钻井废弃固体水基泥浆无害化处理用氧化剂、其制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及钻井废弃固体水基泥浆的处理，具体涉及一种钻井废弃固体水基泥浆无害化处理用氧化剂、其制备方法及应用。所述氧化剂包含如下重量份数的组分：30‑50份活性剂、5‑15份磷酸氢二钙、5‑15份焦亚磷酸钠、5‑15份亚甲基二硫氰酸酯、20‑40份水。该氧化剂具有良好的水溶性和较强的氧化作用，能彻底地将废弃固体水基泥浆中的有机物分解成无机物，有效保护环境。

Oxidant for harmless treatment of drilling waste solid water-based mud, its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
钻井废弃固体水基泥浆无害化处理用氧化剂、其制备方法及应用
本专利技术涉及钻井废弃固体水基泥浆的处理，具体涉及一种钻井废弃固体水基泥浆无害化处理用氧化剂、其制备方法及应用。
技术介绍
废弃钻井泥浆是石油工业的主要污染物之一。据统计，钻一口3000～4000m的普通油气井，完井后废弃的钻井泥浆接近300立方米。根据中国石油天然气集团公司2008年对石油污染源的调查结果，我国油田每年钻井产生的废弃钻井泥浆约1200多万吨，其中1/2直接排放到周围环境中。近几年来世界各国迫于对能源的需求，导致钻井泥浆的种类不断增加，添加剂及有毒有害成分也日益增多，使其组成极为复杂。废弃钻井泥浆作为勘探开发中最主要的污染源，来源于钻井作业过程中，是一种含黏土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑的多相稳态胶体悬浮物，其危害环境的主要成分是烃类、盐类、各种聚合物、木质素磺酸盐、某些金属离子(汞、铜、砷、铬、锌及铅)及重晶石中的杂质。研究表明，它将对土壤、地表和地下水产生污染，直接或间接对动植物及人类健康产生危害。由于废弃钻井泥浆成份比较复杂，所以对环境的影响也是多方面的。(1)污染面积大、区域广。这是由钻井生产流动性大等特点所决定的；(2)过高的pH值、高浓度的可溶性盐及石油类影响土壤的结构和危害植物的生长；(3)有害的重金属离子如Cr6+、Hg2+、Cd2+、Pb2+及不易被动植物降解的有机物、分子聚合物易进入食物链，并在环境或动植物体内蓄积，危害人类的身体健康和生命安全。例如，六价铬(Cr6+)通过食物链进入人体后，其毒性主要表现为呼吸道、胃肠道疾患和皮肤损伤，特别是它的致癌作用近些年来已引起人们的广泛重视；(4)废弃物中的有机处理剂使水体的COD、BOD增高，影响水生生物的正常生长。随着世界各国对环保要求的提高，对废弃钻井泥浆的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种氧化剂，解决废弃钻井泥浆的无害化治理问题。该氧化剂具有良好的水溶性和较强的氧化作用，能彻底地将废弃固体水基泥浆中的有机物分解成无机物，有效保护环境。本专利技术提供一种氧化剂，包含如下重量份数的组分：30-50份活性剂、5-15份磷酸氢二钙、5-15份焦亚磷酸钠、5-15份亚甲基二硫氰酸酯、20-40份水。在本专利技术的优选实施例中，各组分的重量份数为：50份活性剂、10份磷酸氢二钙、10份焦亚磷酸钠、5份亚甲基二硫氰酸酯、25份水。在本专利技术的优选实施例中，所述活性剂由如下重量份数的原料合成：5份尿素、15份羟基乙酸、15份次氮基三乙酸、10份10％双氧水和5份水。所述活性剂的合成方法包括如下步骤：(1)将5份尿素溶解于水中，制成质量分数为20％的尿素水溶液；(2)向反应釜中加入15份羟基乙酸、15份次氮基三乙酸、10份10％双氧水和5份水，加热并搅拌，当温度上升至120℃时，恒温搅拌反应2h，再缓慢加入步骤(1)中制备的尿素水溶液，继续搅拌反应1h，然后停止搅拌，自然冷却，即得活性剂。所述氧化剂的制备方法包括如下步骤：按配方称取各组分；向反应釜中加入磷酸氢二钙、焦亚磷酸钠、亚甲基二硫氰酸酯和水，搅拌至完全溶解；然后加入活性剂，搅拌均匀，得到液体产品，或进一步烘干得到固体产品。本专利技术所述的氧化剂在钻井废弃固体泥浆无害化处理中的应用也属于本专利技术的保护范围。本专利技术还提供一种氧化剂的制备方法，包括如下步骤：向反应釜中加入5-15重量份的磷酸氢二钙、5-15重量份的焦亚磷酸钠、5-15重量份的亚甲基二硫氰酸酯和20-40重量份的水，搅拌至完全溶解；然后加入30-50重量份的活性剂，搅拌均匀，得到液体产品，或进一步烘干得到固体产品。在本专利技术的优选实施例中，所述活性剂的合成方法包括如下步骤：(1)将5重量份的尿素溶解于水中，制成质量分数为20％的尿素水溶液；(2)向反应釜中加入15重量份的羟基乙酸、15重量份的次氮基三乙酸、10重量份的10％双氧水和5重量份的水，加热并搅拌，当温度上升至120℃时，恒温搅拌反应2h，再缓慢加入步骤(1)中制备的尿素水溶液，继续搅拌反应1h，然后停止搅拌，自然冷却，即得活性剂。在本专利技术的一些实施例中，所述搅拌的速度为120～180转/分钟；所述烘干的温度为105℃。本专利技术还提供一种钻井废弃固体泥浆无害化处理方法，包括如下步骤：向待处理的钻井废弃固体泥浆中加入本专利技术任一所述的氧化剂，混合均匀，保持泥浆含水率在30％以上，放置3-5天。本专利技术针对废弃泥浆的无害化处理，研发出一种新的氧化剂，与目前市售的单一氧化剂相比，氧化作用更强，用量更少。本专利技术合成的活性剂，能够有效提高氧化活性，减少氧化剂用量、缩短反应时间。采用本专利技术的氧化剂对钻井废弃泥浆进行处理，至少具有以下优点：(1)操作简单：只需将钻井废弃泥浆与氧化剂混合均匀，保持泥浆含水率在30％以上，放置3-5天即可。(2)氧化作用强：根据钻井废弃泥浆的浓度，只需添加泥浆总重量3％～10％的氧化剂即可将泥浆中绝大部分的油、有机物等氧化成无机物，实现钻井泥浆的无害化处理。经本专利技术的氧化剂处理后，泥、砂浸出液的COD含量低于500mg/L，经检测达到排放标准，可直接填埋或用于筑路。本文所使用的术语“钻井废弃固体水基泥浆”、“钻井废弃固体泥浆”是指通过振动筛、离心机回收泥浆后所产生的固相，或已经填埋在泥浆坑内的陈旧泥浆，基本上以固相为主，区别于未经泥浆回收系统处理(泥浆减量化处理)的含水率较高的新鲜泥浆。具体实施方式以下结合实施例进一步阐述本专利技术，需要理解的是，下述实施例仅作为对本专利技术的解释和说明，不以任何形式限制本专利技术的范围。以下实施例中所使用的生物化学试剂，包括磷酸氢二钙、焦亚磷酸钠、亚甲基二硫氰酸酯、尿素、羟基乙酸、次氮基三乙酸、双氧水(10％)在内，均为市售产品，可商购获得，化学纯即可。所述双氧水(10％)是指质量分数为10％的双氧水。本专利技术合成实验中所用的水均为蒸馏水。以下实施例中，除非另有说明，配方中使用的“份”均指重量份。本专利技术未特别说明的实验方法和条件，均为本领域常规方法和条件，可参考相关实验手册。实施例1.氧化剂的制备本专利技术的氧化剂配方：以重量份数计，30-50份活性剂、5-15份磷酸氢二钙、5-15份焦亚磷酸钠、5-15份亚甲基二硫氰酸酯、20-40份水。为评价本专利技术氧化剂的性能，分别配制如下1-3号氧化剂：1号氧化剂：以重量份数计，30份活性剂、15份磷酸氢二钙、5份焦亚磷酸钠、15份亚甲基二硫氰酸酯、20份水。2号氧化剂：以重量份数计，50份活性剂、10份磷酸氢二钙、10份焦亚磷酸钠、5份亚甲基二硫氰酸酯、25份水。3号氧化剂：以重量份数计，40份活性剂、5份磷酸氢二钙、15份焦亚磷酸钠、10份亚甲基二硫氰酸酯、40份水。氧化剂的配制方法如下：步骤1、活性剂的合成活性剂的配方：以重量份计，5份尿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化剂，包含如下重量份数的组分：30-50份活性剂、5-15份磷酸氢二钙、5-15份焦亚磷酸钠、5-15份亚甲基二硫氰酸酯、20-40份水。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧化剂，包含如下重量份数的组分：30-50份活性剂、5-15份磷酸氢二钙、5-15份焦亚磷酸钠、5-15份亚甲基二硫氰酸酯、20-40份水。


2.根据权利要求1所述的氧化剂，其特征在于，各组分的重量份数为：50份活性剂、10份磷酸氢二钙、10份焦亚磷酸钠、5份亚甲基二硫氰酸酯、25份水。


3.根据权利要求1或2所述的氧化剂，其特征在于，所述活性剂由如下重量份数的原料合成：5份尿素、15份羟基乙酸、15份次氮基三乙酸、10份10％双氧水和5份水。


4.根据权利要求3所述的氧化剂，其特征在于，所述活性剂的合成方法包括如下步骤：
(1)将5份尿素溶解于水中，制成质量分数为20％的尿素水溶液；
(2)向反应釜中加入15份羟基乙酸、15份次氮基三乙酸、10份10％双氧水和5份水，加热并搅拌，当温度上升至120℃时，恒温搅拌反应2h，再缓慢加入步骤(1)中制备的尿素水溶液，继续搅拌反应1h，然后停止搅拌，自然冷却，即得活性剂；优选地，所述搅拌的速度为120～180转/分钟。


5.根据权利要求1-4任一所述的氧化剂，其特征在于，所述氧化剂的制备方法包括如下步骤：按配方称取各组分；向反应釜中加入磷酸氢二钙、焦亚磷酸钠、亚甲基二硫氰酸酯和水，搅拌至完全溶解；然后加入活性剂，搅拌均匀，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张克江，马江平，王颖，
申请(专利权)人：成都科衡环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51