一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺，所述油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺包括以下步骤：(1)将预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙混合，得到混合料；(2)对所述混合料进行热解，得到热解油气、高温烟气及热解固态残渣；(3)对所述热解油气进行冷凝分离，得到热解油和不凝气。本发明专利技术提供的油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺的处理过程清洁节能，无污染物排放，处理环境气味较低，可实现油基钻屑的高效处理。

【技术实现步骤摘要】
一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺
本专利技术涉及一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺，属于含油固废处理

技术介绍
目前，在开采页岩气过程中使用油基泥浆钻井，钻头切屑地层中的岩石产生大量钻屑，这些钻屑通过油基泥浆的携带作用被带至地面，从而形成油基钻屑。油基钻屑中含有石油烃类、重金属和有机物等污染物，已被列入国家危险废弃物(国家危险废物名录，HW08)，若不经处理就直接排放，将会对周边生态环境造成严重危害。世界许多地区的排放标准规定，钻屑中总石油烃(TPH)的质量百分数低于1％才能排放。因此国内外对油基钻屑的处理方法研究广泛，目前普遍采用的处理方法主要有焚烧法、掩埋法、井下回注法、固化法、溶剂萃取法、热处理法、离心分离法等。综合比较这些处理方法，热解处理技术对物料适应性强、工艺原理简单、处理方式灵活、效率高、设备占地面积小、具备“不落地”处理能力、具备全天候工作能力处理、处理过程中产生的二次污染少，同时在资源回收利用方面具有优势，因此成为含油钻屑处理的热点技术。热脱附处理技术主要是在绝氧条件下，在热脱附炉中对物料加热，使其达到物料中挥发性物质的沸点，将其从物料中蒸发脱除。该处理方法对含油钻屑中的油去除效果较好，处理后的残渣含油率最低可以降至0.3wt％以下，同时可以回收钻屑中的烃类资源。中国专利CN104178200A公开了一种油基钻屑热解析处理方法，主要过程是将油基钻屑进行预处理后输送到处理单元，通过加热使反应温度升到钻屑中各组分烃的挥发温度，然后保持一定的停留时间直至油气挥发完全，处理后钻屑通过卸料装置进行存储排放，油气通过出气装置进入回收分离单元，不同凝点的组分在不同的冷凝回收单元进行回收，回收后油的品质保持不变，可进行再次配制油基钻井液。但是，此处理方法热解过程中难以严格密封，热解过程中气味较大，热解工作环境污染较大。中国专利CN108343391A公开了一种滚筒式的钻屑处理热分离结构，包括热分离外筒、热分离滚筒、热分离辅助结构三部分。钻屑通过钻屑进口进入由热分离外筒体内壁和热分离滚筒体外壁构成的热分离区域，热分离滚筒体在动力端的带动下旋转，使得热分离区域中的钻屑与热磨体不断研磨并持续升温以使钻屑中的液相挥发，挥发产生的热解气经筛网滤掉固相后，由热解气进口进入到积气腔中，并由流道形状为截面积减小的锥形热解气出口加速排出，固相由残渣出口排出。但是滚筒结构会导致热解挥发分中灰分含量较高，同时电加热无法充分利用热解过程产生的热解气体的热值，导致整个工艺的能量利用率偏低，并且所得固体灰渣仍然是危废，没有得到资源化利用。因此，提供一种新型的油基钻屑和氧化钙混合处理工艺已经成为本领域亟需解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决上述的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺。为了实现以上目的，本专利技术提供了一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺，其中，所述工艺包括以下步骤：(1)将预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙混合，得到混合料；(2)对所述混合料进行热解，得到热解油气、高温烟气及热解固态残渣；(3)对所述热解油气进行冷凝分离，得到热解油和不凝气。在以上所述的工艺中，对所述油基钻屑进行预处理的操作为本领域常规操作，如所述预处理包括甩干及筛选处理等。优选地，所述工艺还包括：利用所述热解固态残渣制造免烧砖。优选地，所述工艺还包括：将步骤(3)中所述不凝气用作步骤(2)热解过程中的燃气。优选地，所述工艺还包括使所述高温烟气依次经过各级换热器，并依次进行换热。优选地，所述工艺还包括使所述高温烟气经余热锅炉进行换热，得到低温烟气，再使所述低温烟气经蓄热式换热器进行换热，得到冷却烟气。优选地，所述工艺还包括使所述冷却烟气经除尘器除尘后排放。优选地，所述工艺还包括使经除尘器除尘后的冷却烟气于脱硫脱硝装置中经脱硫脱硝处理后排放。在以上所述的工艺中，首先于余热锅炉中对所述高温烟气进行降温，得到低温烟气，所述低温烟气再于所述蓄热式换热器中与蓄热式换热器中的空气进行热交换得到冷却烟气，所述冷却烟气再依次送入除尘器、脱硫脱硝装置中进行除尘、脱硫脱硝处理以使重金属含量均达标后，经排烟装置直接排放。本专利技术对热解后的高温烟气、经余热锅炉降温后的低温烟气及经蓄热式换热器换热后的冷却烟气的温度均不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场作业需要合理调整该些温度，只要保证可以实现本专利技术的目的即可。优选地，所述工艺还包括对所述混合料进行计量后再将其热解。在以上所述的工艺中，优选地，所述热解于移动床热解炉中进行，所述移动床热解炉为环形密封结构的热解炉，其包括燃气加热区和内层物料热解区，所述燃气加热区设置有蓄热式燃气辐射管。在以上所述的工艺中，预处理后的油基钻屑和预热后的氧化钙的混合比例以及预热后的氧化钙的温度之间是动态平衡的关系，现场作业时可根据物料的比热和传热效率，调整二者之间的混合比例以及预热后的氧化钙的具体温度，但需要保证将预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙混合后能将油基钻屑温度加热到热脱附温度即可；此外，本专利技术对步骤(2)中的热解过程的温度也不做具体要求，本领域技术人员可以根据现场需要合理设置该热解温度，只要保证可将混合料进行热解得到热解油和不凝气即可。在本专利技术一较为优选的实施方式中，所述预热后的氧化钙的温度为750℃；预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙之间的质量比为1:1.5；所述热解反应的温度为300℃，反应时间为1h。在以上所述的工艺步骤(1)中，将预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙混合，首先，预热后的氧化钙起到固体热载体的作用，用作对油基钻屑进行加热的热源，采用该种方式对预处理后的油基钻屑进行加热的好处是易于控温，而且分布均匀；其次，氧化钙在热脱附(热解)的过程中可与H2S、SO2、COS、CO2和水蒸气等发生反应，H2S等反应物均为热解产物中的杂质，会影响产物的品质，因此氧化钙的添加提升了热解产物的品质，同时以上所述反应均为放热反应，在这些反应过程中释放的能量可起到降低能耗的作用；再次，氧化钙在热脱附过程中还起到了催化裂解的作用，其可将一些重质组分催化裂解成轻质组分；最后，氧化钙还起到了固硫作用，解决了油基钻屑处理过程中所存在的气味(臭味)问题，可明显改善处理环境气味，满足固体危废的环保处理要求；氧化钙还起到了固定固相中的重金属元素和多环芳烃的作用，降低了固相的环境风险，同时经过氧化钙的调质，热脱附之后固相组成更接近于混凝土、免烧砖的组成，促进了其资源化利用。为了进一步对本专利技术的油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺进行说明，本专利技术还提供了一种用于实现以上所述油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺的油基钻屑和氧化钙混合处理的系统，其包括：油基钻屑预处理装置、氧化钙预热装置、混合装置、进料装置、移动床热解炉、冷凝分离装置；所述油基钻屑预处理装置、氧化钙预热装置分别用于对油基钻屑进行预处理及对氧化钙进行预热；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺，其特征在于，所述油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺包括以下步骤：/n(1)将预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙混合，得到混合料；/n(2)对所述混合料进行热解，得到热解油气、高温烟气及热解固态残渣；/n(3)对所述热解油气进行冷凝分离，得到热解油和不凝气。/n

【技术特征摘要】
1.一种油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺，其特征在于，所述油基钻屑和氧化钙混合处理的工艺包括以下步骤：
(1)将预处理后的油基钻屑及预热后的氧化钙混合，得到混合料；
(2)对所述混合料进行热解，得到热解油气、高温烟气及热解固态残渣；
(3)对所述热解油气进行冷凝分离，得到热解油和不凝气。


2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括：利用所述热解固态残渣制造免烧砖。


3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括：将步骤(3)中所述不凝气用作步骤(2)热解过程中的燃气。


4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括使所述高温烟气依次经过各级换热器，并依次进行换热。


5.根据权利要求4所述的工艺，其特征在于，所述工艺还包括使所述高温烟气经余热锅炉进行换热，得到低温烟气，再使所述低温烟气经蓄热式换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：许世佩，许毓，李兴春，邵志国，刘龙杰，孙静文，王军平，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团安全环保技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11