技术领域
[0001] 本发明属于能源产品技术领域,具体涉及一种煤沥青与油泥共热解提质的方法及炭黑原料。
相关背景技术
[0002] 石油钻井开采用褐煤腐植酸等作油田助剂,因此开采地废油泥含稠油、多环芳烃‑ 2+等有机污染物,还含有溶解性无机盐物质,如Cl、SO4、Na+和Ca 等,以采油固定化微生物技术,利用化学或物理手段原位就地处理污染油泥,是缓解废油泥污染的方式之一。
[0003] 天津科技大学任丽君等从渤海油田含油污泥中分离出 3 株石油烃降解菌,通过16S rRNA 基因序列鉴定分别为棒状杆菌、短杆菌和假单胞菌。经单因素实验确定37℃ 、盐度1‑ 3% 、pH 6‑8; 32℃ 、30 d 内对含油污泥中总石油烃的降解率分别为 39.69% 、
53.29% ,而混合菌的降解效果明显高于单一菌株,降解率为 58.08% , GC‑MS 分析表明,混合菌对 n‑C12 ~ n‑C34 等正构烷烃均有明显降解,且对萘、苊、屈和苯并荧蒽等多环芳烃的降解能力较强( 任丽君、刘宪斌、田胜艳,含油 污 泥 中 石 油 降 解 菌 的 分 离 及 其 降 解 特 性.环 境 工程 学 报,2015,9(7):3538‑3544 。但存在油泥原料的局限和主要为石油多环芳烃等有机物的降解,没有涉及钻井泥浆油污泥的无机重金属化合物的降解问题。
[0004] 专利申请号为CN207552228的实用新型专利公开了一种油泥制炭黑装置,其可利用油和燃烧物,杜绝油泥对环境的污染,但没有任何工艺及参数。
[0005] 江苏国瑞特环保工程技术有限公司于银国的研究认为:油泥处理采用常规的垃圾热解工艺不仅在煤油、燃料上的投入成本极大,且热解过程中还会产生含有二恶英等物质的有害飞灰和颗粒污染物。可通过更换热解炉的设备或改进工艺,从环保性与经济性两方面完善油泥等处理 (油泥固废低温热解处理技术的研究与应用[J].工程技术,2022(2): 248‑251),目前处于一种提出与探索过程中,且没有涉及高凝油油泥。
[0006]
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具体实施方式
[0023] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
[0024] 一种煤沥青与油泥共热解提质的方法,包括以下步骤:S1、油泥中的有机碱、稠油酯、重金属离子等,在放线菌、芽孢杆菌的作用下先降解;
S2、在富氧炭黑尾气CO2下与煤沥青共热解,有 “直链烷酸”、“直链油酰胺”衍生物形成,还有“苯并萘类”衍生物等形成(如图2‑4所示)。
[0025] 具体的:降解油泥中的有机碱、稠油酯,无机物重金属离子的放线菌进行了16S rDNA片段扩增优化,芽孢杆菌的分类名为阿氏芽孢杆菌,保藏地址为中国典型培养物保藏中心,保藏编号为CCTCC NO:M20232038,保藏日为2023年10月25日。
[0026] 通过该方法,使废弃油泥的油品资源的利用率85‑90%(其余10‑15%作为填料炭黑),经分馏塔提纯可以制成优质油墨炭黑原料,而通过在导电炭黑用原料的反应精馏塔中进一步提纯,达到高压海缆屏蔽料用的导电炭黑原料质量。
[0027] 如图1所示,所采用的工艺设备主要包括分馏或反应精馏塔4、热解炉5(其定期排除可利用的炭黑粒)、除尘器6、冷凝器8和压缩机9。其中1、2为炭黑尾气、氮气进出;3为废油泥进入(已经过放线菌和芽孢杆菌的作用),10为输送可循环利用的CO2。
[0028] 为了进一步阐述,特列举以下实施例进行说明。
[0029] 实施例一:本实施例以使用后的褐煤腐植酸钻井泥浆废油泥和煤沥青100份,其中含水稠油
65份、高岭土及重金属化合物2份,含水量95%的放线菌2和阿氏芽孢杆菌1份(保藏号:
‑1 2+ 2+
20232038)浓度按U1.0/kg油泥,在温度30℃,pH7.0,作用35min,将 Cl ,Ca ,SO4 等转移到非油相放线菌和阿氏芽孢杆菌层,然后与含有多环芳烃PAHs 物质的煤沥青30份、在500℃下,由富氧燃气和CO2尾气调节进行共热解,形成“直链烷酸”、“直链油酰胺”衍生物,还有“苯并萘类”衍生物等,经分馏塔提纯,废弃油泥的油品资源的利用率87%,作为油墨炭黑原料,DBP吸收值在125cm/100g添加到涂料中,可以提高涂层的遮盖性、耐候性和防腐蚀性,并副产填料炭黑15%.
实施例二:
本实施例以使用后的褐煤腐植酸钻井泥浆废油泥和煤沥青100份,其中含水稠油
65份、高岭土及重金属化合物2份,含水量95%的放线菌2和阿氏芽孢杆菌1份(保藏号:
‑1 2+ 2+
20232038)浓度按U1.0/kg油泥,在温度35℃,pH7.5,作用50min,将 Cl ,Ca ,SO4 等转移到非油相放线菌和阿氏芽孢杆菌层,然后与含有多环芳烃PAHs 物质的煤沥青30份、在550℃下,由富氧燃气和CO2尾气调节进行共热解,形成“直链烷酸”、“直链油酰胺”衍生物,还有“苯并萘类”衍生物等,经分馏塔提纯,废弃油泥的油品资源的利用率90%,作为油墨炭黑原料,DBP吸收值在130cm/100g,还副产填料炭黑10% 。
[0030] 实施例三:本实施例以使用后的褐煤腐植酸钻井泥浆废油泥和煤沥青100份,其中含水稠油
65份、高岭土及重金属化合物2份,含水量95%的放线菌2和阿氏芽孢杆菌1份(保藏号:
‑1 2+ 2+
20232038)浓度按U1.0/kg油泥,在温度40℃,pH8.0,作用40min,将 Cl ,Ca ,SO4 等转移到非油相放线菌和阿氏芽孢杆菌层,然后与含有多环芳烃PAHs 物质的煤沥青30份、在550℃下,由富氧燃气和CO2尾气调节进行共热解,形成“直链烷酸”、“直链油酰胺”衍生物,还有“苯并萘类”衍生物等,将此共热解油品进一步在反应精馏塔提纯,pH 8.0,吸油值‑DBP吸收值在146 cm/100g,粒径38nm,灰分<0.1%,电阻率3.0Ω·cm,325目筛余物含量<6ppm, 达到高压海缆屏蔽料用的导电炭黑原料质量;油品利用率85%,其余15%作为填料炭黑。
[0031] 上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例。