[發明專利]利用二氧化碳水合物凍融除油的方法

在審

• 申請號: 202011292101.2
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112390318A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 張永勝;王大剛;王蕊蕊;趙偉龍;劉志剛;楊美榮;宋振江
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: C02F1/22
• 分類號: C02F1/22;C02F1/40;C02F103/10
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司 41125
• 代理人: 王紅培

本發明提供了一種利用二氧化碳水合物凍融除油的方法，將一定體積的低溫含油廢水置于耐高壓密閉反應釜中，通入二氧化碳，反應過程中保持連續機械攪拌，待液相完全相變為固相后，開啟泄壓閥排氣至反應釜內常壓，固相充分溶解后，將反應釜中混合液排放至重力分離裝置進行油水分離。相比于精過濾方法去除含油廢水中的乳化油，二氧化碳水合物凍融除油方法無需填料，節省填料處理費用并避免了二次污染問題，相比于傳統凍融方法，二氧化碳水合物凍融除油方法能耗更低，無需添加熱力學促進劑，凍融速度更快，處理含油廢水能力更強。

技術領域

本發明涉及工業廢水處理凈化技術，具體涉及一種利用二氧化碳水合物凍融去除石油開采廢水中乳化油的方法。

背景技術

隨著地層中石油的不斷開采，油田井下石油總量減少并且粘稠度增加，油井下注入大量的水和高溫蒸汽成為一種較為有效的提高石油產量的方法，從而在石油的開采過程中會產生大量的含油廢水，含油廢水需處理達到標準后才能作為回注水重復利用。因此，油田含油廢水的處理成為制約石油開采和生產的關鍵問題之一，開發一種經濟、高效的含油廢水處理方法具有較高的理論價值和現實意義。

含油廢水處理的傳統方法是先通過大罐沉降重力除去懸浮油，再經過氣浮去除分散油和部分乳化油，剩余乳化油通過精細過濾去除，最終達到回注水標準。針對傳統處理工藝中通過精細過濾去除乳化油的過程，雖然能夠有效的去除水中的乳化油，但是同時也會產生較多的過濾廢料，過濾廢料處理成本高，并且會導致二次污染。

含油廢水中乳化油顆粒小、密度與水接近且分散度較大，含油廢水在由水相轉變為固相的瞬間過程中，依靠相變能量打斷油分子的化學鍵，從而加強乳化油的聚合作用形成新的聚合體，聚合體的密度略大于水，可通過重力分離方式進行去除。常規凍融除油方法，冷凍時間長且需要大功率制冷機組才能持續保證低溫條件，能量消耗巨大，并且融冰速度慢難度大，導致處理效率低。

發明內容

本發明提出了一種利用二氧化碳水合物凍融除油的方法，利用二氧化碳水合物凍融除油方法，反應環境保持高壓狀態后，可降低相變時的低溫條件，且高壓環境可直接由二氧化碳氣瓶本身提供，大大節省了能耗和設備投資，反應釜釋放壓力后二氧化碳水合物溶解速度快，使得含油廢水處理效率得到提高，從而實現經濟、高效、低能耗的油水分離。

實現本發明的技術方案是：

一種利用二氧化碳水合物凍融除油的方法，將一定體積的低溫含油廢水置于耐高壓密閉反應釜中，通入二氧化碳，二氧化碳氣瓶通過穩壓閥為反應釜提供穩定高壓氣體環境，二氧化碳水合物生成過程中保持連續機械攪拌，待液相完全相變為固相后，開啟泄壓閥排氣至反應釜內常壓，水合物在反應釜內室溫自然溶解，固相充分溶解后，將反應釜中混合液排放至重力分離裝置進行油水分離，完成一次凍融除油循環。

針對不同的油品以及含油量，凍融循環的次數不同。

所述的反應釜為可承受6 MPa壓力、耐腐蝕、密閉的不銹鋼容器，需配置有進液口、出液口、穩壓閥和泄壓閥。

所述低溫含油廢水為石油開采含油廢水，石油開采含油廢水包括懸浮油、分散油和乳化油。

為了增強二氧化碳水合物凍融除油的效果和降低處理成本，石油開采含油廢水經過大罐沉降和氣浮分離預處理，去除含油廢水中懸浮油、分散油和部分乳化油，經預處理無法去除的乳化油再進行二氧化碳水合物凍融方法除油。

所述耐高壓密閉反應釜中溫度為0.5~2.0℃，通入二氧化碳后壓力為3.5 Mpa。

所述耐高壓密閉反應釜內液相總體積不能超過有效容積的五分之一。

所述反應釜內機械攪拌轉速為600 r/min。

油水分離后，如果出水含油率不達標，則再次進入凍融循環。

油水分離后，如果出水含油率達標，出水作為回注水重復利用。