浅谈油泥沙处理工艺方案及筛选论文_姚 婷,于建军,高 沪

浅谈油泥沙处理工艺方案及筛选论文_姚 婷,于建军,高 沪

摘要:现阶段工业及汽车行业快速发展,国际石油、天然气大量开采。开采时、炼化储运过程产生大量沉淀油泥沙,由于长时间的积累,国内油泥沙处理工艺不成熟,处理能力达不到实际开采及储运要求,大量堆积对土壤产生巨大污染。油泥砂现 在被我国列为危险废物,这样我们就需要完善的处理工艺。

一、油泥沙处理工艺的现状

目前国内外主要采用的的处理方法包括:化学热洗法、 燃料化法、热解法、蒸汽喷射法、溶剂萃取法,微生物处理技术。需要处理的油泥主要来源包括:石油、天然气开采时 的油基钻井泥浆;石油储运、炼化过程的罐底泥;还有石油转运过程中的落地油泥这几种油泥的数量占据了整个油泥 污染的大部分。对于一些含泥沙比例较高的石油,相对产生油泥量就较多,需要更好的处理工艺。需要处理的油泥沙中一般含油率在 5 一 50%,含水率在 10 一 95%,我国石油开采、 炼化过程中,平均每年产生 80万t油泥沙。 油泥砂已经被我国列为危险废物,需要专业的有资质的、 有处理能力的公司做专业无害化处理,处理能力也要达到相应要求,处理完的外排废物、废气、废水同样要求达到国家 标准规定的要求。在处理油泥沙过程中也要考虑经济因素,选择不同的处理方法产生的处理费用也存在较大差异,这样 在选择处理方法及工艺时做细致的考量。

二、油泥沙处理工艺方案

1、化学热洗法处理工艺

目前比较成熟的化学热洗工艺为,先对 油泥沙流化预处理,将大块的油泥粉碎流化,杂物分离出去, 流化后温度控制在 60℃以上,流化后的油泥沙固体颗粒要求 小于 5mm,预处理过程中加入药剂,油泥进入清洗装置经过 彻底清洗,实现油泥分离,然后进入油分离装置,油分离后 泥浆做离心分离,分离采用离心分离技术。处理过程中的清 洗水要循环利用,无法循环利用的水要经过沉淀、过滤处理 达标后排放。油的去除率能达到 96%以上。化学热洗工艺需 要针对油泥沙样品配置针对性的药剂。处理效果比较明显。

2、燃料化法处理工艺

燃料化法处理工艺是把油泥沙做燃料,给其他加热装置提供能源,主要工艺为液体先进行预处理调制,然后脱水,将脱水后的油泥沙干燥,送至焚烧炉进行焚烧处理,焚烧后的灰渣要做场地填埋或作路面铺设。焚烧的主要针对含油量在 5-10%油泥。焚烧工艺的局限性是设备投资较大,燃烧需要添加一定量的助燃剂,不适合偏远地区。集中焚烧运输成本高。对空气污染严重,一般的烟气处理装置达不到烟气处理要求,在我国很少采用。

3、热解法处理工艺

热解法主要处理工艺为预处理、热解、馏 分冷凝分离、不凝气燃烧、油品脱臭处理等。预处理工艺分液态和固态两种处理工艺,液态要经过筛分、旋流除砂、离心分离等工艺将固体含水率控制在 30%以下,然后与固态油泥一起进入热解吸室将油泥加热到 550℃以上,经惰性沥青质以外的油类全蒸发。然后冷凝分离出油,不凝气做热解燃料。此工艺主要适合于含油量大于30%的油泥。设备复杂, 运行费用高。产生的燃烧尾气要做脱硫处理。

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4、蒸汽喷砂处理工艺

蒸汽喷砂处理工艺为预处理、脱水、蒸汽喷砂 处理、油水分离。预处理过程对含水率大于 80%的液态油泥 沙要做脱水处理,对于液态油泥沙要进行加热加药清洗,沙 子做筛分分离,将油泥里的油分离,然后经过离心机离心分 离,分离完的固体油泥与原料固体油泥都进入高压蒸汽喷射 装置,经过高压蒸汽喷射油水从固体颗粒蒸发,进入旋风分 离器,在旋风分离器里实现固体颗粒分离,油水进入油水分 离槽实现油水分离。所需蒸汽温度大于 600℃。该技术目前国内未见实际应用。

5、溶剂萃取处理工艺

一般适用于含油量 10-20%的油泥沙, 本方法主要是采用萃取液将含有污泥溶解,经过搅拌离心分 离,大部分油从泥沙中提取,然后将萃取液蒸馏从回收油中 分离。此工艺的溶剂量较大,特别是对含有量大的油泥,能 耗高,萃取方法的成本较高,目前只在实验室内完成,萃取 方法没有应用于油泥沙处理项目。

6、微生物处理工艺

微生物利用石油烃类做碳源进行同化降解,使油转变为无害的有机物。缺陷是本方法的处理效率低,需要预处理至透水透气性好,油含量小于5%适用。 降解的周期长,多环芳烃的降解难度大,需大量土地。含油 含水量越高时,处理越困难。

三、油泥沙处理工艺方案筛选

根据国内现在油泥沙处理现状,处理方法较多,选择一套合适的处理工艺对承包单位至关重要。有危险废弃物处理资质的企业要买一套经济、工艺操作简单、运行成本低廉、检修维护成本低的设备作为投资,需要处理油泥的客户是按照吨处理费支付费用,这样处理企业得综合考虑运营成本和设备一次性投资成本,处理效率也很重要。相比较以上众多处理方法,最简单最廉价的处理工艺为微生物处理方法,但是微生物处理方法适应性较差,要求的处理条件苛刻,当含油量<5%适用,大于5%时处理很慢。当多环芳烃含量较高就不能有效处理。热解法处理成本较高和燃料化法设备投入成本较高,对空气都会造成不同程度污染。

油田开采过程中固体油泥沙和液态油泥沙并存,尤其我国前期积累下的老化油泥,油的处理难度较高。在方案选择时需要根据实际油泥样品的形态,综合以上条件,选择低成本的油泥沙处理工艺。化学热洗法经过几年发展,技术已经取得很大进步,处理能耗相对较低,采用热洗工艺是通过锅炉给系统内清洗水加热,在清洗装置添加清洗剂,将油分离,清洗装置国内主要有两种基本原理:一种是采用超声波清洗装置,另外一种是机械搅拌清洗。超声波清洗利用超声波的 空化作用,使油泥分离,因超声波的渗透能力小于 20cm,设 备设计制作局限很大,不能采用大型设备,造成系统处理不能做大。而机械搅拌清洗加大搅拌力度即可。目前采用机械 搅拌清洗工艺较多,清洗水可以在系统内重复利用,节省水 资源。

4 结束语

众多的处理工艺中化学热洗法较其他处理方式设备适应能力强,没有场地和处理环境限制,运行成本较低,较适合设备投资运营,在系统选择时,选择好锅炉类型就能控制设备运营成本。热洗锅炉选择蒸汽锅炉相对成本较低。

参考文献

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[2]李凤阳.朱明星.黑龙江省大庆地区污油泥沙资源回收、 保护措施[J].黑龙江科技信息.2011(04):96 [3]刘建华.胜利油田油泥砂焚烧及综合利用技术研究[J]. 中国海洋大学.2006(10):07

论文作者:姚 婷,于建军,高 沪

论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第24期

论文发表时间:2019/11/26

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