化学清洗处理高含油率油基钻屑的研究

白　鹤　武卫锋　翁良宇　赵广宇　肖成磊　张文晖

1.中海石油环保服务(天津)有限公司,　天津　300457; 2.中海油能源发展股份有限公司，　北京　100027； 3.天津科技大学造纸学院,　天津　300457

0　前言

1　材料与方法

1.1　实验材料

仪器:湘仪H 1850离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司,最高转速18 500 r/min,最大相对离心力23 797×g);分析天平(上海奥豪斯仪器有限公司,最大感量110 g,分度值 0.000 1 g);磁力搅拌器(德国IKA公司,转速范围0～1 500 r/min)。

试剂:硅酸钠(Na2SiO3·9 H2O,天津大学科威公司);正丁醇(天津市大茂化学试剂厂);十二烷基硫酸钠(SDS,天津市大茂化学试剂厂);曲拉通X-100(TX-100,天津市光复精细化工研究所);石油醚(沸程60～90℃,90～120℃,国药集团化学试剂有限公司)。以上试剂均为分析纯。

1.2　分析方法

本实验参考GB/T 260-2016《石油产品水含量的测定蒸馏法》测量油基钻屑的含水率,采用石油醚(沸程60～90℃)通过索氏抽提差量法测油基钻屑的含油率[10],最后计算出油固比和去除率(本文均指处理后油基钻屑的油固比较未处理前油基钻屑的油固比所降低的百分率)。由于本实验所用的油基钻屑含油率较高,为了减少除油过程中水对结果分析的影响,采用油固比和去除率表征除油效果。

油固比及去除率的计算公式如下:

油固比w=Xo/(100-Xo-Xw)

(1)

去除率r=(1-w1/w0)×100

(2)

1.3　实验步骤

取15 g钻屑于烧杯中,加入30 g清洗剂(液固比=2∶1),在25℃条件下混合搅拌20 min,将处理后的钻屑转移至50 mL离心管中,然后置于离心机中离心5 min,转速为 2 000 r/min(相对离心力424 g),测量离心后钻屑的含水率、含油率,并计算出油固比和去除率。

2　结果与讨论

2.1　清洗剂配方的选择和各组分的影响

通过初步实验,发现清洗剂配方采用正丁醇、SDS、TX-100和Na2SiO3进行复配,可以取得较好的效果。本节研究了正丁醇、SDS、TX-100和Na2SiO3四种清洗剂成分的浓度(本文均指质量分数浓度)对油基钻屑除油的影响。

2.1.1正丁醇浓度的影响

注:1.清洗剂其它组分浓度为2.0 SDS,1.0 TX-100,0.86 Na2SiO3; 2.清洗剂各组分浓度基于清洗剂总质量(下同)。图1　正丁醇浓度对钻屑油固比和去除率的影响

2.1.2SDS浓度的影响

图2SDS浓度对钻屑油固比和去除率的影响

2.1.3TX-100浓度的影响

图3TX-100浓度对钻屑油固比和去除率的影响

2.1.4Na2SiO3浓度的影响

图4Na2SiO3浓度对钻屑油固比和去除率的影响

Na2SiO3能够强化除油效果的原因有二:一是Na2SiO3溶液能与钻屑中石油沥青质的酸性成分起反应,生成具有表面活性的物质,可对钻屑中多环芳烃等物质发生乳化作用[18-19];二是Na2SiO3可以降低钻屑的黏度,增加除油效率[20]。

2.2　模拟海水对钻屑除油的影响

图5NaCl浓度对钻屑油固比和去除率的影响

3　结论