Otimização dos parâmetros do tratamento por pirólise catalítica em baixa temperatura dos cavacos de perfuração à base de óleo

HUANG YAOQI ,  

XIA YUFENG ,  

摘要

Os cavacos de perfuração à base de óleo são um dos poluentes ambientais mais graves durante a exploração de campos de petróleo e gás, caracterizando-se como resíduos perigosos com grande volume, alto teor de óleo, composição complexa e grande dificuldade de tratamento adequado. Entre vários métodos, como separação centrífuga, extração por solvente, lavagem térmica com surfactantes e pirólise, o método de tratamento térmico que remove poluentes voláteis e semi-voláteis (como hidrocarbonetos) por pirólise é amplamente utilizado devido ao seu curto tempo de processamento e alta eficiência de remoção. No entanto, as tecnologias convencionais de pirólise apresentam alta temperatura, alto consumo de energia, alta seletividade de material e tendem a formar coque, resultando em baixa eficiência de tratamento. Com base na pirólise convencional, o pré-tratamento dos cavacos de perfuração à base de óleo com adição de catalisadores e agentes anti-coque pode reduzir significativamente a temperatura necessária para a pirólise. Ao estudar três catalisadores diferentes CA (catalisador A), CB (catalisador B) e CC (catalisador C) em temperaturas de 200, 250 e 300 ℃ no efeito de remoção de óleo dos cavacos de perfuração, e ao combinar os catalisadores eficazes CA e CC, constatou-se que a proporção de mistura 2:1 pode melhorar significativamente o efeito do tratamento. Na seleção dos agentes anti-coque JA, JB e JC (JA agente anti-coque A, JB agente anti-coque B, JC agente anti-coque C), descobriu-se que o JB reduz efetivamente a aderência de resíduos sólidos à parede interna do reator. Usando o design composto central (CCD) e o método de superfície de resposta (RSM), pode-se garantir a precisão dos resultados reduzindo o número de experimentos. Os resultados do modelo RSM indicam que os melhores parâmetros de tratamento são: ao tratar 300 g de cavacos de perfuração à base de óleo, a proporção de adição de catalisadores mistos é de 4,417% (proporção CA:CC=2:1), a temperatura de reação é 285,43 ℃ e o tempo de reação é 97,17 min, com a taxa de óleo reduzida de 14,76% para 0,20%. Ao analisar os produtos após o tratamento ótimo, de acordo com o padrão local da província de Sichuan, China, "Padrão para disposição e uso de resíduos sólidos remanescentes após reutilização integrada de lodos oleosos na extração de gás natural" (DB51/T 2850—2021), constatou-se que metais pesados e outros indicadores nos resíduos sólidos foram efetivamente removidos. Os resíduos sólidos removidos podem ser usados para pavimentação do campo de poços, conseguindo uma remoção eficaz dos cavacos de perfuração à base de óleo e a reutilização de resíduos.

关键词

cavacos de perfuração à base de óleo;pirólise catalítica em baixa temperatura;modelo de superfície de resposta;composição do produto;reciclagem de recursos

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