再生离子液体；
分离与提取，采用微滤膜对含油水相进行分离，水相和浓缩的含油相被分离出来，将浓缩的含油相通过超声波技术进行提取。
本发明进一步地设置为：所述化学物质成分分析具体包括：
步骤1.将采集的样品经过离心过滤，进行固液分离，分离出固体部分和液体部分；
步骤2.采用二甲苯对液体部分进行萃取，每200ml分离液体使用50ml二甲苯；
步骤3.将经过萃取的液体部分蒸发得到溶液作为待分析样品；
步骤4.将步骤3制备的溶液注入HPLC分析仪样品瓶中，进行HPLC分析观察色谱图的生成，记录峰面积、保留时间信息；
本发明进一步地设置为：所述步骤4中HPLC分析仪分析具体步骤包括：
注入流速设置在0.5mL/min-2.0mL/min，采用紫外检测，波长设置为254 nm，样品浓度进样量在1μL-20μL范围内；
使用C18反相色谱柱，装载反相色谱柱，使用手动注射器，将样品溶液以适当体积进样到分析柱；
分析梯度条件为：
起始时刻：90%溶剂A和10%溶剂B；
20分钟后：60%溶剂A和40%溶剂B；
30分钟后：10%溶剂A和90%溶剂B；
其中溶剂A为水，溶剂B为乙腈；
本发明进一步地设置为：所述化学物质再生和利用步骤中，采用蒸馏方法，将溶剂从废弃液体中分离和回收，具体的：
准备蒸馏柱、加热装置、冷却器；
将化学物质成分分析步骤中已经过滤的废弃液体置于蒸馏柱中，加热瓶底，使溶剂蒸发；
本发明进一步地设置为：所述化学物质再生和利用步骤中，使用离子交换树脂技术，从废液中去除杂质，再生离子液体，具体的：
根据废液中的离子种类和性质，选择离子交换树脂，阳离子采用酸型交换树脂，选用硫酸、醋酸作为再生剂，交换树脂选用AmberliteIR-120,Dowex50,DowexHCR-S，AmberliteIR-45,Dowex50W,DuoliteC-20；
阴离子采用碱型交换树脂，选用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠作为再生剂，交换树脂选用AmberliteIRA-400,Dowex1X8,DuoliteA-161，AmberliteIRA-68,Dowex1X4,DuoliteA-300；
将离子交换树脂装载到适当的固定柱中，将废液通过离子交换树脂柱，树脂上的固定功能基团会吸附废液中的杂质离子；
通过流动溶液，酸性和碱性洗脱剂，将吸附在树脂上的杂质离子洗脱下来；
本发明进一步地设置为：所述分离与提取步骤中，对含油水相进行分离具体包括：
准备微滤膜装置，包括过滤器和支持结构；
对含油水相进行搅拌，混合均匀后将混合物加入微滤膜装置，应用适当0.5bar-1.5bar压力，将水相通过微滤膜分离出来，浓缩的含油相被滞留在膜上；
本发明进一步地设置为：所述分离与提取步骤中，超声波提取具体包括：
准备超声波处理设备，包括超声波发生器和处理腔；
将浓缩的含油相放入超声波处理腔中；
将超声波能量传递至处理腔，通过声波振动破碎细胞壁；
分离超声波处理后的提取液，去除残留的固体颗粒和细胞残渣。
（三）有益效果
本发明提供了一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺。具备以下有益效果：
从含油污油泥中采集样品，经过离心过滤得到固体和液体部分，使用二甲苯对液体部分进行萃取，获得浓缩的含油相，然后蒸发浓缩的含油相，得到待分析的溶液样品，采用HPLC分析仪通过反相色谱柱和梯度洗脱，分离不同化合物，同时采用紫外检测，波长为254 nm，记录峰面积和保留时间信息，使用气相色谱-质谱联用仪，分离样品中的挥发性有机化合物。
根据分析结果，确定可回收和再利用的化学物质，包括有机溶剂和离子液体，使用蒸馏将溶剂从废弃液体中分离和回收，使用离子交换树脂技术去除废液中的杂质，再生离子液体，使用微滤膜对含油水相进行分离，获得水相和浓缩的含油相，通过超声波技术对浓缩的含油相进行提取，破碎细胞壁，提高提取效率。
综上所述，本发明所提供的通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺采用了高效的分析、分离和提取技术，包括HPLC、气相色谱-质谱联用、微滤膜分离、超声波提取，使得工艺在分析和处理效率上有了显著的提升，能够更快速、准确地分离和提取目标化合物，通过离子交换树脂技术、蒸馏，实现了对废弃液体中有价值化学物质的高效分离和回收，这使得工艺的资源回收率显著提升，减少了化学物质的浪费，有助于实现更可持续地资源利用，同时通过蒸馏和离子交换树脂技术，废弃的有机溶剂和离子液体得以再生，可以用于新一轮的工艺，降低新化学物质的使用量，减少环境负担，工艺中采用了高效液相色谱HPLC和气相色谱-质谱联用技术进行化学成分分析，能够对化合物进行精确的定性和定量分析，在分析效率、资源回收、化学物质再生和环境友好性方面都有显著的提升。
解决了现有技术中存在的缺乏高效的分析技术和分离方法，有价值化学物质的回收率较低的问题。
附图说明
图1为本发明的通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1，本发明提供一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，包括如下步骤：
S1.化学物质成分分析，从含油污油泥中采集样品后，进行固液分离和溶剂萃取，得到样品溶液，将样品溶液引入高效液相色谱仪，进行反相色谱柱并采用梯度洗脱，通过引入反相色谱柱并采用梯度洗脱，不同化合物会在柱上逐渐分离，使得有机化合物得以分析和定量；采用气相色谱-质谱联用仪，将样品中的挥发性有机化合物分离；
化学物质成分分析具体包括：
步骤1.将采集的样品经过离心过滤，进行固液分离，分离出固体部分和液体部分；
步骤2.采用二甲苯对液体部分进行萃取，每200ml分离液体使用50ml二甲苯；
步骤3.将经过萃取的液体部分蒸发得到溶液作为待分析样品；
步骤4.将步骤3制备的溶液注入HPLC分析仪样品瓶中，进行HPLC分析观察色谱图的生成，记录峰面积、保留时间信息；
步骤4中HPLC分析仪分析具体步骤包括：
注入流速设置在0.5mL/min-2.0mL/min，采用紫外检测，波长设置为254 nm，样品浓度进样量在1μL-20μL范围内；
使用C18反相色谱柱，装载反相色谱柱，使用手动注射器，将样品溶液以适当体积进样到分析柱；
分析梯度条件为：
起始时刻：90%溶剂A和10%溶剂B；
20分钟后：60%溶剂A和40%溶剂B；
30分钟后：10%溶剂A和90%溶剂B；
其中溶剂A为水，溶剂B为乙腈；
S2.化学物质再生和利用，根据分析结果，确定可回收和再利用的化学物质，包括有机溶剂和离子液体，采用蒸馏，将溶剂从废弃液体中分离和回收，使用离子交换树脂技术，从废液中去除杂质，再生离子液体；
通过化学物质再生和利用步骤，废弃的化学物质得以再生并重新应用于工艺中，降低新化学物质的使用量，减少环境负担，提升工艺的可持续性；
采用蒸馏方法，将溶剂从废弃液体中分离和回收，具体的：
准备蒸馏柱、加热装置、冷却器；
将化学物质成分分析步骤中已经过滤的废弃液体置于蒸馏柱中，加热瓶底，使溶剂蒸发，蒸发的溶剂蒸汽会冷凝成液体并收集于冷却器中，收集的液体即为回收后的溶剂；
使用离子交换树脂技术，从废液中去除杂质，再生离子液体，具体的：
根据废液中的离子种类和性质，选择离子交换树脂，阳离子采用酸型交换树脂，选用硫酸、醋酸作为再生剂，交换树脂选用AmberliteIR-120,Dowex50,DowexHCR-S，AmberliteIR-45,Dowex50W,DuoliteC-20；
阴离子采用碱型交换树脂，选用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠作为再生剂，交换树脂选用AmberliteIRA-400,Dowex1X8,DuoliteA-161，AmberliteIRA-68,Dowex1X4,DuoliteA-300；
将离子交换树脂装载到适当的固定柱中，将废液通过离子交换树脂柱，树脂上的固定功能基团会吸附废液中的杂质离子，通过流动溶液，酸性和碱性洗脱剂，将吸附在树脂上的杂质离子洗脱下来，将洗脱液进行后处理，以回收其中的有价值成分，经过离子交换树脂的处理，废液中的杂质被去除，得到纯净的离子液体。
S3.分离与提取，采用微滤膜对含油水相进行分离，水相和浓缩的含油相被分离出来，将浓缩的含油相通过超声波技术进行提取，超声波能破碎细胞壁，提高提取效率；
分离与提取步骤中，对含油水相进行分离具体包括：
准备微滤膜装置，包括过滤器和支持结构；
对含油水相进行搅拌，混合均匀后将混合物加入微滤膜装置，应用适当0.5bar-1.5bar压力，将水相通过微滤膜分离出来，浓缩的含油相被滞留在膜上；
分离与提取步骤中，超声波提取具体包括：
准备超声波处理设备，包括超声波发生器和处理腔；
将浓缩的含油相放入超声波处理腔中；
将超声波能量传递至处理腔，通过声波振动破碎细胞壁；
分离超声波处理后的提取液，去除残留的固体颗粒和细胞残渣。
综合以上内容，在本申请中：
本发明所提供的通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺从含油污油泥中采集样品，经过离心过滤得到固体和液体部分，使用二甲苯对液体部分进行萃取，获得浓缩的含油相，然后蒸发浓缩的含油相，得到待分析的溶液样品，采用HPLC分析仪通过反相色谱柱和梯度洗脱，分离不同化合物，同时采用紫外检测，波长为254 nm，记录峰面积和保留时间信息，使用气相色谱-质谱联用仪，分离样品中的挥发性有机化合物。
根据分析结果，确定可回收和再利用的化学物质，包括有机溶剂和离子液体，使用蒸馏将溶剂从废弃液体中分离和回收，使用离子交换树脂技术去除废液中的杂质，再生离子液体，使用微滤膜对含油水相进行分离，获得水相和浓缩的含油相，通过超声波技术对浓缩的含油相进行提取，破碎细胞壁，提高提取效率。
综上所述，本发明所提供的通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺采用了高效的分析、分离和提取技术，包括HPLC、气相色谱-质谱联用、微滤膜分离、超声波提取，使得工艺在分析和处理效率上有了显著的提升，能够更快速、准确地分离和提取目标化合物，通过离子交换树脂技术、蒸馏，实现了对废弃液体中有价值化学物质的高效分离和回收，这使得工艺的资源回收率显著提升，减少了化学物质的浪费，有助于实现更可持续的资源利用，同时通过蒸馏和离子交换树脂技术，废弃的有机溶剂和离子液体得以再生，可以用于新一轮的工艺，降低新化学物质的使用量，减少环境负担，工艺中采用了高效液相色谱HPLC和气相色谱-质谱联用技术进行化学成分分析，能够对化合物进行精确的定性和定量分析，在分析效率、资源回收、化学物质再生和环境友好性方面都有显著的提升。
在本发明的实施例的描述中，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，包括：
化学物质成分分析，从含油污油泥中采集样品后，进行固液分离和溶剂萃取，得到样品溶液，将样品溶液引入高效液相色谱仪，进行反相色谱柱并采用梯度洗脱，采用气相色谱-质谱联用仪，将样品中的挥发性有机化合物分离；
化学物质再生和利用，根据分析结果，确定可回收和再利用的化学物质，包括有机溶剂和离子液体，采用蒸馏，将溶剂从废弃液体中分离和回收，使用离子交换树脂技术，从废液中去除杂质，再生离子液体；
分离与提取，采用微滤膜对含油水相进行分离，水相和浓缩的含油相被分离出来，将浓缩的含油相通过超声波技术进行提取。
2.根据权利要求1所述的一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，所述化学物质成分分析具体包括：
步骤1.将采集的样品经过离心过滤，进行固液分离，分离出固体部分和液体部分；
步骤2.采用二甲苯对液体部分进行萃取，每200ml分离液体使用50ml二甲苯；
步骤3.将经过萃取的液体部分蒸发得到溶液作为待分析样品；
步骤4.将步骤3制备的溶液注入HPLC分析仪样品瓶中，进行HPLC分析观察色谱图的生成，记录峰面积、保留时间信息。
3.根据权利要求2所述的一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，所述步骤4中HPLC分析仪分析具体步骤包括：
注入流速设置在0.5mL/min-2.0mL/min，采用紫外检测，波长设置为254 nm，样品浓度进样量在1μL-20μL范围内；
使用C18反相色谱柱，装载反相色谱柱，使用手动注射器，将样品溶液以适当体积进样到分析柱；
分析梯度条件为：
起始时刻：90%溶剂A和10%溶剂B；
20分钟后：60%溶剂A和40%溶剂B；
30分钟后：10%溶剂A和90%溶剂B；
其中溶剂A为水，溶剂B为乙腈。
4.根据权利要求1所述的一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，所述化学物质再生和利用步骤中，采用蒸馏方法，将溶剂从废弃液体中分离和回收，具体的：
准备蒸馏柱、加热装置、冷却器；
将化学物质成分分析步骤中已经过滤的废弃液体置于蒸馏柱中，加热瓶底，使溶剂蒸发。
5.根据权利要求1所述的一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，所述化学物质再生和利用步骤中，使用离子交换树脂技术，从废液中去除杂质，再生离子液体，具体的：
根据废液中的离子种类和性质，选择离子交换树脂，阳离子采用酸型交换树脂，选用硫酸、醋酸作为再生剂，交换树脂选用AmberliteIR-120,Dowex50,DowexHCR-S，AmberliteIR-45,Dowex50W,DuoliteC-20；
阴离子采用碱型交换树脂，选用氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠作为再生剂，交换树脂选用AmberliteIRA-400,Dowex1X8,DuoliteA-161，AmberliteIRA-68,Dowex1X4,DuoliteA-300；
将离子交换树脂装载到适当的固定柱中，将废液通过离子交换树脂柱，树脂上的固定功能基团会吸附废液中的杂质离子；
通过流动溶液，酸性和碱性洗脱剂，将吸附在树脂上的杂质离子洗脱下来。
6.根据权利要求1所述的一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，所述分离与提取步骤中，对含油水相进行分离具体包括：
准备微滤膜装置，包括过滤器和支持结构；
对含油水相进行搅拌，混合均匀后将混合物加入微滤膜装置，应用适当0.5bar-1.5bar压力，将水相通过微滤膜分离出来，浓缩的含油相被滞留在膜上。
7.根据权利要求1所述的一种通用油田含油污油泥资源化减量处理工艺，其特征在于，所述分离与提取步骤中，超声波提取具体包括：
准备超声波处理设备，包括超声波发生器和处理腔；
将浓缩的含油相放入超声波处理腔中；
将超声波能量传递至处理腔，通过声波振动破碎细胞壁；
分离超声波处理后的提取液，去除残留的固体颗粒和细胞残渣。
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