低温触媒蒸解処理による油性掘削切屑のパラメータ最適化

HUANG YAOQI ,  

XIA YUFENG ,  

摘要

廃棄された油性掘削切屑は、石油・ガス田の開発過程において最も深刻な環境汚染物質の一つであり、多量生産、高い含油率、複雑な成分、適切な処理が極めて困難であるという特徴を持つ危険廃棄物です。遠心分離、溶媒抽出、界面活性剤熱洗浄、熱分解法など多くの方法の中で、揮発性および半揮発性汚染物質(例えば炭化水素)を熱分解によって除去する熱処理方法は、処理時間が短く除去効率が高いため広く利用されています。しかし、従来の熱分解処理技術は高温・高エネルギー消費であり、物質に対する選択性が高く、焦げ付きが発生しやすいため処理効率が低いです。従来の熱分解技術を基に、触媒剤および焦げ付き防止剤を添加して油性掘削切屑を前処理することで、熱分解に必要な温度を大幅に低減できます。200、250、300 ℃の温度で、3種類の異なる触媒剤CA(触媒A)、CB(触媒B)、CC(触媒C)が油性掘削切屑中の油分除去効果に及ぼす影響を研究し、効果の良いCAとCCを複合したところ、複合比が2:1の場合に処理効果が著しく向上することが分かりました。焦げ付き防止剤JA、JB、JC(JAは焦げ付け剤A、JBは焦げ付け剤B、JCは焦げ付け剤C)を選定した結果、JBが反応釜内壁への固相残渣の付着を効果的に低減することが判明しました。中心複合設計(CCD)および応答曲面法(RSM)を用いることで、実験数を減らしつつ結果の精度を保証できます。応答曲面(RSM)モデルの結果から、最適処理パラメータは以下のとおりです。300gの油性掘削切屑を処理する際、複合触媒の添加率は4.417%(複合比CA:CC=2:1)、反応温度は285.43 ℃、反応時間は97.17分で、油分含有率が14.76%から0.20%に低減されました。最適処理条件下での油性掘削切屑生成物を分析し、中華人民共和国四川省地方標準「天然ガス採掘含油スラッジ総合利用後残留固相利用処分基準」(DB51/T 2850—2021)に照らして、固相残渣中の重金属およびその他の指標が効果的に除去されていることが確認されました。除去後の固相残渣は井場の敷設に使用でき、油性掘削切屑の効果的な除去および廃棄物再利用が実現されました。

关键词

油性掘削切屑;低温触媒蒸解;応答曲面モデル;生成物成分;資源化

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