[发明专利]一种通过蒸汽蒸馏从材料中热分离非极性有机化合物的方法

说明书

本发明涉及用于通过蒸汽蒸馏从材料热分离非极性有机化合物的方法，其中通过微波辐射向材料提供能量，并且其中在蒸汽蒸馏之前将包括具有电偶极子特性的有机物质的感受体添加到材料中并与材料混合，并且感受体与蒸汽一起有助于蒸汽蒸馏。本发明还描述了感受体在蒸汽蒸馏过程中的用途。

提供了一种通过蒸汽蒸馏从材料中热分离有机化合物的方法。更具体地，该方法涉及从材料中分离非极性有机化合物。非极性有机化合物可以是烃。该材料可能是经有机污染物污染的材料，并且通过该方法除去了污染物。污染物可能是烃。甚至更具体地，该方法涉及材料的热处理(thermal treatment)/热处理(heat treatment)，其中在热处理之前，将有机极性添加剂(其优选具有高于100℃的沸点温度)添加到材料中。材料的一个实例是来自石油工业的钻屑。有机极性添加剂是感受体(susceptor)，并且通过用微波辐射材料来提供用于蒸汽蒸馏的至少一部分能量。

在与石油开采相关的钻井作业期间，使用大量的油基钻井泥浆。夹带来自钻孔中的钻井作业的钻屑的钻井泥浆流向地面。立即从钻屑中分离相当大比例的钻井泥浆，同时单独处理具有剩余比例的油基钻井泥浆的钻屑。

相对严格的法定规定要求防止钻屑排入周围环境中。已知将钻屑以泥浆状态再次引入到钻孔中，但相当大比例的钻屑被运送到用于这种钻屑的处理设施。

根据现有技术，将钻屑通过离心、借助化学品清洗或通过热处理进一步清洁。在热处理期间，水和有机材料从钻屑中蒸发。如果温度太高，则有机材料可能分解。分解的有机材料不能被重新使用。蒸汽处理是一种更温和的热处理，其避免包括油的有机物质的分解。目前的法定规定要求残余油的比例必须低于10g/kg的干物质，以允许将钻屑排入周围环境中。

很明显，特别是当涉及海上钻井作业时，钻屑的运输和后续处理成本高且有环境问题，至今为止运输和至少一些已知的清洁操作需要大量的能量。

已知用锤磨机直接和机械地加热钻屑。通过由旋转锤提供的机械能来加热材料。还已知在回转窑中间接地加热钻屑，其中材料暴露于热表面。

已知通过热处理来修复受污染的土壤。这通常在包括具有传送螺杆的加热流通室的热解吸单元中完成。可加热室壁或传送螺杆或者其两者。由此，经污染的材料暴露于至少一个热表面。也可以用这种方法清洁钻屑。

许多这些清洁技术都依靠蒸汽蒸馏。如果待清洁的材料太干，则将水添加到材料中。作为实例，经验表明，锤磨机不能作用于干材料。由于水有助于蒸汽蒸馏，因此水的添加改善了工艺。然而，由于水的热容量以及相对高的水的蒸发焓，因此水的添加造成效率较低的工艺。

除了蒸汽蒸馏的作用之外，一些化合物还通过夹带进行分离。夹带是材料孔隙内的流体沸腾的效果，其除了蒸汽之外(冲击挖掘)还产生小的液滴。将蒸汽和小液滴与底物分离。

已知使用微波炉来加热食物。消费者微波炉通常在2.45GHz(12.2cm波长)下运行。工业和商业微波炉在915MHz(32.8cm波长)下运行。作为电偶极子的分子如水，从微波中吸收电磁能量。这些分子随着它们试图将自身与微波的交变电场对准而旋转。感受体是吸收电磁能量并将能量转化为热量的材料。