一种处理油基钻屑用萃取溶剂及其制备方法
【专利摘要】本发明属于油基钻屑处理技术领域，具体涉及一种处理油基钻屑用萃取溶剂及其制备方法，萃取溶剂由氯代烷烃、镁粉末、氯代烯烃在溶剂中制备而成。制备方法为在反应容器内加入溶剂，通入氮气进行保护，然后依次加入溶剂、氯代烷烃和镁粉末进行反应；然后加入催化剂、氯代烯烃于反应容器中进行反应，反应完成后加热蒸馏过滤即可得到。本发明解决了现有常规溶剂易挥发及闪点低，导致循环利用率较低，经济成本也较高，存在严重的环境污染及安全隐患问题，具有闪点高、安全性高、萃取效果好、回收率高、排放污染小、流程工艺简单，易于实施等优点。
【专利说明】
-种处理油基钻屑用萃取溶剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于油基钻屑处理技术领域，具体设及一种处理油基钻屑用萃取溶剂及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 在钻井过程中油基钻井液较水基钻井液有不可替代的优点，其技术、工艺也比较 成熟。因此采用油基钻井液钻井越来越多，已广泛应用于页岩气及常规气藏的深井、超深 井、水平井、探井等钻完井。但钻井过程中产生的油基钻屑是含油危险废弃物，对环境、生态 及安全均产生严重的影响。
[0003] 目前对于此类油基钻屑主要采用热解、离屯、部分脱油后打包外送及常规溶剂萃取 技术进行处理，上述处理方法存在能耗高、安全隐患大、处理不彻底、成本高等问题。同时油 基钻屑一般含油量在15-20%之间，本身具有很高再利用价值。随着新环保法实施及环境保 护、安全监管的加强，解决油气开采油基钻屑无害化、资源化利用问题成为油气工业环境保 护、安全生产新课题及急需解决的难题。
[0004] 处理油基钻屑过程中，溶剂萃取技术是关键的技术，其中，萃取溶剂是溶剂萃取技 术的核屯、，而目前常用的萃取溶剂主要是低碳醇类、石油酸或Ξ氯甲烧、二氯甲烧等易挥 发、闪点低或毒性较强的有机溶剂。运类萃取剂洗油效率较高，但回收利用率较低，存在成 本高、安全风险大、操作难度大等问题。因此有必要开发一种新型的萃取溶剂，满足油气田 巧全、环保、高效、和腰'可持续勘探开发需要。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有解决现有常规溶剂易挥发及闪点低，导致循环利用率较 低，经济成本也较高，存在严重的环境污染及安全隐患问题。
[0006] 为此，本发明提供了一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料 融入溶剂制备而成： 氯代烧控，40~60份； 儀粉末，5~10份； 氯代締控，20~40份， 所述的溶剂质量为原材料总质量的40~60%。
[0007] 所述的氯代烧控为1-氯十二烧或1-氯十Ξ烧或1-氯十四烧。
[000引所述的儀粉末粒径在75皿~150皿，且其纯度在99.5%W上。
[0009] 所述的氯代締控为四氯乙締或Ξ氯乙締。
[0010] 所述的溶剂为无水乙酸或四氨巧喃。
[0011] -种处理油基钻屑用萃取溶剂的制备方法，包括如下步骤： 1)、按照配比量分别称取原材料:氯代烧控、儀粉末和氯代締控;并准备原材料总质量 的40~60%的溶剂； 2) 、依次加入步骤1)准备的溶剂、氯代烧控和儀粉末，在反应溫度达到20~30°C时，W 10化/min转速揽拌反应1~化； 3) 、向反应容器中加入催化剂和步骤1)准备的氯代締控，反应溫度达到50~70°C时，W 10化/min转速揽拌反应3~化； 4) 、反应完成后，加热至70~80°C蒸馈并进行过滤，制得所需的处理油基钻屑用萃取溶 剂。
[0012] 所述的步骤2)中，加入溶剂和原材料之前，向反应容器中通入氮气进行保护。
[0013] 所述的步骤3)中的催化剂为氯化亚铜，其质量为步骤1)中原材料总质量的1%。
[0014] 本发明提供的运种处理油基钻屑用萃取溶剂的有益效果： (1) 与常规溶剂相比，本萃取溶剂具有较高的闪点，在实际操作中安全性高； (2) 本萃取溶剂与柴油、白油、气制油相溶性好，可用于处理含不同基础油的油基钻屑； (3) 本萃取溶剂在油基钻屑表面吸附能力差，有利于萃取溶剂回收和分离，不带来二次 污染； (4) 本萃取溶剂萃取效果好，处理后的油基钻屑含油率低于1%; 巧)本萃取溶剂回收率可达95%W上，回收的萃取溶剂可实现多次循环利用； (6) 本萃取溶剂与基础油分离效果好，回收的基础油可用于配制油基钻井液； (7) 本萃取溶剂对油基钻屑进行处理后，残渣浸出液及重金属达到国家污水综合排放 标准《GB8978-2002》的一级排放标准； (8) 本萃取溶剂处理油基钻屑工艺流程简单，对设备要求低，易于实施。
【具体实施方式】 [001引实施例1: 本实施例一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料融入溶剂制备而 成： 40~60份的氯代烧控，氯代烧控为1-氯十二烧或1-氯十Ξ烧或1-氯十四烧； 5~10份的儀粉末，儀粉末粒径在75WI1~150WI1; 20~40份的氯代締控，氯代締控为四氯乙締或Ξ氯乙締； 其中，溶剂质量为原材料总质量的40~60%，溶剂为无水乙酸或四氨巧喃。
[0016] 本实施例提供一种油溶性好、挥发性低W及高闪点的萃取溶剂，可W解决现有常 规溶剂易挥发及闪点低，导致循环利用率较低，经济成本也较高，存在严重的环境污染及安 全隐患问题。
[0017] 实施例2: 本实施例提供一种处理油基钻屑用萃取溶剂的制备方法，包括如下步骤： 1) 、按照配比量分别称取原材料:氯代烧控、儀粉末和氯代締控;并准备原材料总质量 的40~60%的溶剂； 2) 、向反应容器中通入氮气进行保护，然后依次加入步骤1)准备的溶剂、氯代烧控和儀 粉末，在反应溫度达到20~30°C时，Wl(K)r/min转速揽拌反应1~化； 3) 、向反应容器中加入催化剂氯化亚铜和步骤1)准备的氯代締控，反应溫度达到50~ 70°C时，Wl(K)r/min转速揽拌反应3~化； 4)、反应完成后，加热至70~80°C蒸馈并进行过滤，制得所需的处理油基钻屑用萃取溶 剂。
[001引实施例3: 本实施例结合实施例1和实施例2进行具体实施说明： 本实施例提供一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料制备而成： 1-氯十四烧:60份，粒径75皿儀粉末(纯度99.8%) : 5份，四氯乙締:35份。
[0019] 运种处理油基钻屑用萃取溶剂按照W下方法制备：按照配比分别称取原材料，分 别称取质量为原材料总质量的50%的无水乙酸和1%氯化亚铜;在反应容器中通入氮气进行 保护，依次按比例加入无水乙酸、1-氯十四烧、儀粉末，保持溫度20°C在l(K)r/min转速的揽 拌下反应化;依次加入氯化亚铜、四氯乙締，在10化/min转速的揽拌均匀，同时将反应容器 加热至60°C揽拌化;继续加热至75°C蒸馈出无水乙酸，过滤溶液除去固相，制得本处理油基 钻屑用萃取溶剂。
[0020] 本实施例提供的处理油基钻屑用萃取溶剂的性能测试试验如下： 测试1:萃取溶剂闪点的测定。
[0021] 按国家标准《闪点的测定宾斯基-马下闭口杯法》(GB-T 261-2008)的试验方法测 定萃取溶剂的闪点，测得萃取溶剂的闪点为47°C。相比于易燃液体低于45°C的闪点，本萃取 溶剂具有较高的闪点，在实际操作中安全性高。
[0022] 测试2:萃取溶剂萃取效果评价。
[0023] 取定量油基钻屑，加入2倍质量的萃取溶剂，常溫揽拌15min，经过离屯、分离出残渣 和液相，待分离出的残渣经过加热回收溶剂，烘干后的残渣采用国家环境保护标准《水质 石油类和动植物油类的测定红外分光光度法》(町637-2012)的试验方法测定含油率，含 油率见表1。
[0024] 表1萃取后残渣含油率
由上表可知，本萃取溶剂与柴油、白油、气制油相溶性好，可用于处理含不同基础油的 油基钻屑。
[0025] 测试3:萃取溶剂回收率。
[0026] 离屯、分离后的液相，根据萃取溶剂和基础油沸点的不同，采用蒸馈的方法，对萃取 溶剂进行回收，回收率见表2。
[0027] 测试4:萃取溶剂多次回收重复利用的萃取效果 对于同样的萃取剂，在经过多次重复萃取、蒸馈时，萃取剂对油基钻屑的萃取效果见表 2。
[0028] 表2残渣含油率及溶剂回收率
由表2可知，本萃取溶剂在油基钻屑表面吸附能力差，有利于萃取溶剂回收和分离，不 带来二次污染;本萃取溶剂萃取效果好，处理后的油基钻屑含油率低于1%;本萃取溶剂回收 率可达95%W上，回收的萃取溶剂可实现多次循环利用;本萃取溶剂与基础油分离效果好， 回收的基础油可用于配制油基钻井液。
[0029] 测试5:萃取剂多次萃取过程中的闪点变化规律 对于同样的萃取剂，在经过多次重复萃取、蒸馈，在不同重复次数测定其闪点变化情 况，实验结果如表3。
[0030] 表3萃取剂重复利用与闪点变化
测试6:萃取溶剂处理油基钻屑残渣主要污染指标分析 采用本萃取溶剂对油基钻屑进行处理，处理后的残渣进行了相关环保指测试分析，分 析结果如表4。
[0031] 表4油基钻屑萃取处理后残渣分析
本萃取溶剂对油基钻屑进行处理后，残渣浸出液及重金属达到国家污水综合排放标准 《GB8978-2002》的一级排放标准。
[0032] 实施例4: 本实施例提供一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料制备而成： 1-氯十Ξ烧:55份，粒径150皿儀粉末(纯度99.9%) : 8份，Ξ氯乙締:37份。
[0033] 运种处理油基钻屑用萃取溶剂按照W下方法制备：按照配比分别称取原材料，分 别称取质量为原材料总质量的60%的四氨巧喃和1%氯化亚铜;在反应容器中通入氮气进行 保护，依次按比例加入四氨巧喃、1-氯十立烧、儀粉末，保持溫度25°C在lOOr/min转速的揽 拌下反应化;依次加入氯化亚铜、Ξ氯乙締，在10化/min转速的揽拌均匀，同时将反应容器 加热至70°C揽拌5.化;继续加热至80°C蒸馈出四氨巧喃，过滤溶液除去固相，制得本处理油 基钻屑用萃取溶剂。
[0034] 参照实施例3的测试方法，对比实施例所制备的萃取溶剂进行测试，测试结果如表 5至表9所示。
[0035] 实施例5: 本实施例提供一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料制备而成： 1-氯十二烧:54份，粒径75皿纯儀粉末:6份，四氯乙締:40份。
[0036] 运种处理油基钻屑用萃取溶剂按照W下方法制备：按照配比分别称取原材料，分 别称取质量为原材料总质量的55%的无水乙酸和1%氯化亚铜;在反应容器中通入氮气进行 保护，依次按比例加入无水乙酸、1-氯十二烧、儀粉末，保持溫度30°C在l(K)r/min转速的揽 拌下反应化;依次加入氯化亚铜、四氯乙締，在10化/min转速的揽拌均匀，同时将反应容器 加热至60°C揽拌化;继续加热至70°C蒸馈出无水乙酸，过滤溶液除去固相，制得本处理油基 钻屑用萃取溶剂。
[0037] 参照实施例3的测试方法，对比实施例所制备的萃取溶剂进行测试，测试结果如表 5至表9所示。
[003引实施例6: 本实施例提供一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料制备而成： 1 -氯十二烧:40份，粒径1 ΟΟμπι纯儀粉末:10份，四氯乙締:30份。
[0039] 运种处理油基钻屑用萃取溶剂按照W下方法制备：按照配比分别称取原材料，分 别称取质量为原材料总质量的40%的无水乙酸和1%氯化亚铜；在反应容器中通入氮气进行 保护，依次按比例加入无水乙酸、1-氯十二烧、儀粉末，保持溫度25°C在l(K)r/min转速的揽 拌下反应1.化;依次加入氯化亚铜、四氯乙締，在10化/min转速的揽拌均匀，同时将反应容 器加热至50°C揽拌4h;继续加热至75°C蒸馈出无水乙酸，过滤溶液除去固相，制得本处理油 基钻屑用萃取溶剂。
[0040] 参照实施例3的测试方法，对比实施例所制备的萃取溶剂进行测试，测试结果如表 5至表9所示。
[0041 ] 实施例7: 本实施例提供一种处理油基钻屑用萃取溶剂，由W下按质量配比的原材料制备而成： 1 -氯十二烧:45份，粒径110皿儀粉末(纯度99.7%) : 7份，四氯乙締:20份。
[0042] 运种处理油基钻屑用萃取溶剂按照W下方法制备：按照配比分别称取原材料，分 别称取质量为原材料总质量的45%的无水乙酸和1%氯化亚铜；在反应容器中通入氮气进行 保护，依次按比例加入无水乙酸、1-氯十二烧、儀粉末，保持溫度28°C在l(K)r/min转速的揽 拌下反应化;依次加入氯化亚铜、四氯乙締，在10化/min转速的揽拌均匀，同时将反应容器 加热至55°C揽拌化;继续加热至75°C蒸馈出无水乙酸，过滤溶液除去固相，制得本处理油基 钻屑用萃取溶剂。
[0043] 参照实施例3的测试方法，对比实施例所制备的萃取溶剂进行测试，测试结果如表 5至表9所示。
[0044] 表5:各实施例萃取后残渣含油率对比表
由表5分析可知，各实施例所制备的萃取溶剂，与柴油、白油、气制油相溶性均比较好， 可用于处理含不同基础油的油基钻屑。
[0045] 表6:各实施例残渣含油率对比表
由表6分析可知，各实施例制备的萃取溶剂在油基钻屑表面吸附能力差，有利于萃取溶 剂回收和分离，不带来二次污染;各实施例萃取溶剂萃取效果都比较好，处理后的油基钻屑 含油率都低于1%。
[0046] 表7:各实施例溶剂回收率对比表
由表7分析可知，各实施例中本萃取溶剂的回收率可达93%W上，回收的萃取溶剂可实 现多次循环利用;萃取溶剂与基础油分离效果好，回收的基础油可用于配制油基钻井液。
[0047] 表8:各实施例萃取剂重复利用与闪点变化对比表
由表8分析可知，各实施例中，配置的萃取溶剂的闪点均高于45°C，因此相比于易燃液 体低于45°C的闪点，萃取溶剂具有较高的闪点，在实际操作中安全性高。
[004引表9:各实施例油基钻屑萃取处理后残渣分析对比表
由表9分析可知，各实施例中，配置的萃取溶剂对油基钻屑进行处理后，残渣浸出液及 重金属均能达到国家污水综合排放标准《GB8978-2002》的一级排放标准，符合国家法规定 的排放标准。
[0049] 综上所述，本发明提供的运种处理油基钻屑用萃取溶剂与常规溶剂相比，具有较 高的闪点，在实际操作中安全性高;本萃取溶剂与柴油、白油、气制油相溶性好，可用于处理 含不同基础油的油基钻屑；本萃取溶剂在油基钻屑表面吸附能力差，有利于萃取溶剂回收 和分离，不带来二次污染;本萃取溶剂萃取效果好，处理后的油基钻屑含油率低于1%;本萃 取溶剂回收率可达95%W上，回收的萃取溶剂可实现多次循环利用;本萃取溶剂与基础油分 离效果好，回收的基础油可用于配制油基钻井液;本萃取溶剂对油基钻屑进行处理后，残渣 浸出液及重金属达到国家污水综合排放标准《GB8978-2002》的一级排放标准;本萃取溶剂 处理油基钻屑工艺流程简单，对设备要求低，易于实施。
[0050] W上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡 是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种处理油基钻肩用萃取溶剂，其特征在于：由以下按质量配比的原材料融入溶剂 制备而成： 氯代烷烃，40~60份； 镁粉末，5~10份； 氯代烯烃，20~40份， 所述的溶剂质量为原材料总质量的40~60%。2. 如权利要求1所述的处理油基钻肩用萃取溶剂，其特征在于:所述的氯代烷烃为1-氯 十二烷或1-氯十三烷或1-氯十四烷。3. 如权利要求1所述的处理油基钻肩用萃取溶剂，其特征在于:所述的镁粉末粒径在75 μL?~150μL?，且其纯度在99 · 5%以上。4. 如权利要求1所述的处理油基钻肩用萃取溶剂，其特征在于:所述的氯代烯烃为四氯 乙稀或三氯乙稀。5. 如权利要求1所述的处理油基钻肩用萃取溶剂，其特征在于:所述的溶剂为无水乙醚 或四氢呋喃。6. -种如权利要求1~5中任意一项所述的处理油基钻肩用萃取溶剂的制备方法，其特 征在于，包括如下步骤： 1) 、按照配比量分别称取原材料:氯代烷烃、镁粉末和氯代烯烃;并准备原材料总质量 的40~60%的溶剂； 2) 、依次加入步骤1)准备的溶剂、氯代烷烃和镁粉末，在反应温度达到20~30°C时，以 100r/min转速搅拌反应1~3h; 3) 、向反应容器中加入催化剂和步骤1)准备的氯代烯烃，反应温度达到50~70°C时，以 100r/min转速搅拌反应3~6h; 4) 、反应完成后，加热至70~80°C蒸馏并进行过滤，制得所需的处理油基钻肩用萃取溶 剂。7. 如权利要求6所述的处理油基钻肩用萃取溶剂的制备方法，其特征在于:所述的步骤 2) 中，加入溶剂和原材料之前，向反应容器中通入氮气进行保护。8. 如权利要求6所述的处理油基钻肩用萃取溶剂的制备方法，其特征在于:所述的步骤 3) 中的催化剂为氯化亚铜，其质量为步骤1)中原材料总质量的1%。
【文档编号】C10G1/04GK106010623SQ201610604872
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】凡帆, 王长宁, 杨斌, 金祥哲, 张小平, 吴满祥, 陈磊, 蔺文洁, 丁磊, 王国庆, 陈龙, 赵雷, 高洁, 张艺聪, 蒋振伟
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院