用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途技术

本发明专利技术提供了用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途。该催化氧化组合物包括次氯酸钠，以及铜/镍复合催化剂，该催化剂包括氧化铜、氧化镍和分子筛，其中，氧化铜和氧化镍负载在分子筛上，并且氧化铜与氧化镍的摩尔比为8:100～15:100以及氧化镍与分子筛的摩尔比为1:100～3:100。应用本发明专利技术的技术方案，该催化剂与氧化剂生成活性自由基，极大提高了氧化药剂对返排液的处理效果，降低了氧化剂的使用量，产生的污泥也相应减少。

【技术实现步骤摘要】
用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途
本专利技术涉及环境工程中废液处理
，具体而言，涉及一种油田压裂返排废液的处理治理，特别涉及用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途。
技术介绍
压裂施工作业是油田增产的必要措施，尤其在低渗油田中压裂已经成为油田开采必不可少的措施。目前，对压裂返排液的处理有三个方向：焚烧、废液池存储、处理外排或回用。随着环保力度的加大，焚烧和存储两种方式不再是可持续的处理方式。目前对于压裂返排液必须进行有效处理，以便回用或外排。然而，压裂返排液(以后简称返排液)中含有瓜尔胶高分子聚合物和多种有机添加剂(如破乳剂、防膨剂和杀菌剂等)，返排过程中还可能携带地层中其他物质。返排液具有组分复杂，粘度较高，悬浮物测量值高等特点。目前国内外对压裂返排液的处理进行了多种方法和工艺研究，现有技术中对于压裂废液处理的问题可以分为如下几点：1.设备投资大，工艺复杂，同时在操作方面显得不方便。如采用的多次氧化+混凝技术，不仅工艺多，而且加药涉及氧化剂等药剂，而压裂液的回用处理同样涉及破胶过程，同时还需要加入掩蔽剂和涉及调pH等工艺，操作较为复杂；2.产生的絮体容易造成二次污染，混凝法处理压裂废水需要加入大量的氧化剂进行降黏，尤其是采用芬顿反应时，产生的污泥量较大，若对于污泥的处理不当容易引起二次污染；3.处理成本过高，由于需要加入氧化药剂，其处理的成本通常为生活污水处理成本的十几倍到几十倍，为每立方几十元到几百元不等；4.处理时间过长，微生物法在油田的应用逐渐广泛，但生化处理通常需要30天左右才能起到效果，难以满足油田现场需求，同时压裂废液会随作业区块不同也有所变化，微生物的普适性较差。经检索，现有的专利仅CN105903469A针对返排液的催化剂处理有过报道，该专利以铜和铬为活性组分，浸渍负载在活性炭上。但该法中使用的铬在制备过程中刺激性较大，同时存在活性炭在高温焙烧时容易碳化等问题。由此可见，现有技术中存在处理返排液药剂成本高、操作流程复杂等问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途，以解决现有技术中处理返排液药剂成本高、操作流程复杂等问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于压裂返排液处理的催化氧化组合物，包括：次氯酸钠，以及铜/镍复合催化剂，催化剂包括氧化铜、氧化镍和分子筛，其中，氧化铜和氧化镍负载在分子筛上，并且氧化铜与氧化镍的摩尔比为8:100～15:100以及氧化镍与分子筛的摩尔比为1:100～3:100。进一步地，上述次氯酸钠以次氯酸钠水溶液的形式添加。进一步地，上述分子筛选自ZMS-5分子筛、TS-1分子筛、TS-2分子筛中的任意一种或多种。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种压裂返排液的处理方法，该处理方法包括：步骤S1：将压裂返排液与上述任一种催化氧化组合物混合，对压裂返排液进行催化氧化，得到氧化后返排液；步骤S2：对氧化后返排液进行絮凝沉降处理，得到上清液和沉淀物，测定上清液的粘度和悬浮物含量。进一步地，上述步骤S1中，次氯酸钠相对于压裂返排液的用量为500mg/L～2000mg/L，铜/镍复合催化剂与压裂返排液的质量比为1:100～2:100。进一步地，上述处理方法还包括：步骤S3，重复至少一次步骤S1和步骤S2，对步骤S2分离出的上清液依次进行催化氧化处理和絮凝沉降处理。进一步地，用于上述絮凝沉降处理的净水剂选自聚合氯化铝、聚合氯化铝铁和聚合硫酸铁中的任意一种或多种，用于絮凝沉降处理的助沉剂选自氢氧化钙、蒙脱土和膨润土中的任意一种或多种，用于絮凝沉降处理的絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚乙烯亚胺中的任意一种或多种。进一步地，相对于氧化后返排液，上述净水剂的用量为50～100mg/L、助沉剂的用量为10～50mg/L、絮凝剂的用量为1～20mg/L。进一步地，上述步骤S1是在50～100r/min的搅拌速度下进行。根据本专利技术的另一方面，提供了上述任一种催化氧化组合物用于处理压裂返排液的用途。应用本专利技术的技术方案，该催化剂与氧化剂生成活性自由基，极大提高了氧化药剂对返排液的处理效果，降低了氧化剂的使用量，产生的污泥也相应减少。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据实施例1的分子筛负载催化剂前后对比图、SEM图和EDS分析结果对比图，其中a.和b.分别为分子筛负载催化剂之前和之后的图，c.和d.分别为分子筛负载催化剂之前和之后的SEM图，e.和f.分别为分子筛负载催化剂之前和之后的EDS分析结果；以及图2示出了不同焙烧温度的根据实施例1的分子筛负载催化剂的XRD图谱；图3示出了使用根据实施例1的催化氧化组合物处理之后的污水的处理效果图，其中(a)为压裂返排原液，(b)为一次催化氧化的污水，(c)为二次催化氧化的污水。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所分析的，在油田的生产过程中，压裂施工作业是油田增产的必要措施，但目前对压裂返排液的处理存在成本高、操作流程复杂等问题。本专利技术人为了克服现有技术中所存在的这些缺陷，经过大量的试验，发现了一种用于压裂返排液处理的催化氧化组合物、方法及组合物的用途，以解决现有技术中处理返排液药剂成本高、操作流程复杂等问题。在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种用于压裂返排液处理的催化氧化组合物，包括次氯酸钠以及铜/镍复合催化剂，该催化剂包括氧化铜、氧化镍和分子筛，其中，氧化铜和氧化镍负载在分子筛上，并且氧化铜与氧化镍的摩尔比为8:100～15:100以及氧化镍与分子筛的摩尔比为1:100～3:100。通过在分子筛中引入Cu和Ni等杂原子，可以增加分子筛骨架电荷的调变作用并有效改变其催化功能，同时，用分子筛负载氧化铜与氧化镍，可以防止无载体的铜/镍催化剂聚集长大而形成大颗粒，从而促进粒子分散。另外，本专利技术人在研究过程中发现，本专利技术的催化氧化组合物中的铜/镍复合催化剂与氧化剂(即次氯酸钠)生成活性自由基，从而极大提高了氧化药剂对返排液的处理效果，降低氧化剂的使用量，进而降低处理返排液药剂成本；且二者以组合物形成添加使得返排液的操作流程简化。铁/镍复合催化剂和氧化剂的使用量根据所处理的返排液的组成和用量进行调节，相对于现有技术中的返排液药剂所消耗的氧化剂减少。其中，分子筛中所负载的氧化铜与氧化镍的摩尔比以及氧化镍与分子筛的摩尔比均会影响催化剂的活性。当分子筛中所负载的氧化铜与氧化镍的摩尔比以及氧化镍与分子筛的摩尔比在本专利技术的范围内时，本专利技术的催化氧化组合物中的镍与氧化剂(即次氯酸钠)作用下形成三价镍，三价镍能够高效地生成活性自由基(NiO2·)，从而极大提高了氧化药剂对返排液的处理效果。此外，铜的引入可以形成Cu-O-Ni过渡带，Cu-O-Ni是催化剂的临界结构，有利于三价镍的生成。当氧化铜与氧化镍的摩尔比小于8:100时，不易形成Cu-O-Ni过渡带；当氧化铜与氧化镍的摩尔比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于压裂返排液处理的催化氧化组合物，其特征在于，包括：次氯酸钠，以及铜/镍复合催化剂，所述催化剂包括氧化铜、氧化镍和分子筛，其中，所述氧化铜和氧化镍负载在所述分子筛上，并且所述氧化铜与氧化镍的摩尔比为8:100～15:100以及所述氧化镍与所述分子筛的摩尔比为1:100～3:100。

【技术特征摘要】
1.一种用于压裂返排液处理的催化氧化组合物，其特征在于，包括：次氯酸钠，以及铜/镍复合催化剂，所述催化剂包括氧化铜、氧化镍和分子筛，其中，所述氧化铜和氧化镍负载在所述分子筛上，并且所述氧化铜与氧化镍的摩尔比为8:100～15:100以及所述氧化镍与所述分子筛的摩尔比为1:100～3:100。2.根据权利要求1所述的催化氧化组合物，其特征在于，所述次氯酸钠以次氯酸钠水溶液的形式添加。3.根据权利要求1或2所述的催化氧化组合物，其特征在于，所述分子筛选自ZMS-5分子筛、TS-1分子筛、TS-2分子筛中的任意一种或多种。4.一种压裂返排液的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：步骤S1：将压裂返排液与权利要求1-3中任一项所述的催化氧化组合物混合，对所述压裂返排液进行催化氧化，得到氧化后返排液；步骤S2：对所述氧化后返排液进行絮凝沉降处理，得到上清液和沉淀物，测定上清液的粘度和悬浮物含量。5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述次氯酸钠相对于所述压裂返排液的用量为500mg/L～2000...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯绍雄，宫兆波，王雨，任敏红，郭晟豪，郝红永，严忠，张奎，郭进周，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11