[發明專利]超臨界水高溫高壓洗油模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 202010191534.2
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111426607B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 王富華;王路一;孫明波;張衛東;王志遵;于敦源;劉海陽;黎曉明;朱根貴
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）;青島華石石油科技有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司 37107
• 代理人: 羅文遠

本發明涉及一種超臨界水高溫高壓洗油模擬裝置及方法。其技術方案是：筒體采用高溫高壓筒體，筒體外周包裹加熱套，在筒體的上下兩端分別設有燒結板，在上側的燒結板的外側連接上堵頭，下側的燒結板的外側連接下堵頭，上、下堵頭外側分別用壓緊法蘭壓緊，并在壓緊法蘭外側分別設有上保溫套和下保溫套，上下堵頭分別與液體進出管線連接，管線上安裝壓力表，用以測量筒體的壓力。有益效果是：本發明工藝操作簡單，既可以連續循環洗油，也可以間斷洗油，處理效果好，不僅可以最大程度回收油，沒有二次污染，而且不使用有機溶劑，也不用在水中添加化學劑，清洗水可以循環利用，安全、環保、經濟、高效。

技術領域

本發明涉及一種危廢處理技術及石油環保技術，特別涉及一種超臨界水高溫高壓洗油模擬裝置及方法。

背景技術

使用油基鉆井液產生的含油污泥及含油鉆屑，以及石油開采、集輸過程產生的各種含油污泥，如果不經處理直接排放，其中的油類物質會污染土壤和水體，造成嚴重的環境污染。因此，必須對含油固體物質進行有效的油固分離、將油類物質含量降低到環境可接受的水平后，固體廢棄物才能排放到環境中。另外，在石油工程巖心實驗中，也必須對巖心進行洗油洗鹽處理后才能進行一系列巖心實驗。

通常對含油固體的清洗介質一般用表面活性劑的水溶液或有機溶劑，在一定溫度和壓力下對含油污泥及鉆屑、巖心等含油固體進行洗滌。該工藝會產生大量的廢水，消耗大量的有機溶劑，后續的油水分離、廢水處理以及廢有機溶劑的處理工藝繁瑣，運作成本較高。

水是自然界最普通、極性最強的無機溶劑，根據相似相溶原理，強極性的水不能與弱極性的油相混溶。由物理化學知識可知，隨著溫度升高，水的極性顯著降低。根據水的p-T相圖，當達到臨界狀態（溫度374.15℃、壓力達到2.21×10⁷Pa）以后即成為超臨界水，其極性變得很弱，類似于有機溶劑，因此能夠與油完全互溶成為均相溶液。而當溫度和壓力降低到低于水的臨界溫度和臨界壓力條件，油水極性差別變大，油水不能混溶；由于油水密度差異，油水自然分層。另外，含油固體中的油類物質，當溫度超過340℃以后容易發生熱解吸，由吸附/束縛態轉變為游離態，脫離固體孔隙表面，更容易與高溫水、亞臨界水、超臨界水混溶。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種超臨界水高溫高壓洗油模擬裝置及方法，解決現有的含油固體處理系統工藝復雜、材料消耗大的問題及二次污染問題。

本發明提到一種超臨界水高溫高壓洗油模擬裝置，其技術方案是：包括筒體（a1）、上堵頭（a5）、上保溫套（a7）、壓緊法蘭（a8）、加熱套（a9）、下堵頭（a10）、下保溫套（a11）、燒結板（a12），所述筒體（a1）采用高溫高壓筒體，筒體外周包裹加熱套（a9），且加熱套的采用耐高溫合金材料，在筒體（a1）的上下兩端分別設有燒結板（a12），在上側的燒結板（a12）的外側連接上堵頭（a5），下側的燒結板（a12）的外側連接下堵頭（a10），上、下堵頭外側分別用壓緊法蘭（a8）壓緊，并在壓緊法蘭外側分別設有上保溫套（a7）和下保溫套（a11），上堵頭（a5）、下堵頭（a10）分別與液體進出管線連接，管線上安裝壓力表，用以測量筒體（a1）的壓力。

優選，上述燒結板（a12）為耐高溫多孔陶瓷燒結板，水油均可以通過，固體顆粒及粉末不能通過。

優選，上述上堵頭（a5）、下堵頭（a10）分別與燒結板相接觸，上堵頭（a5）與下堵頭（a10）的中心有油水孔，能夠與進出口管線相連接。

優選，上述筒體（a1）內腔設有測溫探頭（a13）。

優選，上述筒體（a1）與上、下堵頭之間通過柔性石墨（a2）密封，且采用錐度柔性石墨徑向密封。

優選，上述上保溫套（a7）、加熱套（a9）、下保溫套（a11）均采用GH4169 合金材料，最高加熱溫度 550℃，用于將水加熱至超臨界水的溫度壓力條件。