一种油基钻屑除油处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种油基钻屑除油处理装置及方法。该装置设置于上处理室和下处理室中，包括：萃取单元、固液分离单元、萃取油分离单元和萃取剂回收单元。本发明专利技术的装置主体设备分为两个处理室，一体化设计，主要设备放置在上处理室中，下处理室则主要放置各单元储液罐，这种设计可使处理后的各液相通过自重流入储液罐，节约大量动力，且两个处理室上下叠放，可以减小场地占地面积及更方便操作设备。

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻屑除油处理装置及方法
本专利技术属于石油工业的油气田钻井环境保护
，具体涉及一种油基钻屑除油处理装置及方法。
技术介绍
随着页岩气开发规模不断扩大，油基钻井液使用规模增加，伴随产生的油基钻屑量也大幅增加。以长宁、威远页岩气区块为例，预计开发新井约600口，按平均单井产生油基钻屑300吨/井计算，预计将产生油基钻屑废弃物约180000吨，如全部委托处置，仅处理费用预计就高达3亿多元(每吨按1700元计算)。另外，油基钻屑属于危险废物管理范围，需专用岩屑箱收集、暂存和搭建防雨棚，大大增加了占地面积和用地成本。同时，钻屑中的油主要是油基钻井液中的基础油(工业白油、柴油等)，是高品质的石油资源，具备回收价值高。目前油基钻屑目前主要采用热脱附处理、TCC锤磨式和LRET处理，都处于现场试验阶段或小规模应用阶段。热脱附间接加热法存在加热速率慢、加热不均匀、局部高温、易结胶、加热温度不可控，安全性差等缺陷；TCC锤磨式具有设备耗能大、粉尘较大、后期喷淋消耗大等缺陷，处理成本均大于2000元/吨；油田企业难以承受，急需研发经济、安全的油基岩屑无害化处理及资源化利用技术。固液萃取是目前发展的较为成熟的化工工艺，根据物料性质的不同，萃取装置有微分半连续固液萃取、分段式萃取等多种形式。微分半连续固液萃取方法是采用一类固定床固液接触设备，固体原料装填成固定床静止不动，萃取剂以一定流量自上而下流经固体将溶质溶出，萃取液在流动过程中浓度增加最后自固定床下部流出。分段式萃取方法是根据物料的性质不同，分多阶段采用不同类型混和设备、分离设备、混和澄清器等设备，实现了固液的充分混和及高效分离萃取。目前采用的萃取剂大多比较昂贵，且气化温度低，常温下极易挥发，存在安全隐患。中国专利201710628815.8提出了一种新型的可逆转换除油剂，为含四氢吡喃环的胺；该除油剂处理油基钻井废弃物除油率高，油回收率超过95％，除油后剩余废水含油量小于5mg/L，剩余固体残渣含油率低于0.3％。该除油剂具有广谱性，可广泛用于石油石化企业不同油基钻井废液、钻屑等含油钻井废弃物的处理。此外，该除油剂自身具有良好的回收率，可重复利用，其沸点高，在78℃左右，使用安全性好等优点。
技术实现思路
基于以上
技术介绍
，本专利技术提供一种油基钻屑除油处理装置及方法。该油基钻屑除油处理装置及方法是基于专利201710628815.8的可逆转换除油剂设计开发的。所述可逆转换除油剂可以实现“亲水-亲油”的转换，其常态下为亲油性，在酸的作用下转换为亲水性，再在碱的作用下又可以转换为亲油性；从而使用该可逆转换除油剂对油基钻屑进行萃取后，通过“亲水-亲油”的转换可以实现油、水和除油剂的分离，分离出的除油剂可以循环利用。上述可逆转换除油剂，为含四氢吡喃环的胺，其具有式(I)所示的结构式：其中，式(I)中R1、R2各自独立地选择甲基或乙基。优选地，式(I)选自：本专利技术式(I)所示的除油剂在常态下表现为疏水性，加入酸后转换为亲水性，再加入碱后又可转换回疏水性。利用其亲水亲油的可转换性来实现对油基钻井废弃物的除油处理，具体而言，将油基钻井废弃物与疏水性的除油转换剂混合，可将油萃取到除油剂中，再将除油剂转换为亲水性，可分离萃取得到油份，再将除油剂转换回疏水性即可与水分离，继续用于下一次的除油处理。该除油剂处理油基钻井废弃物除油率高，油回收率超过95％，除油后剩余废水含油量小于5mg/L，剩余固体残渣含油率低于0.3％。该除油剂具有广谱性，可广泛用于石油石化企业不同油基钻井废液、钻屑等含油钻井废弃物的处理。此外，该除油剂自身具有良好的回收率，可重复利用，其沸点高，在78℃左右，使用安全性好等优点。为了实现本专利技术的目的，采用以下技术方案：本专利技术一方面提供一种油基钻屑除油处理装置，该装置设置于上处理室和下处理室中，包括：萃取单元、固液分离单元、萃取油分离单元和萃取剂回收单元；所述萃取单元包括：搅拌反应釜、反应釜供水泵、反应釜供药泵和药剂主箱；所述反应釜供水泵向搅拌反应釜中供水，所述反应釜供药泵将药剂主箱中的萃取剂泵入搅拌反应釜中；所述搅拌反应釜顶部设置有油基钻屑入口；油基钻屑、萃取剂和水在所述搅拌反应釜中搅拌混合后得到渣浆；所述固液分离单元包括：平板离心机和固渣罐；所述渣浆进入所述平板离心机进行固液分离，得到的固相残渣存储于所述固渣罐中；所述萃取油分离单元包括：环路反应器、CO2气柜、油水分离器和回油暂存罐；所述平板离心机进行固液分离得到的液相进入环路反应器中，同时CO2气柜向环路反应器中通入CO2，进行萃取油作业；萃取油作业完成后，所述环路反应器中的混合液进入所述油水分离器进行油水分离，分离出的油相进入所述回油暂存罐中；所述萃取剂回收单元包括：填料脱气塔、鼓风机、萃取剂回收装置和剂水分离器；所述鼓风机向所述填料脱气塔输送空气，所述油水分离器进行油水分离得到的混合水相进入所述填料脱气塔进行脱气，所得气相进入萃取剂回收装置进行分离作业，分离出的液体萃取剂进入所述剂水分离器；所述填料脱气塔得到的液相进入所述剂水分离器；所述剂水分离器分离出水相和有机相，所述有机相为萃取剂；为了减少萃取剂在吹脱过程中的挥发造成的损失，该装置设置了萃取剂回收装置，将吹脱后的气体引入萃取剂回收装置，对挥发的萃取剂进行二次回收；其中，所述搅拌反应釜、平板离心机、环路反应器、油水分离器、萃取剂回收装置和剂水分离器设置于所述上处理室；所述反应釜供水泵、反应釜供药泵、药剂主箱、固渣罐、CO2气柜、回油暂存罐、填料脱气塔和鼓风机设置于所述下处理室。装置主体设备分为两个橇室，一体化设计，主要设备放置在上方橇室中，下方橇室则主要放置各单元储液罐，这种设计可使处理后的各液相通过自重流入储液罐，节约大量动力。该装置将各单元集成为上处理室和下处理室两个总设备室内。两个处理室上下叠放，通用角件销固定。目的在于减小场地占地面积及更方便操作设备。优选地，两个处理室均采用集装箱结构，目的在于减轻设备室钢结构重量，降低成本。其中，下处理室主要放置各处理单元的储液罐、操作泵和较大型设备，最大限度为上处理室提供空间。上处理室主要放置装置各单元的具体处理设备。在本专利技术的油基钻屑除油处理装置中，优选地，所述固液分离单元还包括设置于所述上处理室的渣浆泵；所述渣浆泵将渣浆从所述搅拌反应釜底部输送至平板离心机中。优选地，所述固液分离单元还包括设置于下处理室的离心机液相暂存罐；所述萃取油分离单元还包括设置于下处理室的环路反应器供液泵；所述平板离心机分离的液相暂存在所述离心机液相暂存罐中，并由所述环路反应器供液泵抽取输送至环路反应器中进行反应。优选地，所述萃取油分离单元还包括设置于上处理室的环路反应器循环泵和设置于下处理室的回油输送泵；所述环路反应器通过所述环路反应器循环泵反复循环混合液从而充分进行萃取油作业；萃取油作业完成后，由所述环路反应器循环泵将混合液输送至所述油水分离器进行油水分离；分离出的油相通过自重流入下处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油基钻屑除油处理装置，其特征在于，该装置设置于上处理室和下处理室中，包括：萃取单元、固液分离单元、萃取油分离单元和萃取剂回收单元；/n所述萃取单元包括：搅拌反应釜、反应釜供水泵、反应釜供药泵和药剂主箱；所述反应釜供水泵向搅拌反应釜中供水，所述反应釜供药泵将药剂主箱中的萃取剂泵入搅拌反应釜中；所述搅拌反应釜顶部设置有油基钻屑入口；油基钻屑、萃取剂和水在所述搅拌反应釜中搅拌混合后得到渣浆；/n所述固液分离单元包括：平板离心机和固渣罐；所述渣浆进入所述平板离心机进行固液分离，得到的固相残渣存储于所述固渣罐中；/n所述萃取油分离单元包括：环路反应器、CO

【技术特征摘要】
1.一种油基钻屑除油处理装置，其特征在于，该装置设置于上处理室和下处理室中，包括：萃取单元、固液分离单元、萃取油分离单元和萃取剂回收单元；
所述萃取单元包括：搅拌反应釜、反应釜供水泵、反应釜供药泵和药剂主箱；所述反应釜供水泵向搅拌反应釜中供水，所述反应釜供药泵将药剂主箱中的萃取剂泵入搅拌反应釜中；所述搅拌反应釜顶部设置有油基钻屑入口；油基钻屑、萃取剂和水在所述搅拌反应釜中搅拌混合后得到渣浆；
所述固液分离单元包括：平板离心机和固渣罐；所述渣浆进入所述平板离心机进行固液分离，得到的固相残渣存储于所述固渣罐中；
所述萃取油分离单元包括：环路反应器、CO2气柜、油水分离器和回油暂存罐；所述平板离心机进行固液分离得到的液相进入环路反应器中，同时CO2气柜向环路反应器中通入CO2，进行萃取油作业；萃取油作业完成后，所述环路反应器中的混合液进入所述油水分离器进行油水分离，分离出的油相进入所述回油暂存罐中；
所述萃取剂回收单元包括：填料脱气塔、鼓风机、萃取剂回收装置和剂水分离器；所述鼓风机向所述填料脱气塔输送空气，所述油水分离器进行油水分离得到的混合水相进入所述填料脱气塔进行脱气，所得气相进入萃取剂回收装置进行分离作业，分离出的液体萃取剂进入所述剂水分离器；所述填料脱气塔得到的液相进入所述剂水分离器；所述剂水分离器分离出水相和有机相，所述有机相为萃取剂；
其中，所述搅拌反应釜、平板离心机、环路反应器、油水分离器、萃取剂回收装置和剂水分离器设置于所述上处理室；
所述反应釜供水泵、反应釜供药泵、药剂主箱、固渣罐、CO2气柜、回油暂存罐、填料脱气塔和鼓风机设置于所述下处理室。


2.根据权利要求1所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，两个处理室均采用集装箱结构。


3.根据权利要求1所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述固液分离单元还包括设置于所述上处理室的渣浆泵；所述渣浆泵将渣浆从所述搅拌反应釜底部输送至平板离心机中。


4.根据权利要求3所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述固液分离单元还包括设置于下处理室的离心机液相暂存罐；所述萃取油分离单元还包括设置于下处理室的环路反应器供液泵；
所述平板离心机分离的液相暂存在所述离心机液相暂存罐中，并由所述环路反应器供液泵抽取输送至环路反应器中进行反应。


5.根据权利要求4所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述萃取油分离单元还包括设置于上处理室的环路反应器循环泵和设置于下处理室的回油输送泵；
所述环路反应器通过所述环路反应器循环泵反复循环混合液从而充分进行萃取油作业；萃取油作业完成后，由所述环路反应器循环泵将混合液输送至所述油水分离器进行油水分离；分离出的油相通过自重流入下处理室的回油暂存罐，达到一定存量后由所述回油输送泵输送至后续处理单元进行处理。


6.根据权利要求5所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述萃取油分离单元还包括设置于下处理室的混合液暂存罐，所述萃取剂回收单元还包括设置于下处理室的脱气塔供液泵；
所述环路反应器分离的混合水相通过自重流入下处理室的混合液暂存罐中，并由所述脱气塔供液泵抽取并泵入所述填料脱气塔进行脱气。


7.根据权利要求6所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述萃取剂回收单元还包括设置于下处理室的脱气塔循环泵；脱气期间，所述脱气塔循环泵反复循环抽吸混合水相；并且所述脱气塔循环泵进行循环作业完成后，将经过脱气的混合水相泵入所述剂水分离器。


8.根据权利要求7所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述填料脱气塔包括有加热装置。


9.根据权利要求8所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述萃取剂回收单元还包括设置于上处理室的活性炭吸附装置；
所述萃取剂回收装置分离出的气体进入所述活性炭吸附装置进行处理后排放。


10.根据权利要求9所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述萃取剂回收单元还包括设置于下处理室的储水小罐、储药小罐、反应釜输水泵和反应釜输药泵；
所述剂水分离器分离出的萃取剂、水分别依靠自重流入储药小罐和储水小罐中；所述储药小罐和储水小罐中的液相达到一定量时，启动所述反应釜输药泵和反应釜输水泵抽取相应液相供给所述搅拌反应釜进行循环反应。


11.根据权利要求10所述的油基钻屑除油处理装置，其特征在于，所述固液分离单元还包括设置于所述下处理室的渣浆泵冲洗泵。


12.根据权利要求11所述的油基钻屑除油处理装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓辉，孙静文，谢水祥，李兴春，仝坤，许毓，张明栋，任雯，张哲娜，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11