加熱分離法處理三元淤積物技術(shù)研究

劉大志（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠第三油礦，黑龍江　大慶　163511）

加熱分離法處理三元淤積物技術(shù)研究

劉大志（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠第三油礦，黑龍江大慶163511）

油田污泥處理站現(xiàn)有處理污泥的主要工藝為調(diào)質(zhì)、離心技術(shù)，可較好處理水驅(qū)區(qū)塊產(chǎn)生的淤積物，但在處理三元淤積物時(shí)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)股分離器篩網(wǎng)堵塞、離心機(jī)振動(dòng)大，處理完污泥含油量難以達(dá)標(biāo)問題，因此開展三元淤積物處理技術(shù)研究。本文在室內(nèi)處理試驗(yàn)可行的基礎(chǔ)上研制了適合于現(xiàn)場的三元淤積物工藝及設(shè)施，經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)證明加熱分離法能夠有效處理三元淤積物，處理后污泥含油量能夠達(dá)到≤2%排放標(biāo)準(zhǔn)，為今后三元淤積物處理提供了有效的技術(shù)支撐。

三元淤積物；含油污泥處理；加熱分離

目前X油田三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化區(qū)塊有3個(gè)，杏六區(qū)東部三元復(fù)合驅(qū)于2010年2月注入三元主段塞，2011年11月出現(xiàn)摻水水質(zhì)變差，加熱爐淤積嚴(yán)重，火管頻繁鼓包、燒穿問題，集輸系統(tǒng)管道淤積結(jié)垢問題導(dǎo)致壓力損失增加，通過2012年的不斷摸索與總結(jié)，形成了三合一每半年清淤一次，二合一每季度清淤一次，站間及單井摻水管道每年除垢兩次的《三元集輸系統(tǒng)容器、管道清淤管理制度》。

1　三元淤積物及處理工藝現(xiàn)狀

1.1三元淤積物成分分析

由于三元淤積物成份復(fù)雜，外觀為棕褐色粘稠狀，淤積物中含吸附水10%～40.3%，原油8.6%～76.8%，固體物質(zhì)13.2%～51.1%，其中固體物質(zhì)含碳酸鹽垢約31%，硅酸鹽垢約52%。與水驅(qū)淤積物成分相比，三元淤積物含聚濃度在600～1000mg/L，固體含量遠(yuǎn)高于水驅(qū)淤積物固體含量（≤2%），從垢質(zhì)成分來看，水驅(qū)淤積物含垢主要以碳酸鹽垢為主，而三元淤積物垢質(zhì)初期以碳酸鹽垢為主，進(jìn)入后期以硅酸鹽垢為主。以杏六區(qū)東部三元復(fù)合驅(qū)三元-1、三元-2轉(zhuǎn)油站為例，按照見劑高峰期三元加熱爐年清淤量45m3/臺(tái)，三合一清淤量40m3/臺(tái)，2座轉(zhuǎn)油站年淤積物量達(dá)350m3。

1.2污泥站處理技術(shù)現(xiàn)狀

X油田污泥處理站主要采用調(diào)質(zhì)離心機(jī)處理技術(shù)，主體工藝采用調(diào)質(zhì)、離心處理工藝，主要由污泥收集池、污泥預(yù)處理流化裝置、污泥調(diào)質(zhì)裝置、污泥離心裝置、油水分離裝置、回?fù)剿到y(tǒng)、導(dǎo)熱油加熱裝置等組成，設(shè)計(jì)處理量為10m3/h，設(shè)計(jì)指標(biāo)為處理后污泥中含油量≤2%；最終污泥含水率≤70%。

2　三元淤積物處理技術(shù)研究

2.1室內(nèi)試驗(yàn)情況

實(shí)驗(yàn)一：2013年11月21日上午9：40，取約500g三元加熱爐淤積物，置于電暖器片上進(jìn)行加熱，中午12：00垢塊全部融化（55℃），將污油倒出后，繼續(xù)加熱剩余污泥，14：00污泥中水分全部蒸發(fā)，16：00時(shí)污泥已烘干成粉末狀態(tài)。經(jīng)化驗(yàn)污泥中含油量為0.175%，達(dá)到了含油≤2%的排放標(biāo)準(zhǔn)。

試驗(yàn)二：2014年3月10日13：40，取13.2kg淤積物（經(jīng)化驗(yàn)含油76.8%），倒入桶中加熱，43分鐘后淤積物全部融化（58℃），將污油倒出后，加入5.5kg清水，使淤積物完全淹沒加熱到50℃，再將污水倒掉，第二次加入3.6kg清水，加熱到32℃，將污水倒掉，處理后污泥含油量0.75%。

通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)表明，三元淤積物可采用加熱的方式使淤積物內(nèi)部的污油及水充分融化并上浮到淤積物頂部，將淤積物內(nèi)的污油及水回收，剩余污泥繼續(xù)加熱一段時(shí)間后干涸成粉末狀，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2研究內(nèi)容

儲(chǔ)泥罐設(shè)計(jì)：用10mm厚壓力容器中板Q245R制作一個(gè)Φ 2.0×1.5m的儲(chǔ)泥罐，罐壁設(shè)計(jì)800×300mm過濾網(wǎng)（5目），加熱后的污油上浮，通過濾網(wǎng)流入儲(chǔ)油室，再從排污管排出進(jìn)行回收，罐內(nèi)部設(shè)計(jì)攪拌裝置（利舊），通過攪拌促使原油從污泥中分離出來，進(jìn)一步提高污泥處理效果。

加熱裝置設(shè)計(jì)：罐下部設(shè)計(jì)導(dǎo)熱油室，用電加熱器進(jìn)行加熱，電加熱控制系統(tǒng)與罐內(nèi)部淤積物溫度連鎖，當(dāng)溫度達(dá)到60℃停止加熱，加熱主要體現(xiàn)兩種功能，一是油泥在高溫情況下，使污油充分溶化，上浮到淤積物頂部，通過排油工藝進(jìn)行回收；二是將油泥中的少量水分通過加熱烘烤作用蒸發(fā)掉，使油泥硬化，儲(chǔ)泥罐壁設(shè)計(jì)測溫孔安裝溫度變送器，與電加熱形成閉鎖，起到高溫?cái)嚯姽δ堋?/p>

3　現(xiàn)場試驗(yàn)情況

第一次試驗(yàn)

2014年8月13日從三元-1轉(zhuǎn)油站拉運(yùn)三合一清出的淤積物22袋，約0.78m3淤積物（含油68.68%）加入污泥罐內(nèi)，先攪拌均勻，啟動(dòng)54kW電加熱裝置80分鐘，淤積物全部融化，將污油從收油管線排出；第一次加入1m3熱水，攪拌2分鐘，靜沉10分鐘，將污油及污水排出；第二次加0.5m3熱水，攪拌2分鐘，靜沉10分鐘，將污油及污水排出；排出過程油水分離效果明顯，最終污泥含油1.53%，達(dá)到含油量≤2%的排放標(biāo)準(zhǔn)。

第二次試驗(yàn)

2014年9月16日，從污油站5000m3儲(chǔ)泥池人工挖出1.1m3淤積物，倒入儲(chǔ)泥罐內(nèi)，啟動(dòng)加熱裝置，30min后污油開始融化，60min污油全部融化，用溫度測得污油溫度60℃，啟動(dòng)攪拌器，攪拌5分鐘，靜沉10分鐘，將污油排出，加入55℃清水1.0m3，攪拌5分鐘，靜沉10分鐘，再將污水排出，“加熱水、攪拌、靜沉、排污水”，共循環(huán)3次，熱水用量2.0m3，處理后污泥含油量1.12%。

本次處理過程與第一次試驗(yàn)對比，“加水、攪拌、靜沉、排污水”操作3次，比第一次試驗(yàn)多加清水循環(huán)1次，且處理后的污泥含油量1.12%，處理效果不如第一次試驗(yàn)效果好，而且處理后的污泥顏色深，分析原因認(rèn)為5000m3儲(chǔ)泥池建成于2009年，內(nèi)部存放的污泥長時(shí)間暴露于大氣中，發(fā)生氧化作用，原油已經(jīng)完全浸入污泥顆粒內(nèi)，致使含油污泥處理難度增加，導(dǎo)致處理后的污泥顏色較深。

經(jīng)過現(xiàn)場三元淤積物處理技術(shù)試驗(yàn)，初步形成了“加熱、攪拌、沉降、分離”的四步法處理過程。第一步：加熱，將淤積物加熱至60℃，使淤積物充分融化，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)；第二步：攪拌，用轉(zhuǎn)速為60r/min的攪拌器對淤積物進(jìn)行攪拌5分鐘，促使淤積物內(nèi)的污油與固體泥顆粒進(jìn)行分離；第三步：靜沉分離，靜置沉降10分鐘，根據(jù)泥、水、油三者的密度差異，質(zhì)量重的污泥沉降到儲(chǔ)泥罐的底部，密度劇中水置于中間層，將分離出來的密度最輕的污油與污泥隔開；第四步：排油排泥，通過設(shè)計(jì)的排油工藝將最上層的污油排出，因油在最上層，距排油口的液位高、壓力最高，因此最先排出的是油，高排完污油后再排污水，排完污水后剩余的污泥經(jīng)導(dǎo)熱油的余溫烘干，從排泥口排出。

4　結(jié)語

通過室內(nèi)及現(xiàn)場試驗(yàn)證明，加熱分離法能夠有效處理三元淤積物，淤積物處理成本148.1元/m3，與目前在用的調(diào)質(zhì)、離心處理技術(shù)對比，處理成本下降76.4元/m3。加熱分離法處理工藝簡單可靠，均為國產(chǎn)設(shè)備，便于維修維護(hù)。