本發(fā)明涉及含油廢棄物處理領域，尤其涉及一種亞臨界萃取含油廢棄物的裝置及方法。

背景技術(shù)：

鉆井泥屑、油泥砂是原油中所含的油泥、油砂沉淀后形成的污染物，主要來源于石油開采、儲存和煉制加工過程。以石油勘探開發(fā)業(yè)為例，每年有近百萬噸的油泥砂產(chǎn)生，若加上石油化工生產(chǎn)的“三泥”，總量將會更大。油泥砂本身含有大量的原油，如果不進行妥善處理處置，不僅會造成巨大的原油損失，且還會對周圍的大氣、水質(zhì)和土壤造成嚴重的污染。由于油泥砂綜合利用途徑較少，處理難度較大，其處理處置是目前的世界性難題?？茖W、有效地解決含油泥砂處理問題已經(jīng)成為石油行業(yè)能否持續(xù)發(fā)展的關鍵。

盡管目前國內(nèi)外對油泥處理已進行了一定程度的理論研究和有益的技術(shù)嘗試，建立了初步的技術(shù)模式，并開發(fā)了相應的工藝及設備。通常含油污泥處理方法主要分為四類：物理方法（焚燒、熱熔玻璃化、熱熔離心）、物理化學方法（溶劑萃取、氣提、淋濾沖洗、溶劑-聲波處理法）、化學方法（氧化劑氧化、超臨界氧化）、生物方法（生物氧化、微生物破乳）等，但由于適用范圍較小、局限性較大、處理成本較高等缺點，大多數(shù)方法沒有得到廣泛的推廣應用。另外，目前很多采油廠只是將污泥離心脫水濃縮后外運拋棄處理，這不僅使脫出的污水中的含油量極高，殘渣污泥中的石油類物質(zhì)也嚴重超標。

國際上對油泥砂的處理工藝主要參考焦油（超重油）砂礦的采礦工藝，采用加堿、蒸煮、離心分離等方法進行油砂分離。我國對含油泥砂的處理與處置尚處于初級階段，通常利用循環(huán)流化床焚燒或?qū)⒂湍嗌芭c原煤摻燒，固化焚燒等來實現(xiàn)其無害化，也有采用固-液旋流工藝清洗油田集輸泵站含油泥砂實現(xiàn)原油回收的，但能實現(xiàn)將回收原油后剩余殘渣污泥凈化處理工藝的則很少，而能夠囊括將油泥砂原油回收并將剩余泥砂資源化處理的成套、完整工藝迄今尚未見報道。因此，有必要開發(fā)一整套的簡單易行的工藝方法，在對含油泥砂中原油進行高效回收利用的同時，實現(xiàn)其無害化處理、資源化再利用，這樣既能減輕對環(huán)境的污染，又能帶來顯著的經(jīng)濟效益，最終取得巨大的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益。

在上述現(xiàn)有的各種油污染處理技術(shù)中，溶劑萃取技術(shù)具有效率高、處理徹底、能夠回收大部分石油烴類物質(zhì)的優(yōu)點，但存在溶劑回收過程復雜、溶劑成本較高等缺點，是該技術(shù)應用于鉆井泥屑、大罐油泥等含油廢棄物處理仍有局限?，F(xiàn)有技術(shù)中，雖然利用超臨界co2流體萃取技術(shù)具有粘度低、攜帶能力強、易脫溶分離的優(yōu)勢，用于鉆井泥屑、大罐油泥等含油廢棄物的處理，可解決上述一部分問題，但在應用過程中仍需要添加丙烷三乙胺、重整油等改性劑，對環(huán)境有一定風險，且該方法要求操作壓力高，對設備要求苛刻，一次性投資太大，運行成本也不低，因此，目前也難以產(chǎn)業(yè)化應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：現(xiàn)有油污染處理技術(shù)存在運行成本高、處理效率不高、處理不徹底等缺點，本發(fā)明提供了一種亞臨界萃取含油廢棄物的裝置及方法來解決上述問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種亞臨界萃取含油廢棄物的裝置，包括溶劑儲罐、萃取罐、緩沖罐、分離罐、壓縮機和冷凝罐；所述溶劑儲罐內(nèi)裝有萃取溶劑，所述溶劑儲罐和萃取罐之間設置有進料泵，所述進料泵的出口和所述萃取罐連通，所述進料泵的進口和所述溶劑儲罐連通；所述進料泵和所述溶劑儲罐之間設置有溶劑出料閥，所述進料泵和所述萃取罐之間設置有溶劑進料閥；所述萃取罐和所述分離罐之間通過萃取出料閥連通，所述分離罐和所述緩沖罐之間通過分離出料閥連通，所述萃取罐和所述緩沖罐之間通過緩沖出料閥連通，所述緩沖罐的出口和所述壓縮機的進口連通，所述壓縮機的出口和所述冷凝罐的出口之間通過冷凝進料閥連通，所述冷凝罐的出口和所述溶劑儲罐之間通過冷凝出料閥連通；所述溶劑儲罐上設置有加注閥，所述分離罐上設置有分離排料閥。

進一步地：所述萃取罐外周設置有萃取水管，所述分離罐外周設置有分離水管，所述緩沖罐外周設置有緩沖水管，所述萃取水管、分離水管和緩沖水管內(nèi)均流通有熱水。

進一步地：所述冷凝罐外周設置有冷凝水管，所述冷凝水管內(nèi)流通有冷水。

進一步地：所述萃取溶劑包括二甲醚、丙烷、丁烷、四氟乙烷，或者是二甲醚、丙烷、丁烷、四氟乙烷其中的兩種。

進一步地：所述亞臨界萃取含油廢棄物的裝置還包括熱泵，所述熱泵為二氧化碳熱泵，所述熱泵的低溫端與冷凝水管連通，所述熱泵的高溫端與所述萃取水管、分離水管和緩沖水管連通。

進一步地：所述萃取罐內(nèi)設置有攪拌器。

進一步地：所述進料泵和所述溶劑進料閥之間設置有過濾器。

進一步地：亞臨界萃取含油廢棄物的步驟包括：

s1，裝料，將經(jīng)過粉碎處理的含油廢棄物裝入萃取罐內(nèi)；

s2，萃取，通過進料泵將溶劑儲罐中的萃取溶劑加注到萃取罐內(nèi)；

s3，分離，將含有萃取產(chǎn)物和萃取溶劑的混合物放入分離罐中；

s4，萃取階段循環(huán)，將萃取罐中收集到的萃取溶劑通過壓縮機增壓再經(jīng)過冷凝罐冷凝后注入至溶劑儲罐中；

s5，分離階段循環(huán)，將分離罐中收集到的萃取溶劑通過壓縮機增壓再經(jīng)過冷凝罐冷凝后注入至溶劑儲罐中；

s6，收集，由分離罐中收集萃取產(chǎn)物。

進一步地：在所述萃取步驟中對所述萃取罐進行加熱，所述萃取步驟操作時間為10-30分鐘；在所述分離步驟中對所述分離罐進行加熱，所述分離步驟操作時間為10-30分鐘。

進一步地：在所述裝料步驟中對待處理的含油廢棄物進行粉碎處理，經(jīng)過粉碎后的含油廢棄物粒度為1-100微米。

本發(fā)明的有益效果是，本實用一種亞臨界萃取含油廢棄物的裝置及方法通過應用亞臨界萃取溶劑大大降低了所需要的工作壓力，減少了設備投資，并提高了安全性，利用亞臨界流體沸點低的特點，在常溫下提取目標物、低溫下脫除溶劑，通過提高工藝過程的真空度，萃取溶劑在10-50°c的溫度下即可快速蒸發(fā)，與萃取產(chǎn)物分離迅速且分離效果極佳。

由于萃取工藝是在密閉、無氧、低壓的壓力容器內(nèi)進行，與其它分離方法相比具有很多優(yōu)點：

1）萃取溶劑無毒無害、環(huán)保，對大氣沒有危害作用；

2）生產(chǎn)車間無廢水、廢氣排放，對環(huán)境的影響很??；

3）萃取工藝中可利用循環(huán)水進行冷卻，需要加熱的裝置溫度不高，可充分利用工廠廢熱，或者設計合理的熱泵系統(tǒng)，能大量節(jié)省運行成本。

4）與目前使用的超臨界萃取技術(shù)相比，亞臨界萃取需要的壓力較低，因此可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)化運行，投資成本極大下降。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明一種亞臨界萃取含油廢棄物的裝置的系統(tǒng)示意圖。

圖中1、溶劑儲罐，2、萃取罐，3、緩沖罐，4、分離罐，5、壓縮機，6、冷凝罐，7、進料泵，8、溶劑出料閥，9、溶劑進料閥，10、萃取出料閥，11、分離出料閥，12、緩沖出料閥，13、冷凝進料閥，14、冷凝出料閥，15、加注閥，16、分離排料閥，17、萃取水管，18、分離水管，19、緩沖水管，20、冷凝水管，21、攪拌器，22、過濾器。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應被本發(fā)明的實施例所屬技術(shù)領域的技術(shù)人員所理解。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種亞臨界萃取含油廢棄物的裝置，包括溶劑儲罐1、萃取罐2、緩沖罐3、分離罐4、壓縮機5和冷凝罐6；所述溶劑儲罐1內(nèi)裝有萃取溶劑，所述溶劑儲罐1和萃取罐2之間設置有進料泵7，所述進料泵7的出口和所述萃取罐2連通，所述進料泵7的進口和所述溶劑儲罐1連通；所述進料泵7和所述溶劑儲罐1之間設置有溶劑出料閥8，所述進料泵7和所述萃取罐2之間設置有溶劑進料閥9；所述萃取罐2和所述分離罐4之間通過萃取出料閥10連通，所述分離罐4和所述緩沖罐3之間通過分離出料閥11連通，所述萃取罐2和所述緩沖罐3之間通過緩沖出料閥12連通，所述緩沖罐3的出口和所述壓縮機5的進口連通，所述壓縮機5的出口和所述冷凝罐6的出口之間通過冷凝進料閥13連通，所述冷凝罐6的出口和所述溶劑儲罐1之間通過冷凝出料閥14連通；所述溶劑儲罐1上設置有加注閥15，所述分離罐4上設置有分離排料閥16。

溶劑儲罐1中的萃取溶劑可以通過加注閥15向溶劑儲罐1內(nèi)加注，在進行含油廢棄物萃取處理時，先將經(jīng)過粉碎的含油廢棄物放入到萃取罐2中，此時萃取出料閥10關閉，將溶劑出料閥8和溶劑進料閥9開啟，再開啟進料泵7將溶劑儲罐1中的萃取溶劑注入到萃取罐2中，直至樣品全部淹沒，緩沖出料閥12處于打開狀態(tài)，萃取罐2中氣態(tài)的萃取溶劑經(jīng)過緩沖出料閥12流入至緩沖罐3中；經(jīng)過一定時間之后，萃取工作完成，打開萃取出料閥10，將萃取產(chǎn)物和萃取溶劑的混合物導入至分離罐4中；分離出料閥11打開，分離罐4中分離出的萃取溶劑流入至緩沖罐3中。

緩沖罐3中收集的萃取溶劑流入到壓縮機5中，萃取溶劑隨著壓縮機5的壓縮，再通過打開的冷凝進料閥13流入到冷凝罐6中，通過冷凝罐6冷凝之后通過打開的冷凝出料閥14回流到溶劑儲罐1中以供下次的萃取罐2萃取操作。當分離罐中完成分離后可以通過打開分離排料閥16獲得經(jīng)過萃取所獲得的萃取產(chǎn)物。

所述萃取罐2外周設置有萃取水管17，所述分離罐4外周設置有分離水管18，所述緩沖罐3外周設置有緩沖水管19，所述萃取水管17、分離水管18和緩沖水管19內(nèi)均流通有熱水。

萃取罐2、緩沖罐3和分離罐4外分別設置萃取水管17、分離水管18和緩沖水管19，并且在其中通入熱水，這種方式可以有效對罐體進行加熱，以達到最好的反應環(huán)境，通常要求萃取罐2中萃取是的萃取溫度和壓力處于萃取溶劑的亞臨界區(qū)域，萃取溶劑的臨界點根據(jù)萃取溶劑的組成計算得到，萃取溶劑的溫度要求高于沸點低于臨界點、壓力低于臨界壓力的區(qū)域。

所述冷凝罐6外周設置有冷凝水管20，所述冷凝水管20內(nèi)流通有冷水。冷凝水管20可以很好地為冷凝罐6提供熱交換，保證了冷凝罐6能夠持續(xù)冷凝，維持了裝置的正常運行。所述萃取溶劑包括二甲醚、丙烷、丁烷、四氟乙烷，或者是二甲醚、丙烷、丁烷、四氟乙烷其中的兩種。

所述亞臨界萃取含油廢棄物的裝置還包括熱泵，所述熱泵為二氧化碳熱泵，所述熱泵的低溫端與冷凝水管20連通，所述熱泵的高溫端與所述萃取水管17、分離水管18和緩沖水管19連通。二氧化碳熱泵能為裝置同時提供冷水和熱水，滿足了裝置的工作需要，同時二氧化碳熱泵所用介質(zhì)清潔，不會污染環(huán)境，同時二氧化碳也是不可燃氣體，不會有爆炸風險。

所述萃取罐2內(nèi)設置有攪拌器21，攪拌器21能夠更好地方便萃取溶劑和待處理的含油廢棄物的混合，提高了萃取的效果，提高了萃取的效率。所述進料泵7和所述溶劑進料閥9之間設置有過濾器22，過濾器22能夠過濾萃取溶劑，保證注入至萃取罐2中的萃取溶劑的純度，保障了萃取的效果。

亞臨界萃取含油廢棄物的步驟包括：s1，裝料，將經(jīng)過粉碎處理的含油廢棄物裝入萃取罐2內(nèi)；s2，萃取，通過進料泵7將溶劑儲罐1中的萃取溶劑加注到萃取罐2內(nèi)；s3，分離，將含有萃取產(chǎn)物和萃取溶劑的混合物放入分離罐4中；s4，萃取階段循環(huán)，將萃取罐2中收集到的萃取溶劑通過壓縮機5增壓再經(jīng)過冷凝罐6冷凝后注入至溶劑儲罐1中；s5，分離階段循環(huán)，將分離罐4中收集到的萃取溶劑通過壓縮機5增壓再經(jīng)過冷凝罐6冷凝后注入至溶劑儲罐1中；s6，收集，由分離罐4中收集萃取產(chǎn)物。

在所述萃取步驟中對所述萃取罐2進行加熱，所述萃取步驟操作時間為10-30分鐘；在所述分離步驟中對所述分離罐4進行加熱，所述分離步驟操作時間為10-30分鐘。在所述裝料步驟中對待處理的含油廢棄物進行粉碎處理，經(jīng)過粉碎后的含油廢棄物粒度為1-100微米。經(jīng)過多次試驗操作者發(fā)現(xiàn)，在這樣的萃取時間和分離時間控制下，以及按照1-100微米粒度粉碎要求下，各個步驟操作效果較好，萃取分離效率較高。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對所述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。