一种环保型含油污泥除油脱脂剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及除油脱脂剂技术领域，尤其涉及一种环保型含油污泥除油脱脂剂及其制备方法。

背景技术

含油污泥的来源包括：(1)石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生的含油固体废弃物；(2)石化行业炼油厂、污水处理厂产生的含油污泥、储罐清淤泥产生的含油污泥；(3)机械加工制造行业由于大量使用切削液、乳化液、切削油、工业润滑油等产生的含油金属及机械杂质的含油污泥；(4)钢铁联合企业在汽车钢板、钢管、钢带轧制过程中需要大量冷却水，因水中含有多种矿物油成分在污水处理过程中产生的含油污泥。

以油田含油污泥为例，除企业自行处理少部分外，大多数送至危废第三方处理单位处理；在一定程度上增加了企业危废处理成本。目前多数第三方含油污泥危废处理企业采用旋转炉焚烧高温裂解方法处理，焚烧裂解需要700～800℃高温，能源消耗巨大；同时产生气体挥发物VOC超标严重、造成二次污染，处理含油污泥不达标。特别是油田含油污泥已被国家列为危险固体废弃物(HW08)、危险固废达标排放要求固体含油量为千分之三以下。因此研究新型药剂及工艺方法对含油污泥进行资源化处理利用和油田可持续发展具有重要的实际意义。

现有的清洗剂存在的问题主要是体系不合理、除油效果不理想、对油泥复杂成分分散效果差、被乳化于药剂液体中不能分离等。因此，开发适合含油污泥资源化处理的物理化学热洗专用药剂具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种环保型含油污泥除油脱脂剂及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种环保型含油污泥除油脱脂剂，除油脱脂剂包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03；

所述主剂T13W01包含如下质量分数的原料：五水偏硅酸钠0.5～4.5％、氢氧化钾0.01～0.03％、丙三醇1～3％、有机胺酯5～8％、重质碳酸钠1～3％、脂肪醇聚醚0.5～3％、非离子表面活性剂1～3％、余量为水；

所述助剂T13W02包含如下质量分数的原料：氢氧化钾0.1～0.4％、低泡表面活性剂1～3％、除重油浸泡脱脂表面活性剂1～2.5％、乙二醇丁醚2～8％、除油除蜡表面活性剂1～3％、余量为水；

所述助剂T13W03包含如下质量分数的原料：氢氧化钾0.1～0.5％、除碳表面活性剂1～4％、渗透剂0.5～1.5％、低温表面活性剂1～3％、消泡剂0.01～0.03％、表面活性剂1～3％、余量为水。

作为优选，当含油污泥含有石蜡时，除油脱脂剂包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03；主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03的质量比为4～6：1.5～2.5：0.5～1.5。

作为优选，当含油污泥不含石蜡时，除油脱脂剂包含主剂T13W01和助剂T13W02；主剂T13W01和助剂T13W02的质量比为4～6：1.5～2.5。

作为优选，所述主剂T13W01中，有机胺酯为有机胺酯TPP；脂肪醇聚醚为脂肪醇聚氧乙烯醚。

作为优选，所述助剂T13W03中，渗透剂为JFC-1渗透剂，低温表面活性剂为FSD305低温表面活性剂，表面活性剂为FSD270D表面活性剂。

本发明还提供了所述的环保型含油污泥除油脱脂剂的制备方法，包含如下步骤：

将主剂T13W01、助剂T13W02、助剂T13W03和水混合，或将主剂T13W01、助剂T13W02和水混合，即可得到环保型含油污泥除油脱脂剂；

主剂T13W01在环保型含油污泥除油脱脂剂中的质量分数为4～6％。

作为优选，所述主剂T13W01的的制备包含如下步骤：在搅拌条件下，将五水偏硅酸钠、氢氧化钾、丙三醇、有机胺酯、重质碳酸钠、脂肪醇聚醚、非离子表面活性剂顺次加入水中进行混合；

搅拌的转速为80～100r/min；五水偏硅酸钠、氢氧化钾、丙三醇、有机胺酯、重质碳酸钠、脂肪醇聚醚加入水中后分别进行混合，混合的时间独立的为20～30min，所有原料加入水中后，混合的时间为30～60min。

作为优选，所述助剂T13W02的制备包含如下步骤：在搅拌条件下，将氢氧化钾、低泡表面活性剂、除重油浸泡脱脂表面活性剂、乙二醇丁醚、除油除蜡表面活性剂顺次加入水中进行混合；

搅拌的转速为70～90r/min；氢氧化钾、低泡表面活性剂、除重油浸泡脱脂表面活性剂、乙二醇丁醚加入水中后分别进行混合，混合的时间独立的为20～30min，所有原料加入水中后，混合的时间为60～120min。

作为优选，所述助剂T13W03的制备包含如下步骤：在搅拌条件下，将氢氧化钾、除碳表面活性剂、渗透剂、低温表面活性剂、消泡剂、表面活性剂顺次加入水中进行混合；

搅拌的转速为70～90r/min；氢氧化钾、除碳表面活性剂、渗透剂、低温表面活性剂、消泡剂加入水中后分别进行混合，混合的时间独立的为15～20min，所有原料加入水中后，混合的时间为60～120min。

本发明的有益效果包括：

1)本发明的环保型含油污泥除油脱脂剂除油脱脂效果好，油水泥在除油脱脂剂体系中实现有效分离，处理含油污泥后的除油脱脂剂中添加絮凝剂可以恢复到透明状态；其他现有脱脂剂无法实现油水泥在脱脂剂体系中一次分离的目的。本发明的除油脱脂剂在70～80℃低温搅拌工艺下即可实现对含油污泥的三相分离，使原油、石蜡、聚合物、生物黏泥等分散到除油脱脂剂体系中，然后实现油水泥三相分离；除油脱脂剂和漂洗水以药液为主，可以实现循环使用无需外排，对环境友好；原油、机械油等可回收再生利用。

2)本发明以可取代磷酸盐并具有较强螯合作用的碱性盐及相互配合的表面活性剂进行组合，得到无磷环保型除油脱脂剂。用本发明的除油脱脂剂对含油污泥进行物理化学热洗处理，充分发挥了乳化功能，达到彻底除油脱脂的目的，满足了油田企业及其他制造行业的含油污泥处理后，固体泥沙含油率低于3‰的质量技术要求。

3)采用碱性盐作为皂化剂成分，不仅保证了强碱性不会对钢铁、铜、锌、铝等金属表面形成氧化腐蚀作用，同时皂化反应物易溶解、易清洗。本发明对含油污泥处理设备的金属材料安全无腐蚀，处理工艺简单。处理后的污泥以泥沙为主，经过板框压滤机压滤泥水分离彻底、泥沙含油率3‰以下，达到了环保部门对含油污泥排放指标要求；处理后的泥沙可以资源化利用，由于低温处理泥土成分不变、可以用于园林绿化，社会效益显著。

附图说明

图1为实施例1的大庆油田含油污泥原泥；

图2为实施例1的大庆油田含油污泥原泥经处理后的固体物质(处理后泥样)；

图3为实施例1的大庆油田含油污泥未处理状态；

图4为实施例1的除油脱脂剂加入大庆油田含油污泥原泥中，除油脱脂过程图，其中，a为除油脱脂剂刚加入大庆油田含油污泥原泥中，b为加入除油脱脂剂1min后，c为加入除油脱脂剂20min后，d为含有除油脱脂剂的泥样和水样中加入絮凝剂；

图5为实施例1的大庆油田含油污泥原泥经处理后的泥沙自然干燥4h和60℃下烘干1h后的状态，其中，a为自然干燥，b为烘干。

具体实施方式

本发明提供了一种环保型含油污泥除油脱脂剂，除油脱脂剂包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03；

所述主剂T13W01包含如下质量分数的原料：五水偏硅酸钠0.5～4.5％、氢氧化钾0.01～0.03％、丙三醇1～3％、有机胺酯5～8％、重质碳酸钠1～3％、脂肪醇聚醚0.5～3％、非离子表面活性剂1～3％、余量为水；

所述助剂T13W02包含如下质量分数的原料：氢氧化钾0.1～0.4％、低泡表面活性剂1～3％、除重油浸泡脱脂表面活性剂1～2.5％、乙二醇丁醚2～8％、除油除蜡表面活性剂1～3％、余量为水；

所述助剂T13W03包含如下质量分数的原料：氢氧化钾0.1～0.5％、除碳表面活性剂1～4％、渗透剂0.5～1.5％、低温表面活性剂1～3％、消泡剂0.01～0.03％、表面活性剂1～3％、余量为水。

本发明的主剂T13W01中，五水偏硅酸钠优选为1～4％，进一步优选为2～3％；氢氧化钾优选为0.02％；丙三醇优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％；有机胺酯优选为5.5～7.5％，进一步优选为6～7％；重质碳酸钠优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％；脂肪醇聚醚优选为1～2.5％，进一步优选为1.5～2％；非离子表面活性剂优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％。

本发明的助剂T13W02中，氢氧化钾优选为0.15～0.35％，进一步优选为0.2～0.3％；低泡表面活性剂优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％；除重油浸泡脱脂表面活性剂优选为1.5～2％；乙二醇丁醚优选为3～7％，进一步优选为4～5％；除油除蜡表面活性剂优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％。

本发明的助剂T13W03中，氢氧化钾优选为0.2～0.4％，进一步优选为0.3％；除碳表面活性剂优选为2～3％；渗透剂优选为0.8～1.2％，进一步优选为1％；低温表面活性剂优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％；消泡剂优选为0.02％；表面活性剂优选为1.5～2.5％，进一步优选为2％。

本发明中，当含油污泥含有石蜡时，除油脱脂剂优选包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03；主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03的质量比优选为4～6：1.5～2.5：0.5～1.5，进一步优选为4.5～5.5：1.8～2.2：0.8～1.2，更优选为5：2：1。

本发明中，当含油污泥不含石蜡时，除油脱脂剂优选包含主剂T13W01和助剂T13W02；主剂T13W01和助剂T13W02的质量比优选为4～6：1.5～2.5，进一步优选为4.5～5.5：1.8～2.2，更优选为5：2。

本发明所述主剂T13W01中，有机胺酯优选为有机胺酯TPP；脂肪醇聚醚优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。

本发明中，有机胺酯的主要作用是促进渗透剥离，具有除锈作用。

本发明所述助剂T13W03中，渗透剂优选为JFC-1渗透剂，低温表面活性剂优选为FSD305低温表面活性剂，表面活性剂优选为FSD270D表面活性剂。

本发明还提供了所述的环保型含油污泥除油脱脂剂的制备方法，包含如下步骤：

将主剂T13W01、助剂T13W02、助剂T13W03和水混合，或将主剂T13W01、助剂T13W02和水混合，即可得到环保型含油污泥除油脱脂剂；

主剂T13W01在环保型含油污泥除油脱脂剂中的质量分数为4～6％。

本发明中，优选根据含油污泥的含蜡量确定主剂和助剂的质量分数；当含油污泥含有石蜡时，主剂T13W01在混合液中的质量分数优选为4.5～5.5％，进一步优选为5％；助剂T13W02在混合液中的质量分数为1.5～2.5％，优选为1.8～2.2％，进一步优选为2％；助剂T13W03在混合液中的质量分数优选为0.5～1.5％，进一步优选为0.8～1.2％，更优选为1％；当含油污泥不含石蜡时，主剂T13W01在混合液中的质量分数优选为4.5～5.5％，进一步优选为5％；助剂T13W02在混合液中的质量分数为1.5～2.5％，优选为1.8～2.2％，进一步优选为2％。

本发明中，所述主剂T13W01的的制备优选包含如下步骤：在搅拌条件下，将五水偏硅酸钠、氢氧化钾、丙三醇、有机胺酯、重质碳酸钠、脂肪醇聚醚、非离子表面活性剂顺次加入水中进行混合；

搅拌的转速优选为80～100r/min，进一步优选为85～95r/min，更优选为90r/min；五水偏硅酸钠、氢氧化钾、丙三醇、有机胺酯、重质碳酸钠、脂肪醇聚醚加入水中后分别进行混合，混合的时间独立的优选为20～30min，进一步优选为22～28min，更优选为24～25min；所有原料加入水中后，混合的时间优选为30～60min，进一步优选为40～50min。

本发明中，所述助剂T13W02的制备优选包含如下步骤：在搅拌条件下，将氢氧化钾、低泡表面活性剂、除重油浸泡脱脂表面活性剂、乙二醇丁醚、除油除蜡表面活性剂顺次加入水中进行混合；

搅拌的转速优选为70～90r/min，进一步优选为75～85r/min，更优选为80r/min；氢氧化钾、低泡表面活性剂、除重油浸泡脱脂表面活性剂、乙二醇丁醚加入水中后分别进行混合，混合的时间独立的优选为20～30min，进一步优选为22～28min，更优选为24～25min；所有原料加入水中后，混合的时间优选为60～120min，进一步优选为70～100min，更优选为80～90min。

本发明中，所述助剂T13W03的制备优选包含如下步骤：在搅拌条件下，将氢氧化钾、除碳表面活性剂、渗透剂、低温表面活性剂、消泡剂、表面活性剂顺次加入水中进行混合；

搅拌的转速优选为70～90r/min，进一步优选为75～85r/min，更优选为80r/min；氢氧化钾、除碳表面活性剂、渗透剂、低温表面活性剂、消泡剂加入水中后分别进行混合，混合的时间独立的优选为15～20min，进一步优选为16～19min，更优选为17～18min；所有原料加入水中后，混合的时间优选为60～120min，进一步优选为70～100min，更优选为80～90min。

本发明的所有原料均为市场销售的商品原料。

本发明的环保型含油污泥除油脱脂剂用于含油污泥脱脂处理中，处理的温度优选为70～90℃，进一步优选为75～85℃，更优选为80℃；含油污泥优选为大庆油田含油污泥原泥，含油污泥原泥中，含油率为10～30％，含水率为10～22％，其余为泥沙。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例中，MD-218低泡表面活性剂、RQ-139除碳表面活性剂分别由深圳市明龙晟科技有限公司、深圳市荣强科技有限公司生产；FSD305低温表面活性剂由长沙富士达化工生产，JFC-1渗透剂由陶氏化学生产。

实施例1

环保型含油污泥除油脱脂剂包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03。

主剂T13W01中各原料的质量分数为：五水偏硅酸钠0.5％、氢氧化钾0.03％、丙三醇1％、有机胺酯TPP 5％、重质碳酸钠1％、AEO9脂肪醇聚氧乙烯醚0.5％、烷基酚聚氧乙烯醚OP-101％、余量为水。

助剂T13W02中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.1％、MD-218低泡表面活性剂1％、除重油浸泡脱脂表面活性剂DC-868A 2.5％、乙二醇丁醚5％、除油除蜡表面活性剂C13异丙醇酰胺DF-213％、余量为水。

助剂T13W03中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.1％、RQ-139除碳表面活性剂4％、JFC-1渗透剂1.5％、FSD305低温表面活性剂3％、硅油消泡剂0.03％、FSD270D表面活性剂3％、余量为水。

主剂T13W01的制备工艺为：将水加入到反应釜中，开启搅拌器设定转速为90r/min；再将五水偏硅酸钠、氢氧化钾、丙三醇、有机胺酯TPP、重质碳酸钠、AEO9脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚OP-10顺次加入到反应釜中；每加入一种原料后搅拌25min，全部原料加完后搅拌40min。

助剂T13W02的制备工艺为：将水加入到反应釜中，开启搅拌器设定转速为80r/min；再将氢氧化钾、MD-218低泡表面活性剂、除重油浸泡脱脂表面活性剂DC-868A、乙二醇丁醚、除油除蜡表面活性剂C13异丙醇酰胺DF-21顺次加入到反应釜中，每加入一种原料后搅拌25min，全部原料添加完成后搅拌1.5h。

助剂T13W03的制备工艺为：将水加入到反应釜中，开启搅拌器设定转速为80r/min；再将氢氧化钾、RQ-139除碳表面活性剂、JFC-1渗透剂、FSD305低温表面活性剂、消泡剂、FSD270D表面活性剂顺次加入到反应釜中，每加入一种原料后搅拌18min；全部原料添加完成后搅拌1.5h。

实施例2

环保型含油污泥除油脱脂剂包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03。

主剂T13W01中各原料的质量分数为：五水偏硅酸钠4％、氢氧化钾0.03％、丙三醇3％、有机胺酯TPP 5％、重质碳酸钠3％、AEO6脂肪醇聚氧乙烯醚3％、烷基酚聚氧乙烯醚NP-8.61％、余量为水。

助剂T13W02中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.1％、MD-218低泡表面活性剂1％、除重油浸泡脱脂表面活性剂DX1072.5％、乙二醇丁醚8％、除油除蜡表面活性剂C-2013％、余量为水。

助剂T13W03中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.4％、RQ-139除碳表面活性剂4％、JFC-1渗透剂1.5％、FSD305低温表面活性剂3％、聚乙二醇消泡剂0.03％、FSD270D表面活性剂3％、余量为水。

主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03的制备工艺与实施例1相同。

实施例3

环保型含油污泥除油脱脂剂包含主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03。

主剂T13W01中各原料的质量分数为：五水偏硅酸钠2％、氢氧化钾0.02％、丙三醇1.5％、有机胺酯TPP 6％、重质碳酸钠1.5％、AEO9脂肪醇聚氧乙烯醚1％、烷基酚聚氧乙烯醚OP-101.5％、余量为水。

助剂T13W02中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.2％、MD-218低泡表面活性剂2.5％、除重油浸泡脱脂表面活性剂聚醚多元醇(CF-60)1.5％、乙二醇丁醚6％、除油除蜡表面活性剂C13异丙醇酰胺DF-211.5％、余量为水。

助剂T13W03中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.2％、RQ-139除碳表面活性剂3％、JFC-1渗透剂1.5％、FSD305低温表面活性剂2％、硅油消泡剂0.02％、FSD270D表面活性剂2％、余量为水。

主剂T13W01、助剂T13W02和助剂T13W03的制备工艺与实施例1相同。

实施例4

环保型含油污泥除油脱脂剂包含主剂T13W01和助剂T13W02。

主剂T13W01中各原料的质量分数为：五水偏硅酸钠1％、氢氧化钾0.01％、丙三醇2％、有机胺酯TPP 7％、重质碳酸钠2％、AEO3脂肪醇聚氧乙烯醚2％、烷基酚聚氧乙烯醚OP-502％、余量为水。

助剂T13W02中各原料的质量分数为：氢氧化钾0.3％、MD-218低泡表面活性剂2％、除重油浸泡脱脂表面活性剂DC-868A 1％、乙二醇丁醚4％、除油除蜡表面活性剂C-2022％、余量为水。

主剂T13W01的制备工艺为：将水加入到反应釜中，开启搅拌器设定转速为85r/min；再将五水偏硅酸钠、氢氧化钾、丙三醇、有机胺酯TPP、重质碳酸钠、AEO3脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚OP-50顺次加入到反应釜中；每加入一种原料后搅拌28min，全部原料加完后搅拌32min。

助剂T13W02的制备工艺为：将水加入到反应釜中，开启搅拌器设定转速为75r/min；再将氢氧化钾、MD-218低泡表面活性剂、除重油浸泡脱脂表面活性剂DC-868A、乙二醇丁醚、除油除蜡表面活性剂C-202顺次加入到反应釜中，每加入一种原料后搅拌22min，全部原料添加完成后搅拌2h。

将实施例1～3的主剂T13W01、助剂T13W02、助剂T13W03和水混合，混合液即为环保型含油污泥除油脱脂剂；混合液中，主剂T13W01的质量分数为5％，助剂T13W02的质量分数为2％，助剂T13W03的质量分数为1％。环保型含油污泥除油脱脂剂中加入大庆油田含油污泥原泥(381处理站)，对含油污泥原泥进行脱脂处理，除油脱脂剂和含油污泥原泥的质量比为9：1，脱脂处理的温度为80℃。

对大庆油田含油污泥原泥和实施例1处理后的固体物质(处理后泥样)进行检测，采用紫外可见分光光度计(T6新世纪)YNX-SY-037依据城市污水处理厂污泥检测方法紫外可见分光光度法CJ/T221-2005检测矿物油含量；采用PX224ZH/E电子天平YNX-SY-008依据城市污水处理厂污泥检测方法城市污泥含水率的测定重量法CJ/T221-2005检测含水率；采用PX224ZH/E电子天平YNX-SY-008依据城市污水处理厂污泥检测方法城市污泥混合液污泥浓度的测定重量法CJ/T221-2005检测污泥浓度。

由检测结果可知，大庆油田含油污泥原泥(381处理站)中，矿物油含量为100g/kg，含水率为20.4％，污泥浓度为5.5×10

实施例1的大庆油田含油污泥原泥如图1所示，实施例1的大庆油田含油污泥原泥经处理后的固体物质(处理后泥样)如图2所示。

实施例1的大庆油田含油污泥未处理状态如图3所示，实施例1的除油脱脂剂加入大庆油田含油污泥原泥中，除油脱脂过程如图4所示，其中，a为除油脱脂剂刚加入大庆油田含油污泥原泥中，b为加入除油脱脂剂1min后，c为加入除油脱脂剂20min后，d为含有除油脱脂剂的泥样和水样中加入絮凝剂(絮凝剂为聚合氯化铝，絮凝剂的质量占水样和泥样总质量的2％)。由图4可知，加入油水除油脱脂剂1min后的油水泥分离过程，在上部形成一层油；加入除油脱脂剂20min后，泥沙分离完成沉到烧杯底部，油在上部，中间为水样；含有除油脱脂剂的泥样和水样经漂洗后加入絮凝剂，水样变澄清，恢复到透明状态，泥样沉到烧杯底部。

实施例1的大庆油田含油污泥原泥经处理后的泥沙自然干燥4h和60℃下烘干1h后的状态如图5所示，其中，a为自然干燥，b为烘干。

采用本发明的方法对含油污泥原泥进行处理后，泥沙含油率为0.4～0.8‰，低于3‰，满足环保指标要求；采用低温洗涤法处理后的污泥的主要营养成分得到了保护，通过压滤机压滤干燥后可直接用于园林绿化及修建路基等，从根本上解决了含油污泥资源化利用的难题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。