一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法，属于资源环境领域。本发明专利技术利用氧化铝副产物赤泥和油泥砂中的主要组分硅、铝、铁等作为主要成分，赤泥中氢氧化钠成分作为助熔剂，油泥砂中的油污作为发气组分，通过配比、成型、煅烧得到高强度的石油用石油压裂支撑剂，在处置赤泥的同时处置了油泥砂，可以大幅降低赤泥和油泥砂的处置成本，变废为宝，经济环保，对促进绿色发展和改善生态环境具有重大意义，同时也符合国家循环经济政策。

A Method of Preparing Oil Fracturing Propellant from Red Mud and Oil Mud Sand

【技术实现步骤摘要】
一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法
本专利技术涉及资源环境领域，特别涉及一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法。
技术介绍
赤泥是氧化铝产业中主要的固体废渣，由于铝矿原料及生产工艺的不同每生产1t氧化铝约产生0.5t～2.5t赤泥。我国各地目前累积堆存量达到3亿多吨，赤泥综合利用率仅10％左右，而且成本较高。随着我国氧化铝产量的逐年增长和铝土矿品位的逐渐降低，赤泥的年产量还将不断增加。我国氧化铝厂大都采用露天筑坝的方式堆存赤泥，这种处置方式不仅占用大量土地，浪费资源，赤泥中的碱还会向地下渗透，造成地下水体和土壤污染；裸露赤泥形成的粉尘随风飘散，也会污染大气，对人类和动植物的生存造成负面影响，恶化生态环境；处理氧化铝生产过程排放的大量赤泥，减少环境污染是氧化铝行业急需解决的难题。赤泥主要含有25～50％的水分，固形物主要成分是氧化铝、氧化铁、氧化钙、二氧化硅和钠碱，同时还少量含有二氧化钛、氧化钪及氧化镁等，以上成分都可以认为是矿物资源；因此，赤泥的资源化处置方式是当前最有挑战的课题之一。最有可能大规模消耗赤泥、有效解决赤泥大量堆存的问题途径是赤泥的综合利用，其主要特点是将赤泥作为整体加以利用，一般直接消耗赤泥，不产生二次污染，形式包括作为主体原料，或掺入其他物料，或作为添加料。主要包括掺入一定比例的赤泥制备建筑材料(如砖、瓦、水泥、混凝土等)、陶瓷制品(如微晶玻璃、耐火材料陶器等)、路基与路面材料、复合材料填充料，以及用赤泥修筑堤坝等途径。世界各国提出了几十种关于赤泥综合利用的途径与方法，但是或由于赤泥含铁量和含碱量较高，或是因为放射性超标，或是成本高、工艺复杂等原因，使得赤泥综合利用难以达到工业生产的要求，或是在工业生产中受到赤泥添加量小等因素的约束，真正意义上的大规模使用赤泥的途径还有待进一步探索与研究。油泥砂是在勘探开发油田时遗留下的油泥油污。国家有关法规规定，每吨油泥要收取1000元的排污费。一口1500米的油井会产生300吨岩屑，仅落地原油形成的油污就可达2吨以上，有时一口油井直接形成的泥浆占地可达4亩，由于未能及时处理，经过风吹雨淋污染可达十余亩，污染土壤和地下水源，不仅造成土壤盐碱化、毒化，导致土壤破坏和废毁，而且其有毒物能通过农作物尤其是地下水进入食物链系统，最终直接危害人类。原油储存装置每年也产生大量油泥砂；油泥砂的主要成分是硅、铝、钙、铁及油污等成分。国内油泥砂的处理方法主要有清洗、填埋和焚烧；清洗一般采用热化学洗涤法，通过三级分离使含油泥砂进行充分乳化和破乳，靠重力沉降原理实现油泥砂的净化处理。处理后的合格泥、砂运送至晾晒场晾晒后，可用于道路底基层施工，污水和污油分别输送至污水及原油处理系统；此法费用很大，同时产生大量污水，油泥砂处置仍含有少量油污，处置不彻底；填埋和焚烧费用同样巨大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法。本专利技术以赤泥和油泥砂作为主要的原料制备石油压裂支撑剂，实现了赤泥和油泥砂的有效利用。本专利技术提供了一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将赤泥和油泥砂混合后加入成球剂，然后挤压，得到成型颗粒；将所述成型颗粒煅烧，得到石油压裂支撑剂。优选地，所述赤泥和油泥砂的质量比为1:0.2～2。优选地，所述成球剂为赤泥、粉煤灰和铝矾土冶金硅渣中的一种或者几种。优选地，所述成球剂的粒径为10～100μm。优选地，所述成球剂的加入量为赤泥和油泥砂质量和的0.3～5％。优选地，所述成型颗粒为球形。优选地，所述成型颗粒的粒径为200～3300μm。优选地，所述煅烧的温度为1050～1300℃。优选地，升温至所述煅烧温度的升温速率为15～50℃/min。优选地，所述煅烧的时间为10～50min。本专利技术提供了一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将赤泥和油泥砂混合后加入成球剂，然后挤压，得到成型颗粒；将所述成型颗粒煅烧，得到石油压裂支撑剂。本专利技术利用赤泥和油泥砂中的主要组分硅、铝、铁、钙为主要成分，赤泥中具氢氧化钠成分作为助熔剂，油泥砂中的油污作为发气组分，通过配比、成型、煅烧得到高强度的石油用石油压裂支撑剂，在处置赤泥的同时处置了油泥砂，可以大幅降低赤泥和油泥砂的处置成本，变废为宝，经济环保，对促进绿色发展和改善生态环境具有重大意义，同时也符合国家循环经济政策。油泥砂中的油污使用后产生的尾气还可以作为热源使用，节约了成本，不产生新的污染，并且利用油田产生的油泥砂制备石油压裂支撑剂方便就近使用，节约了运输成本。附图说明图1是本专利技术石油压裂支撑剂制备过程中的工艺流程图。具体实施方式本专利技术提供了一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法，包括以下步骤：将赤泥和油泥砂混合后加入成球剂，然后挤压，得到成型颗粒；将所述成型颗粒煅烧，得到石油压裂支撑剂。本专利技术将赤泥和油泥砂混合后加入成球剂，然后挤压，得到成型颗粒。在本专利技术中，所述赤泥和油泥砂的质量比优选为1:0.2～2。在本专利技术中，所述赤泥的含水率优选为30～40wt.％，更优选为35wt.％；所述赤泥优选为生产氧化铝产生的赤泥，进一步优选为拜耳法除铁后的赤泥；所述油泥砂的含水率优选为40～50wt.％，进一步优选为45wt.％；所述油泥砂优选为石油开采时产生的含有泥砂、污染土壤及原油储存设备运行聚积的油泥。在本专利技术中，所述赤泥为废弃资源，处理困难，给环境污染带来巨大困难，所述油泥砂也是废弃资源，长期的地表堆积会污染土壤和地下水资源，本专利技术利用赤泥和油泥砂中的主要组分硅、铝、铁、钙作为主要成分，赤泥中氢氧化钠作为助熔剂，油泥砂中的油污作为发气组分，通过煅烧生产得到高强度的石油用石油压裂支撑剂，在处置赤泥的同时处置了油泥砂，大幅降低赤泥和油泥砂的处置成本，变废为宝，经济环保。在本专利技术中，所述混合优选在混合器中进行。本专利技术对所述混合的转速和时间没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的技术指标参数，将混合物混合均匀即可。在本专利技术中，所述成球剂优选包括含硅铝较高的赤泥、粉煤灰、铝矾土、工业废渣中的一种或者几种；所述成球剂的粒径优选为10～100μm，进一步优选为50μm；所述成球剂的加入量为赤泥和油泥砂质量和的0.3～5％，进一步优选为2％。本专利技术对所述成球剂的来源没有特殊的限定，采用本领域人员所熟知的产品或常规的技术手段制备得到即可。在本专利技术中，所述成球剂能够提高造粒的球度和圆度，同时也能够防止造粒过程中粘接现象的发生。在本专利技术中，所述挤压优选在成球机或挤压造粒机中进行。本专利技术对所述挤压的压强没有特殊的限定，采用本领域技术人员所熟知的技术参数即可。在本专利技术中，所述挤压能将混合物颗粒压制成球形。在本专利技术中，所述成型颗粒优选为球形；本专利技术优选将所述成型颗粒进行筛选；所述筛选后成型颗粒的粒径优选为200～3300μm，进一步优选为450μm。得到成型颗粒，本专利技术将所述成型颗粒煅烧，得到石油压裂支撑剂。在本专利技术中，所述煅烧优选在回转式热源炉中进行。本专利技术对所述热源炉的种类、材质等没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的热源炉即可，具体的，所述热源炉为采用燃煤、燃气或燃油任一提供热源的回转式煅烧设备即可。在本专利技术中，所述煅烧的温度优选为1050～1300℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将赤泥和油泥砂混合后加入成球剂，然后挤压，得到成型颗粒；将所述成型颗粒煅烧，得到石油压裂支撑剂。

【技术特征摘要】
1.一种利用赤泥和油泥砂制备石油压裂支撑剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：将赤泥和油泥砂混合后加入成球剂，然后挤压，得到成型颗粒；将所述成型颗粒煅烧，得到石油压裂支撑剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述赤泥和油泥砂的质量比为1:0.2～2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述成球剂为赤泥、粉煤灰和铝矾土冶金硅渣中的一种或者几种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述成球剂的粒径为10～100μm。5.根据权利要求1或3或4所述的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梅彤，袁文蛟，张柯，周晶，韩双忆，范文浩，
申请(专利权)人：天津理工大学，易科力天津环保科技发展有限公司，天津益诚环境控制与检测技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：天津,12