PDF《稠油污泥的综合处理 ！》

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2 稠油污泥的综合处理! 宋启辉$ 仝坤$!

0 谢加才$ 王琦$ 陈瑛$ ! $&

中国石油辽河石油勘探局 0&

中国地质大学! 北京# 材料科学与工程学院# 摘 要 依据稠油污泥的组成 特点及性质! 开发了稠油污泥综合处理技术#利用稠油污水及其余热! 采 用适宜的预处理工艺实现含油污泥减量处理并回收其中的矿物油#预处理分离的残渣送入层燃热解气化焚烧 炉中进行处理! 焚烧产生的热能再用于含油污泥前期预处理和稠油污水处理产生的浮渣底泥的干化减量处理# 关键词 稠油污泥 预处理 热解气化焚烧 萃取热洗 化学热洗 减量化处理 ! 引 言 含油污泥处理常采用的方法主要有! 干燥减量# 溶剂萃取# 汽提# 淋洗# 溶剂萃取$ $ $超声分离# 焚烧# 氧化剂氧化# 生物修 复# 微生物破乳等% $ . $ - &

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这些方 法适合特定的含油污泥( 但对于矿物油比重大# 粘度 高# 胶质和沥青质含 量高( 且放置时间长( 处理难度大# 来源和成分复杂的稠油污泥则效果较差( 一般采 取多种工艺组合实施'

因此( 应根 据稠油污泥的来源# 组成# 特点及性质( 采用不同的预处理工艺( 实施分步减量化处理和 资源化利用( 再采用焚烧# 生化等方法处理( 最终实现 稠油污泥的无害化'

稠油污泥的组成及分类 $&

$ 组成辽河油田稠油污泥成分复杂( 属于多相体系( 含 有大量的老化原油# 蜡质# 沥青质# 胶体和固体悬浮物# 细菌# 盐类# 酸性气体# 腐蚀产物( 少量重金属等( 同时污水处理过程中加入了大量凝聚剂# 缓蚀剂# 阻 垢剂# 杀菌剂等水处理药剂% $ )&

( 其中固相以泥土和杂 物为主) 液相部分主要为乳液且乳化充分( 形态为水 包油*

3 4+ 或油包水*

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由于辽河油田稠油 污泥的组成# 性质极其复杂( 处理难度大( 同时又具有 低营养物# 低渗透性# 营养物和其中氧气分布不均匀 等特点( 故其稳定性差( 容易腐败和产生恶臭% $ /&

( 危 害极大'

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0 分类稠油污泥是在稠油开采过程中产生的含油污泥( 产生于稠油生产# 储存# 运输及含油污水处理的各个 过程'

按来源与特性一般划分为三类! # 落地油泥 在采油生产和修井作业施工过程中( 部分原油放喷或被油管# 抽油杆# 泵及其他井下工具 携带至地面和井场( 渗入土壤与各种固体物质时( 在 长期存放过程中( 油品中少量机械杂质# 砂粒# 泥土# 重金属盐类以及石蜡和沥青质等重有机质粘合在一 起( 形成的油泥称为落地油泥'

# 清罐油泥 油品储罐在储存油品特别是原油时( 重质有机质组分沉降积累在油罐底部( 形成又黑又稠 的胶状物质层( 一般高达该储罐容量的$5 % $ -&

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# 浮渣底泥 在稠油污水处理中( 采用溶气气浮方 式将矿物油和污染物与水分离并去除( 上浮的部分称 为浮渣( 其主要成分为原生矿物# 次生矿物# 原油# 高 分子有机化合物# 无机盐和杂物等( 含水率高达( -5 以上'

下沉部分称为底泥( 主要为颗粒较大的泥砂# 稠油中比水重的胶质# 沥青质# 无机盐等物质( 沉积在 容器和水池底部( 形成黑色# 颗粒细密( 含油较多的底泥'

# 稠油污泥的处理工艺 0&

$ 实施思路 针对含油污泥的来源# 组成和性质的不同( 采取 适宜的预处理工艺( 同时充分利用各工艺的特点实现 !该项目获得0 % % (年度盘锦市科技进步一等奖并获三项国家发明专利授权* , 石油泥渣无害处理系统- !

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- %) , 一种清罐油泥处理工 艺- !

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)) , 落地油泥综合处理利用方法- !

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- + 宋启辉( $ ( / 1年毕业于吉林工学院机械加工专业( 硕士( 现在辽河石油勘探局华油实业公司工作( 从事油田污染治理和环境保护工作( 副处长兼总 工程师( 高级工程师'

通信地址! 辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街/ -号( $

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0 % $ %年$ 0月 油气田环境保护 技术与研究 工艺简化和能耗的最小化!生化法处理周期长 效率 低# 因此利用附近稠油污水处理厂的污水及其热能资 源实现初步的减量化 资源化# 再通过核心工艺焚烧 实现其无害化处理和资源化利用# 焚烧产生的热能用 于落地油泥和清罐油泥的预处理及各种经预处理的 含油污泥残渣的干化处理! 0&

0 工艺流程 根据辽河稠油污泥的组成 特点及性质# 在小试 中试的基础上# 利用稠油污水及其热能开发了清罐油 泥溶剂萃取和热洗离心分离工艺 落地油泥的滚筒热 洗浮选三项分离工艺 浮渣底泥减量处理工艺和各种 含油残渣干化 热解焚烧热能利用工艺# 工艺流程见 图$! 图 综合处理工艺流程 0&

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$ 清罐油泥萃取热洗工艺 采用轻质煤焦油为萃取剂# 与清罐油泥按 $80 $ 质量% 加入反应器中# 充分萃取后进行离心分离# 分 离的固相与稠油污水按$8'

!$8-$ 质量% 实施热洗 和第二次离心分离处理!两次分离的液相混合后自 然分层实现油水分 离# 分离出的矿物 油加工成燃料油# 污水回用或经达标处理后排放# 沉积在底部微量 的泥砂与热洗分离的固相晾晒烘干# 然后进行焚烧处 理!经溶剂萃取和热洗二段工艺处理# 残渣含油低于 05# 可回收( 05的矿物油和) -5的热能&

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!清罐油 泥萃取热洗工艺流程见图0! 图# 清罐油泥萃取热洗工艺流程 其中( 稠油污水为采油污水处理厂物化处理段出 水# 石油类$'

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7 化学需氧量$'

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值为- 温度2 %=以上# 采用此工艺处理后的污水回 到污水处理厂处理后达标!采用稠油污水代替清水 处理油泥# 可利用其热能并节省大量的清水资源! 0&

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0 落地油泥化学热洗工艺 落地油泥砂石含量高 有机污染物量大# 与底泥 相比其油品较好 易分离!该项工艺采用专门设计的 清洗机进行处理# 清洗机由箱体 进料斗 旋转过滤滚 筒 喷淋 溶气气浮 排渣等设备构成!落地油泥经抓 斗送入油泥分离机的滚筒中# 滚筒有一定倾角半浸于 溶液中# 稠油污水和清洗剂按比例混合输入油泥分离 机中# 调整滚筒的转速# 依靠水力剪切 药剂清洗 溶 气气浮等作用使矿物油与泥等固体杂质分离 使其聚 集并上浮# 从而实现 油 固体杂质和水的三相分离! 轻质固体有机污染物及大块无机质经滚筒旋转排出# 小颗粒泥砂沉积在设备底部经排渣机刮出# 污水离心 分离# 液相与从清洗机分离出的浮油混合# 经自然沉 降实现油水分离# 污油加工成燃料油# 污水回用或送 污水处理厂处理# 固相与清洗机排出的有机质 小颗 粒含油泥砂混合经晾晒烘干后送入 焚烧工段处理! 该段工艺分离的泥砂含油量可控制在'

5以内# 矿物 油回收率可达 / 0&

- )5!落地油泥化学热洗工艺流 程见图'

! 图$ 落地油泥化学热洗工艺流程 0&

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浮渣底泥的减量化处理 浮渣底泥先经板框压滤处理# 含水降至

2 %5 以下# 减量至0 %5左右# 再通过晾晒进一步将含水降至 - %5以下$ 冬季直接烘干% # 然后利用热解气化焚烧的 烟气余热实施烘干处理!干化的工艺流程为( 经压滤 预处理的浮渣底泥用螺旋推进器送入干燥机中# 物料 在高速旋转叶片的作用下抛起 击碎# 并弥散于机体 内# 同时与热风充分有效接触# 进行强烈的对流传热# 实现质 热传递!在此过程中$ 即恒速干燥阶段% 物料 水分由- %5!2 %5降至0 -5!'

%5!粒度较大的物 料经排料装置从底部排出# 粉碎# 与粉料共同进入脉 冲气流干燥设备!然后# 再将物料送入气流干燥器底 部的搅拌器内# 再一次使物料与热空气进行强烈对流 换热# 在气流管内快速实现质 热传递过程!在此过 程中$ 即降速干燥阶段% 物料水分由'

%5降至$ -5左*$0*技术与研究 油气田环境保护 第0 %卷・第1期 右!干燥后的浮渣底泥进行焚烧处理!浮渣底泥减 量化处理工艺流程见图1! 图% 浮渣底泥减量化处理工艺流程 0&

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1 热解气化焚烧工艺 经上述三个工艺处理后 含油污泥残渣集中送入 焚烧系统处理!焚烧系统由一燃室# 立式旋转热解气 化........