一种天然气废水除汞方法技术

技术编号:18454736 阅读:315 留言:0更新日期:2018-07-18 11:21
本发明专利技术涉及一种天然气废水除汞方法,其步骤包括:S1、向水中加入汞捕捉剂以与烃流体中溶解的离子汞化合物反应,形成不溶于水的汞化合物的沉淀物;S2、通过压滤机将沉淀的汞化合物与水分离;S3、将压滤的滤饼用酸浸取后用有机磷萃取剂萃取,再反萃出高纯度汞盐;S4、将汞盐水溶液蒸馏去水,得到汞盐晶体。本发明专利技术能有效地将汞污染物降低到排放指标水平,并且将除去的汞提取提纯。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气废水除汞方法
本专利技术涉及一种废液处理方法,特别是一种天然气废水除汞方法。
技术介绍
汞是一种银白色的液体金属,常温下挥发性很大,在空气中的饱和浓度可达3.52~29.5mg/m3。由于汞具有一些特殊的物理、化学性能,所以广泛的应用在化工和石油化学工业、制药、纸浆造纸、电器电子仪表等工业部门。我国每年实际产汞量约1100t,用汞总量为1100~1500t。如此广泛的使用,每年全球散失于环境中的汞约为1.5×104~3.0×104t,以“废气、废渣、废水”三种途径污染环境。汞及其化合物都是有毒物质,可以通过各种途径侵入人体,主要影响人的中枢神经,在一般情况下多为慢性中毒。它的毒性是累积的,其中无机汞主要积聚于内脏,少量积聚于脑髓、皮肤和人体的其他部分。汞的危害问题早已被人们所认识,并已开发出多种物理、化学及微生物的处理方法。然而,由于汞的使用范围广泛,含汞的污染物也种类繁多,且每种都需要使用不同的工艺才能够更好的处理。处理含汞废弃物多需要耗费大量的能源和资源,处理成本高且难以到达处理的效果。在世界某些地区生产的天然气和原油含有大量的汞,其量足以使其加工成问题。例如,从东南亚某些地区生产的天然气衍生的烃类冷凝物可能含有超过1000ppbw的汞,而阿根廷某些地区的原油经常含有超过2000ppbw的汞。来自天然气和油井产生的废水的水质也可能含有高浓度的汞。汞可以以几种形式存在,包括离子,元素,颗粒和有机物。例如,原油可能含有元素汞并被氧化,从而产生水溶性盐(Hg+,Hg2+)和络合物。此外,厌氧细菌可以将颗粒状的悬浮汞转化为水溶性有机形式,从而容易地发生两种溶剂物质之间的转移。汞的存在会引起两种问题。首先,汞可能通过形成汞合金来腐蚀加工设备中的金属;如铝和铝合金制成的物品,如低温设备中的冷箱,如在石化装置和天然气处理装置中的乙烯分离器。汞也会降低催化剂的使用寿命。目前,很少有技术从废水和生产用水中清除汞。可用于处理水中汞的主要商业技术包括添加几种商业上可用的沉淀剂之一,通常是硫化聚合物,以沉淀溶解的离子汞并通过气体或空气浮选除去,但它不能去除可能存在的所有汞物质,包括不溶性颗粒状汞化合物、元素汞、有机汞主要为单甲基和二甲基汞。处理水中的汞和及其他重金属的方案如美国专利文本US4814091A、US5667694A、US6165366A和US7029202B2。US4814091A中预滤随后经pH调节后用硫化物沉淀,随后絮凝和渗滤。US5667694中使用有机粘土吸附剂,吸附水中的金属。US6165366A中使用次氯酸氧化汞,再使用活性炭吸附过滤。US7029202B2中先采用木质素衍生物与汞或其他金属形成配合物,之后使用絮凝剂形成絮凝物,然后将其分离沉淀为污泥。然而,这些方法没有显示出足以将废水流中的汞去除到符合环保排放指标的水平,并都出现了含高浓度汞的二次污染物,没有将汞提取,没能从根本上杜绝汞污染。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种从水(例如石油天然气开采废水,生产加工水,工艺水)中去除汞的处理技术,无论是离子的,元素的,颗粒状的还是有机的,都能有效地将汞污染物降低到排放指标水平,并且将除去的汞提取提纯。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案:一种天然气废水除汞方法,其步骤包括:S1、向水中加入汞捕捉剂以与烃流体中溶解的离子汞化合物反应,形成不溶于水的汞化合物的沉淀物;S2、通过压滤机将沉淀的汞化合物与水分离;S3、将压滤的滤饼用酸浸取后用有机磷萃取剂萃取,再反萃出高纯度汞盐;S4、将汞盐水溶液蒸馏去水,得到汞盐晶体。进一步地,所述汞捕捉剂包含与烃流体中溶解的汞化合物反应形成不溶于水的汞的硫化物。作为优选,所述汞捕捉剂包含碱金属硫化物、碱金属多硫化物、碱土金属硫化物、碱土金属多硫化物中的一种或多种。进一步地,所述汞捕捉剂包含噻唑、二烷基二硫代磷酸或其盐、二烷基一硫代磷酸或其盐、二烷基二硫代次磷酸或其盐、二烷基一硫代次磷酸或其盐、碱金属硫代氨基甲酸盐、碱金属二硫代氨基甲酸盐、碱金属黄原酸盐、碱金属三硫代碳酸盐化合物中的一种或多种。作为优选,所述汞捕捉剂包含水溶性聚合二硫代氨基甲酸盐,所述烃流体中汞不小于100ppmw(
技术介绍
和实施例中汞的浓度均由ppbw表示,请确认该数量级是否有问题),加入的水溶性聚合二硫代氨基甲酸盐不小于200ppmw。进一步地,所述步骤S1中的pH范围保持在3-9。作为优选,所述步骤S1中的温度范围保持在10-50℃。更进一步,所述步骤S1中形成沉淀物时加入絮凝剂。作为优选,所述絮凝剂加入量小于25ppmw(请确认25ppm是否是质量)。作为优选,所述有机膦萃取剂为C4~C18的二烷基磷酸酯或者二烷基次磷酸、二烷基一硫代次磷酸、二烷基二硫代次磷酸、三烷基磷酸酯、三烷基硫代磷酸酯中的一种或多种。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明,以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实施例1:本实施例中说明的比例和百分比均以重量计。含汞水流通过管线与注入的水溶性汞捕捉剂的水流相遇混合并发生反应以使溶解的离子汞从溶液中沉淀出来。然后,该料流进入压滤机,分离不溶于水的固体。分离后基本上不含汞物质的水通过管线离开,并且可以进行其它后期处理步骤,例如生物处理以减少其COD,当达标后可排放到环境中。压滤出来的滤饼经过酸浸取,例如盐酸,再经过一道压滤将污泥过滤,过滤后的污泥基本不含汞或者在排放指标以内,可以当作普通固废处理。浸取出的汞酸溶液经过有机膦萃取剂萃取出汞,萃取液经反萃形成汞盐水溶液,汞盐水溶液经蒸馏去除水后汞盐结晶,达到提纯提取汞的目的。萃余酸液和有机磷萃取液回到前段工序循环使用,形成无二次污染,汞提纯可利用的目的。该汞去除方法适用于所有含有汞的水流体,包括含汞废水和工艺水。如上所述,这种水流通常与含汞的烃类物质的开采、生产和精炼以及由这些烃类物质的混流有关。该含汞水可能在接近生产区域产生,如果在运输之前没有去除汞,则可能会在较远处理地点产生。本方法通过试验证明处理含有高达10000ppb的含汞废水;经测试处理后结果可以达到排放指标50ppb以内。根据本去除汞的方法,初始步骤是首先将含汞水中的离子形式的可溶性汞化合物转化为不溶性汞化合物,以便随后通过物理方法去除。为此,在该步骤中,汞捕捉剂与溶解的汞阳离子(通常为Hg2+)在水流中接触反应。可以通过简单地将捕捉剂溶液加入到水流中并进行混合,以确保在整个水体中的充分接触来实现与所有汞的反应。虽然汞捕捉剂与水流的混合可以通过诸如絮凝搅拌罐,或具有填料的塔,逆流混合器或其他能将其均匀分布在整个含汞水流中的装置,但这些装置不是必要条件,因为捕捉剂和溶解的汞物质之间的反应迅速发生。通常,以正常流速将捕捉剂溶液加入水流中就足够了,但为确保实现良好的混合,这些捕捉剂溶液加入点可以安装在在如泵的吸入口的高湍流区域中,以便使捕捉剂和溶解的离子汞之间发生反应。当絮凝剂与汞捕捉剂一起加入时,必须注意确保兼容性。例如,如果使用阴离子捕捉剂和阳离子絮凝剂,则应在注射点之间提供至少30秒的混合间隔,以避免产品之间的相互反应,造成不利于除汞的效果。本专利技术中汞捕捉剂包括与溶解的汞离子反应形成不溶性硫化汞沉淀物的硫化物本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种天然气废水除汞方法,其步骤包括:S1、向水中加入汞捕捉剂以与烃流体中溶解的离子汞化合物反应,形成不溶于水的汞化合物的沉淀物;S2、通过压滤机将沉淀的汞化合物与水分离;S3、将压滤的滤饼用酸浸取后用有机磷萃取剂萃取,再反萃出高纯度汞盐;S4、将汞盐水溶液蒸馏去水,得到汞盐晶体。

【技术特征摘要】
1.一种天然气废水除汞方法,其步骤包括:S1、向水中加入汞捕捉剂以与烃流体中溶解的离子汞化合物反应,形成不溶于水的汞化合物的沉淀物;S2、通过压滤机将沉淀的汞化合物与水分离;S3、将压滤的滤饼用酸浸取后用有机磷萃取剂萃取,再反萃出高纯度汞盐;S4、将汞盐水溶液蒸馏去水,得到汞盐晶体。2.根据权利要求1所述的天然气废水除汞方法,其特征在于:所述汞捕捉剂包含与烃流体中溶解的汞化合物反应形成不溶于水的汞的硫化物。3.根据权利要求2所述的天然气废水除汞方法,其特征在于:所述汞捕捉剂包含碱金属硫化物、碱金属多硫化物、碱土金属硫化物、碱土金属多硫化物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的天然气废水除汞方法,其特征在于:所述汞捕捉剂包含噻唑、二烷基二硫代磷酸或其盐、二烷基一硫代磷酸或其盐、二烷基二硫代次磷酸或其盐、二烷基一硫代次磷酸或其盐、碱金属硫代氨基甲酸盐、碱金属二硫代氨基甲酸盐、碱金属黄原酸盐、碱金属...

【专利技术属性】
技术研发人员:阿锡他应思斌
申请(专利权)人:浙江新化化工股份有限公司
类型:发明
国别省市:浙江,33

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