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有機複合型含油汙泥凝膠及其制備方法

发布时间:2019-12-24 11:59:18  中國汙水處理工程網

  申請日2019.09.17

  公開(公告)日2019.11.22

  IPC分类号C09K8/512; C09K8/516; C09K8/88

  摘要

  本发明公开了一种有機複合型含油汙泥凝膠及其制備方法,该一种有机复合型含油汙泥凝胶以质量百分比计其组分包括:含油汙泥10%‑30%、悬浮剂0.2%‑0.7%、复合交联剂0.1%‑0.7%、表面活性剂0.1‑0.5%、热稳定剂0.01%‑0.2%、pH调节剂0.01%‑0.2%、缓膨颗粒0.05%‑1%、杀菌剂0.01%‑0.3%、缓释剂0.02%‑0.15%、促凝剂0.01%‑0.8%、增粘剂0.02‑0.2%与余量的水。本发明通过筛选和优化悬浮剂、表面活性剂、缓释剂、杀菌剂、复合交联剂、热稳定剂、pH调节剂和增粘剂的组分和配比,得到一种耐温耐盐性好的复合型含油汙泥凝胶,该有机复合型含油汙泥凝胶具有制备工艺简单、价廉环保、成胶时间可控,油藏适应范围宽,粘度达3000‑52000mPa·s,可以达到深部堵水调剖效果。

  權利要求書

  1.一種有機複合型含油汙泥凝胶及其制备方法,其特征在于,该一种有机复合型含油汙泥凝胶以质量百分比计其组分包括:含油汙泥10%-30%、悬浮剂0.2%-0.7%、复合交联剂0.1%-0.7%、表面活性剂0.1-0.5%、热稳定剂0.01%-0.2%、pH调节剂0.01%-0.2%、缓膨颗粒0.05%-1%、杀菌剂0.01%-0.3%、缓释剂0.02%-0.15%、促凝剂0.01%-0.8%、增粘剂0.02-0.2%与余量的水。

  2.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶,其特征在于,所述含油汙泥为重力沉降罐中粒径30-50μm的含油汙泥,所述悬浮剂包括两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺中的一种或两种,所述复合交联剂包括醋酸铬、脲醛树脂预聚液、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的一种或两种,所述表面活性剂包括月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、蓖麻油聚氧乙烯醚、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或两种,所述热稳定剂包括硫脲、聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精中的一种或两种,所述pH调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾和碳酸钾中的一种或两种,所述缓膨颗粒包括耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒中的一种或两种,所述杀菌剂包括双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班、甲醛和戊二醛中的一种或两种,所述缓释剂包括六亚甲基四胺、硫酸铵和氯化铵中的一种或两种,所述促凝剂包括醋酸氨、1,3-苯二胺和1,3-二羟基苯中的一种或两种,所述增粘剂包括α-淀粉、虫胶、黄原胶和改性松香中的一种或两种。

  3.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶,其特征在于,所述含油汙泥为采油过程中产生的重力沉降罐外排汙泥,含油率为10%-30%,含泥率为25%-45%,含水率为35%-45%,粒径小于100μm颗粒占固相总质量的95%以上,所述含油汙泥的质量百分比为10%-30%,所述悬浮剂为两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物,以所述悬浮剂为100%计,所述两性聚丙烯酰胺的质量百分比为20%-50%,所述插层聚丙烯酰胺的质量百分比为10%-30%,余量为阳离子聚丙烯酰胺。

  4.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶,其特征在于,所述复合交联剂为醋酸铬、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的的混合物,以所述复合交联剂为100%计,所述醋酸铬的质量百分比为20%-50%,所述酚醛树脂预聚液的质量百分比为10%-20%,余量为糠醛树脂预聚液,所述表面活性剂为月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱的混合物,以所述表面活性剂为100%计,所述月桂基磺化琥珀酸单酯二钠的质量百分比为10%-40%,所述椰油酸单乙醇酰胺的质量百分比为20%-30%,余量为月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱,所述热稳定剂为聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精的混合物,以所述热稳定剂为100%计,所述聚乙烯醇的质量百分比为30%-40%,所述环烷酸钠的质量百分比为20%-30%,余量为糊精。

  5.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶,其特征在于,所述pH调节剂为碳酸钠、碳酸钾和氢氧化钾的混合物,以所述pH调节剂为100%计,所述碳酸钠的质量百分比为30%-40%,所述碳酸钾的质量百分比为20%-40%,余量为氢氧化钾,所述缓膨颗粒为耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒的混合物,以所述缓膨颗粒为100%计,所述耐碱缓膨颗粒的质量百分比为20%-40%,所述耐温缓膨颗粒的质量百分比为20%-50%,余量为体膨颗粒,所述杀菌剂为双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班和戊二醛的混合物,以所述杀菌剂为100%计,所述双十六烷基二甲基溴化铵的质量百分比为30%-60%,三氯卡班的质量百分比为10%-30%,余量为戊二醛。

  6.根据权利要求1所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶,其特征在于,所述缓释剂为六亚甲基四胺和氯化铵的混合物,以所述缓释剂为100%计,所述六亚甲基四胺的质量百分比为20%-40%,余量为氯化铵,所述促凝剂为1,3-苯二胺和1,3-二羟基苯的混合物,以所述促凝剂为100%计,所述1,3-苯二胺的质量百分比为30%-50%,余量为1,3-二羟基苯,所述增粘剂为α淀粉、虫胶和改性松香的混合物,以所述增粘剂为100%计,所述α淀粉的质量百分比为10%-30%,所述虫胶的质量百分比为20%-50%,余量为改性松香。

  7.根据权利要求1-6任一项所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶,其特征在于,一种有机复合型含油汙泥凝胶制备方法,包括以下步骤:

  (1)將懸浮劑和增粘劑完全溶解于水後,得混合溶液;

  (2)將複合交聯劑、緩釋劑、殺菌劑、熱穩定劑、pH調節劑加入上述溶液中,混合均勻後得到混合溶液;

  (3)将含油汙泥、表面活性剂溶解于水中,制得较为均匀混合液;

  (4)将步骤(2)、步骤(3)所得溶液进行混合后,分别加入促凝剂,搅拌均匀后,加入缓膨颗粒,发生复杂的交联聚合反应后得到复合型含油汙泥凝胶。

  8.根据权利要求7所述的一种有机复合型含油汙泥凝胶制作方法,其特征在于,所述交联聚合反应的条件为:搅拌速度800r/min,反应温度为30-80℃;搅拌时间20-30min。

  說明書

  一种有機複合型含油汙泥凝膠及其制備方法

  技術領域

  本发明涉及油田油层的调剖堵水领域,尤其涉及一种有機複合型含油汙泥凝膠及其制備方法。

  背景技術

  石油产业作为现代工业体系中最重要的支柱产业,直接影响或制约其它行业的发展,随着国内各大油田的含水不断升高,汙泥量也呈增加趋势,每年会产生上万吨含油汙泥。含油汙泥的高效处理与利用成为国内外各大油田急需解决的技术难题,努力实现含油汙泥的无害化、减量化。

  含油汙泥是一种组成复杂较为稳定的黑色粘稠状固体废物,主要组分由水、油、泥质、石英、胶质、沥青、蜡质、苯系物、重金属(铜、锌、铬、汞)、酚类等混合组成,且粘度较大,固液难以分离,流动性差,已被列入<国家危险废物名录>。国内外污油泥资源化处理技术主要有:溶剂萃取、热化学洗油、焦化处理、油田调剖堵剂、焚烧利用热值、热解处理等6种方法。其中焦化处理与用作油田调剖剂工艺较成熟,无二次污染物,可实现含油汙泥完全处理,但焦化处理适用于炼油厂的含泥渣油,对采油厂污油泥不适用,其他四种方法均存在二次污染,含油汙泥凝胶在汙泥资源化利用方面具有巨大优势。

  CN105295877A公开了一种向含油汙泥或油渣中加入水泥、膨润土和缓凝剂等多种物质制成调堵剂。但由于水泥、膨润土与含油汙泥的亲油亲水性差,导致调堵剂的汙泥运移性差,现场施工工艺复杂; CN104387530A公开了一种高含量钙基膨润土堵水剂,主要由单体、交联剂和引发剂和热稳定剂组成,通过共混、聚合等多种工序而成。该堵剂中由于所用多种单体的使用浓度高,导致堵剂成本过高且制备过程过于复杂。CN103965848A公开了一种复合调剖剂,主要由乳化沥青、助剂、乳化剂组成,但反应要求温度过高且乳化沥青预处理复杂,导致封堵成本提高和封堵效果较差。

  因已有各类汙泥堵剂在现场应用过程中易沉降、粘度小、稳定性差,难以有效封堵油藏的窜流通道。另外,堵剂中丙烯酰胺的使用浓度过高,导致堵剂的单方药剂成本升高,为此,急需开展研制一种粘度高、注入性好、耐温耐盐的含油汙泥调堵剂。

  發明內容

  本发明的目的是提供一种有機複合型含油汙泥凝膠及其制備方法,能够替代现阶段的固体生物肥料,制造利用效率较高的液体菌剂,提高化肥利用效率,减少化肥使用量,促进无公害农产品生产。

  爲了達到上述目的,本發明是通過以下技術方案實現的:

  本发明提供一种有機複合型含油汙泥凝膠及其制備方法,一种有机复合型含油汙泥凝胶以质量百分比计其组分包括:含油汙泥10%-30%、悬浮剂0.2%-0.7%、复合交联剂0.1%-0.7%、表面活性剂0.1-0.5%、热稳定剂0.01%-0.2%、pH调节剂0.01%-0.2%、缓膨颗粒0.05%-1%、杀菌剂0.01%-0.3%、缓释剂0.02%-0.15%、促凝剂0.01%-0.8%、增粘剂0.02-0.2%与余量的水。

  优选的,所述含油汙泥为重力沉降罐中粒径30-50μm的含油汙泥,所述悬浮剂包括两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺中的一种或两种,所述复合交联剂包括醋酸铬、脲醛树脂预聚液、酚醛树脂预聚液和糠醛树脂预聚液中的一种或两种,所述表面活性剂包括月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、蓖麻油聚氧乙烯醚、椰油酸单乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱中的一种或两种,所述热稳定剂包括硫脲、聚乙烯醇、环烷酸钠和糊精中的一种或两种,所述pH调节剂包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾和碳酸钾中的一种或两种,所述缓膨颗粒包括耐碱缓膨颗粒、耐温缓膨颗粒和体膨颗粒中的一种或两种,所述杀菌剂包括双十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班、甲醛和戊二醛中的一种或两种,所述缓释剂包括六亚甲基四胺、硫酸铵和氯化铵中的一种或两种,所述促凝剂包括醋酸氨、1,3-苯二胺和1,3-二羟基苯中的一种或两种,所述增粘剂包括α-淀粉、虫胶、黄原胶和改性松香中的一种或两种。

  优选的,所述含油汙泥为采油过程中产生的重力沉降罐外排汙泥,含油率为10%-30%,含泥率为25%-45%,含水率为35%-45%,粒径小于100μm颗粒占固相总质量的95%以上,所述含油汙泥的质量百分比为10%-30%,所述悬浮剂为两性聚丙烯酰胺、插层聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺的混合物,以所述悬浮剂为100%计,所述两性聚丙烯酰胺的质量百分比为20%-50%,所述插层聚丙烯酰胺的质量百分比为10%-30%,余量为阳离子聚丙烯酰胺。

  優選的,所述複合交聯劑爲醋酸鉻、酚醛樹脂預聚液和糠醛樹脂預聚液中的的混合物,以所述複合交聯劑爲100%計,所述醋酸鉻的質量百分比爲20%-50%,所述酚醛樹脂預聚液的質量百分比爲10%-20%,余量爲糠醛樹脂預聚液,所述表面活性劑爲月桂基磺化琥珀酸單酯二鈉、椰油酸單乙醇酰胺、月桂酰胺丙基羟磺基甜菜堿的混合物,以所述表面活性劑爲100%計,所述月桂基磺化琥珀酸單酯二鈉的質量百分比爲10%-40%,所述椰油酸單乙醇酰胺的質量百分比爲20%-30%,余量爲月桂酰胺丙基羟磺基甜菜堿,所述熱穩定劑爲聚乙烯醇、環烷酸鈉和糊精的混合物,以所述熱穩定劑爲100%計,所述聚乙烯醇的質量百分比爲30%-40%,所述環烷酸鈉的質量百分比爲20%-30%,余量爲糊精。

  優選的,,所述pH調節劑爲碳酸鈉、碳酸鉀和氫氧化鉀的混合物,以所述pH調節劑爲100%計,所述碳酸鈉的質量百分比爲30%-40%,所述碳酸鉀的質量百分比爲20%-40%,余量爲氫氧化鉀,所述緩膨顆粒爲耐堿緩膨顆粒、耐溫緩膨顆粒和體膨顆粒的混合物,以所述緩膨顆粒爲100%計,所述耐堿緩膨顆粒的質量百分比爲20%-40%,所述耐溫緩膨顆粒的質量百分比爲20%-50%,余量爲體膨顆粒,所述殺菌劑爲雙十六烷基二甲基溴化铵、三氯卡班和戊二醛的混合物,以所述殺菌劑爲100%計,所述雙十六烷基二甲基溴化铵的質量百分比爲30%-60%,三氯卡班的質量百分比爲10%-30%,余量爲戊二醛。

  優選的,所述緩釋劑爲六亞甲基四胺和氯化铵的混合物,以所述緩釋劑爲100%計,所述六亞甲基四胺的質量百分比爲20%-40%,余量爲氯化铵,所述促凝劑爲1,3-苯二胺和1,3-二羟基苯的混合物,以所述促凝劑爲100%計,所述1,3-苯二胺的質量百分比爲30%-50%,余量爲1,3-二羟基苯,所述增粘劑爲α澱粉、蟲膠和改性松香的混合物,以所述增粘劑爲100%計,所述α澱粉的質量百分比爲10%-30%,所述蟲膠的質量百分比爲20%-50%,余量爲改性松香。

  本发明还提供一种有机复合型含油汙泥凝胶制备方法,包括以下步骤:

  (1)將懸浮劑和增粘劑完全溶解于水後,得混合溶液;

  (2)將複合交聯劑、緩釋劑、殺菌劑、熱穩定劑、pH調節劑加入上述溶液中,混合均勻後得到混合溶液;

  (3)将含油汙泥、表面活性剂溶解于水中,制得较为均匀混合液;

  (4)将步骤(2)、步骤(3)所得溶液进行混合后,分别加入促凝剂,搅拌均匀后,加入缓膨颗粒,发生复杂的交联聚合反应后得到复合型含油汙泥凝胶。

  優選的,所述交聯聚合反應的條件爲:攪拌速度800r/min,反應溫度爲30-80℃;攪拌時間20-30min。

  本发明的有益效果:本发明通过筛选和优化悬浮剂、表面活性剂、缓释剂、杀菌剂、复合交联剂、热稳定剂、pH调节剂和增粘剂的组分和配比,得到一种耐温耐盐性好的复合型含油汙泥凝胶,该有机复合型含油汙泥凝胶具有制备工艺简单、价廉环保、成胶时间可控,油藏适应范围宽,粘度达3000-52000mPa·s,可以达到深部堵水调剖效果。(发明人宋刚;张治豪;向文军;许东志;马剑;崔艳艳)

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