本发明专利技术涉及一种移动式组合油砂洗涤的方法和装置。该方法主要经过一级洗涤、预分离，二级混合、固液分离，三级油水分离，四级泥/砂处理回填的步骤，实现油与泥/砂的深度分离，达到油的回收、砂或泥的净化。本发明专利技术采用特殊设计的管道混合及旋流强化洗涤的方法实现了成套系统的高效、低耗及小型化，并具有可实现移动化操作，不产生二次污染的优点。此技术弥补了油砂、油泥处理系统的工业化不足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种旋流、超声组合式水洗法油砂洗涤的方法和装置，属于石油化工分离领域。
技术介绍
据估计，我国原油对外依存度在2020年将达到67.7%，约需年进口石油4.8亿吨。我国原油资源供需存在着巨大的缺口，制约着我国经济的持续健康发展。油砂，又称沥青砂或焦油砂，是一种含有沥青或焦油的砂或砂岩，属于非常规石油资源，其开发利用都将越来越受到人们的重视。我国油砂分布广、资源潜力大，其探明储量换算成油砂油，远大于石油的探明储量。过去由于廉价原油的开采及油砂分离成本较高等因素制约下，油砂油产量增长及研究进展缓慢。开发油砂分离新技术，降低油砂分离的能耗和环境污染，增加油砂油的产量，对降低我国的原油对外依存度及能源安全具有重大意义。油砂油对应于油成分的沥青(bitumen)，以及石英砂(quartz sand)、粘土(clay)、水及微量的各种矿物质以物理化学方式混合在一起而构成，按其储藏位置的不同成分多少会不同，大概由75?85%的无机物(石英砂、粘土、矿物质等)，I?5%的水，I?18%的沥青构成。另外，由于石油开采在周边形成的落地油，其分布也较广，总量也较大，裸露在环境中，在雨水浸泡下，流入农田、河流，使水中溶解氧得不到补充。同时，石油本身被微生物降解时，要消耗大量氧气，使水体严重缺氧，水生生态系统遭受破坏。许多多环芳烃(PAH)具有致突变和致癌性，通过直接和间接途径对人体健康带来严重损害。某些有害物质进入农田后，被农作物吸收，通过食物链进入人和动植物体内，导致各种疾病发生，威胁人类的健康。因此开发对落地油的再利用的工艺方法具有资源利用和环境保护的双重意义。油砂、落地油的开发利用主要是利用油砂、落地油制油，其分离方法大体可分为水洗法、溶剂法和裂解法。其中，不论是溶剂法，还是裂解法，都存在工艺流程复杂、设备投资巨大、生产成本高、环保难达标等缺点，而难以实现大规模工业化生产。水洗法则以其工艺流程简单、设备投资少、生产成本低，而被广泛应用于工业化生产随着技术的应用和研究的深入，发现旋流分离技术依靠自身结构简单、处理量大、操作成本低的优势在油砂洗涤修复中得到了越来越广泛的应用。移动式组合油砂洗涤是采用旋流分级分离、超声水洗、机械搅拌、温度控制等技术组合使得油与砂的分离，且移动式具有方便移动、灵活操作、节约运输成本等优点，达到油分高效回收、砂土可直接填埋、重金属成分有效去除的目的。目前国内油砂水洗技术尚无成熟技术，相关实验室研究尚且不多，而且研究重点大多是开发适合于油砂洗涤的表面活性剂，而对于油砂洗涤系统的核心设备及组合优化工艺未见报道。因此，需开发一种适合于我国油砂及落地油性质特点的紧凑高效、低耗便捷的移动式组合油砂洗涤方法和装置。
技术实现思路
鉴于以上问题，本专利技术提供了一种利用旋流、超声、机械搅拌、温度控制组合技术进行油砂、落地油洗涤的方法和装置。采用管道过滤器分选出大粒径的杂物或石块，管道混合器加强油砂混合、洗涤，并充分利用旋流分离结构简单、成本低、可靠性高的优点，主要经过一级洗涤、预分离，二级混合、固液分离，三级油水分离，四级泥/砂处理回填。最终实现油与泥/砂的深度分离，达到油的利用、砂或泥的回填，自来水的回用的目的，保证系统紧凑高效、低耗便捷、可移动操作、不造成再次污染。具体技术方案如下:一种移动式组合油砂洗涤的方法，包括如下步骤:(I)在50?100°C的水中对油砂或者落地油泥进行初步洗涤，初步洗涤过程中液固体积比为1.5?3.5:1 ;所述初步洗涤的方式为搅拌及超声混合洗涤，总时间不低于20min ；然后，过滤除去粒径大于1_的可直接回填的颗粒石块和粗砂，保证进入二次洗涤系统的粒径范围在0.1?300 μ m的颗粒比例为80%以上；(2)过滤后的固液混合物经加压通过第一管道混合器进行二次洗涤，该过程中控制管道流体流速为3?8m/s，固液混合液的体积浓度为10?40% ;然后，再通过第一旋流器深度洗涤并分离，分离出60 μ m的油砂颗粒，溢流通过前端装有微旋流排序器的第二旋流器进行再次分离，保证含固量小于0.02%的油水混合液进入油水分离系统，底流进入洗涤罐再次洗涤；(3)经步骤(2)分离后的油水混合液通过精密过滤器以去除颗粒粒径大于3 μπι的固体颗粒，然后进入油水分离器进行油水分离，在所述油水分离器中经过粗粒化油滴长大和强化沉降过程；分离后油进入储油罐，水进入水罐再次利用。(4)步骤(2)中所述底流的固体物在所述洗涤罐中进行洗涤处理并经过第二管道混合器混合、洗涤，在第三旋流器中进行旋流洗涤并分离提浓，能将砂、泥浓度从15?40%提浓到45?65%，达到固液分离的目的，底流进入离心机脱水，第三旋流器的溢流和离心机的水相再次回到初始的搅拌混合罐再次洗涤，固相回填。所述洗涤罐中的洗涤处理为超声、搅拌水洗，同时保持水温为50?95°C。一种移动式组合油砂洗涤的装置，包括依次连接的以下单元:第一洗涤罐2-1、管道过滤器3、第一管道混合器5-1、第一水力旋流器6-1、具有微旋流排序器7的第二水力旋流器6-2 ;所述第一水力旋流器6-1和第二水力旋流器6-2的出口均与第二洗涤罐2-2连接;所述第二水力旋流器6-2、精密过滤器8、油水分离器9依次连接；所述油水分离器9的顶端与油罐10相连、底端与水罐11相连；所述水罐11与所述第一洗涤罐2-1相连；所述第二洗涤罐2-2依次与第二管道混合器5-2、第三水力旋流器6_3连接。所述水罐11配置加热器12，具有自来水加入口。所述水罐11不断有新鲜的自来水添加、并使用加热器12加热至设置的温度50?100°C，罐体采用保温处理。所述的装置还具有离心机13，所述离心机13分别与所述第三水力旋流器6-3、第一洗涤罐2-1、管道过滤器3相连。所述第一洗涤罐2-1、第二洗涤罐2-2的上方设有双叶轮搅拌器、罐体四周分别设超声仪14-1和超声仪14-2，并且罐体经过保温处理。所述管道过滤器3与所述第一管道混合器5-1之间具有泥浆栗4-1 ;所述第二洗涤罐2-2与所述第二管道混合器5-2之间具有泥浆栗4-2。所述管道过滤器的过滤精度为1_。可以去除可直接回填的粒径大于1_的大颗粒石块和粗砂。所述油水分离器9内部装有粗粒化及强化沉降分离模块。管道混合器5-1、5-2为轴流式混合器，每隔8?12D (D指管道的公称直径，即8_12倍的管道公称直径)安装一个，按照流动方向相邻两个分别为正转和反转。管道混合器5-1、5-2为K型管道混合器，每隔8?12D(D指管道的公称直径，即8-12倍的管道公称直径)安装一个。所述微旋流排序器7是顺旋排序器。所述洗涤罐2-1、管道过滤器3依次相连，组成预分离系统；所述栗4-1、管道混合器5-1、水力旋流器6-1和前端装有顺旋排序器7的水力旋流器6-2串联，组成液固分离系统；所述精密过滤器8、油水分离器9、油罐10、水罐11相连，组成油水分离系统；所述洗涤罐2-2、栗4-2、管道混合器5_2、水力旋流器6_3、离心机13相连，组成砂、泥净化回填系统。上述装置可以采用并联水力旋流器的方法扩大处理能力。上述管道混合器既有输送功能，又有颗粒洗涤功能。所述水罐具有加热、保温功能。离心机前的旋流器具有提浓作用，能将砂、泥浓度从10?40%提浓到45?本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种移动式组合油砂洗涤的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在50～100℃的水中对油砂或者落地油泥进行初步洗涤，初步洗涤过程中液固体积比为1.5～3.5：1；所述初步洗涤的方式为搅拌及超声混合洗涤，总时间不低于20min；然后，过滤除去粒径大于1mm的可直接回填的颗粒石块和粗砂，保证进入二次洗涤系统的粒径范围在0.1～300μm的颗粒比例为80％以上；(2)过滤后的固液混合物经加压通过第一管道混合器进行二次洗涤，该过程中控制管道流体流速为3～8m/s，固液混合液的体积浓度为10～40％；然后，再通过第一旋流器深度洗涤并分离，分离出大于60μm的油砂颗粒，溢流通过前端装有微旋流排序器的第二旋流器进行再次分离，保证含固量小于0.02％的油水混合液进入油水分离系统，底流进入洗涤罐再次洗涤；(3)经步骤(2)分离后的油水混合液通过精密过滤器以去除颗粒粒径大于3μm的固体颗粒，然后进入油水分离器进行油水分离，在所述油水分离器中经过粗粒化油滴长大和强化沉降过程；分离后油进入储油罐，水进入水罐再次利用；(4)步骤(2)中所述底流的固体物在所述洗涤罐中进行洗涤处理并经过第二管道混合器混合、洗涤，在第三旋流器中进行旋流洗涤并分离提浓，能将砂、泥浓度从15～40％提浓到45～65％，达到固液分离的目的，底流进入离心机脱水，第三旋流器的溢流和离心机的水相再次回到初始的搅拌混合罐再次洗涤，固相回填。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨强，孙荣江，胡军，竺嘉斌，卢浩，许萧，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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