[发明专利]稠油、超稠油石化废水高效絮凝剂及其制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种石油化工行业污水处理技术，具体的说是用于稠油、超稠油石化污水的处理技术。

(二)背景技术

我国稠油资源丰富，油藏地质条件、开采工艺和开采年限等不同，导致了稠油污水的水质非常复杂，主要表现为稠油污水污染物含量高、成分复杂，油、水密度差小，乳化严重，有机成分复杂，可生化性比较差。稠油石化污水在指为了满足进入石化装置的需要又向稠油中加入添加剂，如正向破乳剂，脱钙剂等，而形成的一种特殊污水，该种污水成为了天然污染物和人工外加污染物的混合型污水，由于助剂的化学性质稳定，加之其在水中的功能多样性，使得油水混合体系更加稳定难以实现高效除油。

针对稠油石化废水，目前常采用单一的无机絮凝剂(硫酸铝、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合氯化铁等)加聚丙烯酰胺来处理。如辽河石化公司，以聚合硫酸铝为絮凝剂，聚丙烯酰胺为助凝剂来处理稠油石化污水，这种方法主要通过电中和与吸附架桥使水中的乳化油和机械杂质脱稳定来达到去除污染物的目的。由于硫酸铝适用范围窄，对水温要求高，特别是铝盐絮凝剂处理后水中残铝的残余毒性，使其使用受到限制，同时由于硫酸铝所形成的絮体密度小，沉降时间长，增加了基建费用和后续处理成本。

中国专利CN 100334013C公布了一种无机絮凝剂、阳离子型高分子絮凝剂或两者中的一种与超支化聚合物组成的净水剂，主要应用稠油、超稠油采出液污水的油和杂质的去除，虽然该净水剂可以有效去除稠油采出液污水的油，但投加过程复杂，有机类型絮凝剂投加量大达30mg.L^-1，沉淀时间长为30分钟，处理成本比较高，同时对后续处理有不利影响。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种具有除油效果好，有机高分子型絮凝剂用量少，稳定性能高，适用范围广，絮凝沉淀时间短的稠油、超稠油石化废水高效絮凝剂及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：它是由阳离子型有机高分子絮凝剂以及一种无机复合絮凝剂组成。其中阳离子型有机高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺；本发明中所述的无机复合絮凝剂为组分中含有聚硅酸、三价铁盐及其水解聚合物以及含有磷酸盐为稳定剂的多盐类水解共聚物。阳离子型有机高分子絮凝剂和一种无机复合絮凝剂的重量比为75～300：1～5。该絮凝剂的制备方法采用聚硅酸与硫酸亚铁氧化共聚法制备，在制备过程中引入磷酸根为稳定剂，在一定温度下水解聚合一定时间而成，并确定了组分的最佳比。其制备过程如下：

取一定量的FeSO₄·7H₂O溶于水中，并加入一定量的浓硫酸以达到预定的铁酸摩尔比形成溶液①，取不同量的Na₂SiO₃·9H₂O溶解于100ml水中，并加入适量的硫酸使溶液pH＝2，并陈化一段时间形成溶液②，将溶液①与溶液②混合以一定量30％的过氧化氢进行氧化将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，待反应完成后，再加入磷化-稳定剂以达到预定的铁磷比，在一定温度下，进行聚合反应最后生成红褐色粘稠液体即为成品，经烘干可得黄色固体产品。

其制备过程见图1，工艺在制备过程中，采用的主要原料为七水硫酸亚铁、硅酸钠，稳定剂为磷酸钠或磷酸氢二钠或磷酸，氧化剂为双氧水，辅助原料为硫酸。实验过程中，各合成因素选定的使用条件见表1。七水硫酸亚铁浓度质量百分比为20％，硅酸钠浓度质量百分比为30％，七水硫酸亚铁与双氧水用量的摩尔比为2.0：1，铁硅摩尔比为7.00～3.00，铁酸摩尔比为5.00～2.00，铁磷摩尔比为20.00～15.00。

表1  合成因素水平的选定

优化组分配比通过设计得出，其优化组分配比范围见表2。

表2  优化组分配比范围

组分的最佳比选取铁硅摩尔比为：6.00，铁酸摩尔比为：3.00，铁磷铁磷摩尔比为：15.00的组分配比，按照上述合成方法合成无机复合絮凝剂，其主要性状指标见表3。

表3  无机复合絮凝剂的主要性状指标

通常该絮凝剂的投加方式为先投加无机复合絮凝剂，再投加阳离子型有机高分子絮凝剂或两者按比例同时投加。