河南油田油泥无害化处理实验研究

油气ｗ坧堍保栌．10？2015年4月ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＯＦＯＩＬ＆－ＧＡＳＦＩＥＬＤＳＶｏｌ．25Ｎｏ．2河南油田油泥无害化处理实验研究张群安史政海（河南南阳理工学院生物与化学工程学院）摘要针对河南油田生产过程中产生的油泥，采用热水洗涤一破乳剂一气浮三相分离处理技术回收油泥中的原油。考察了影响脱除效率的诸因素，得出的最佳处理条件为：处理温度7（ＶＣ，油泥：水（质量）为1：3；搅拌分散时间10ｍｉｌｌ；气浮分离时间30ｍｉｎ；气浮强度600Ｌ／（ｍ2．ｈ）；破乳剂加入量300ｍｇ／Ｌ；脱油率可达95％。脱除的原油回炼油厂利用，洗脱液可循环使用，脱油后的残渣中石油类残留物质量分数小于5％。关键词油泥；原油回收；脱油；热水洗涤；破乳；气浮；河南油田ＤＯＩｒｌＯ．3969／ｊ．ｉｓｓｎ．1005－3158．2015．02．004文章编号：1005－3158（2015）02－0010－040引言60％，南京化工二厂；破乳剂ＸＦ－31，破乳剂ＸＦ－21，河南油田油泥主要来源于联合站的油罐、沉降冑州化工厂；破乳剂略21’河南油—田腾远助剂公司》罐、污水罐、醒醜泥、炼厂含财处理雌龍出■’—工—来的油泥，钻井、作业、管线穿孔而产生的落地原油及＆自＾含砂油泥。河南油田每年产生油泥大约为3Ｘ104ｍ3。？实验仪器强力电动搅拌器’ＪＪ－1，江苏金；ｆｅ；恒油泥的处理－直是困扰石油石化行业的主要问题之－。因此，無減隨綱；Ｓ至聽化是各企业的陳黄岩；水环式真空Ｓ，ＳＨ2－Ｃ，郑鮮豫；兀素分￥力目－析仪，ＮＸＱ，南京诺新；旋转黏度计，ＮＤＪ－7，上海天平油＾中一般含油率在＿？50％，含水率在■厂？’电热恒温鼓风干燥箱，阳⑶似，上海精40％￣90％ｏ油泥本身成分复杂，含有大量的老化原宏实验设ｔ有限公司？’层析柱’娜ｍｍ，天津玻璃仪油、蜡质、沥青质、胶体和固体悬浮物、细菌、盐类、酸’自ｔｕ性气体、腐蚀产物等，污水处理过程中还加入了大量ｕ的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂。油用托盘天平称取200ｇ油泥、用量筒量取600ｍＬ泥处理以减量化、资源化、无害化为原则，常用的处理的自来水加人到1000ｍＬ的烧杯中，把烧杯放入恒方法有：溶剂萃取法［1＿2］、焚烧法［34］、生物法？、焦化温水浴上加热，温度控制在60？70＇Ｃ左右，启动搅拌法⑷、含砂油泥调剖1、含砂油泥综合利用［9＿15］等。并加人处理剂，中速搅拌15ｍｉｎ后使块状油泥被充以河南油田联合站罐底油泥为研究对象，其特点为黑分破碎，而后将上述油泥混合物倒人自制带有加热的色黏稠，乳化严重，具有原油特征气昧，ｐＨ为8．1，其气浮试验装置内，在规定的温度下进行气浮，原油经中含油率20．2％，含水率为48．6％，固含率31．2％，气体浮动剥离浮于溶液上部，由刮油板不断将浮出的选用热水洗涤一破乳剂一气浮分离的物理化学法处原油取出，待上部无原油浮出时，停止气浮，而后抽ＳｎｉＺ。滤，滤液循环进行下一次的油泥稀释，分别称取分离1＾＾出的原油和滤渣量。将湿滤渣于室温下自然干燥称取其质量，得油泥1．1验原料＃仪器的干渣含量；碾碎后加人到盛有一定量石油醚的三角？实验原料破乳剂ＨＤ1103（树脂型），破乳剂瓶内，充分摇动萃取其中的原油，重复上述的萃取三ＨＤ2001（脂肪醇型），破乳剂ＨＤ3010（胺类），破乳剂次，三次的溶剂回收在一起自然蒸发，称取剩余物的ＨＤ4004，破乳剂ＨＤ308（脂肪醇型），聚磷杀菌剂质量，得到残渣中油的含量。张群安，1999年毕业于华东理工大学材料学专业，硕士，副教授，现在河南省南阳理工学院生物与化学工程学院从事精细化工和高分子材料方面的教学和科研工作。通信地址：河南省南阳市长江路80号南阳理工学院生物与化学工程学院，4730042015年4月张＿妾等：河态油田油泥无睿化处理矣验研免？11？2结果与讨论1（Ｋ）－2．1处理剂的选择95＿该实验不做气浮分离，分别称取70ｇ油泥，加入《90“，210ｍＬ水，加热到70。Ｃ左右，搅拌15ｍｉｎ后静置，去｜85－Ｘ除上层的浮油，向剩余的体系中加人不同的破乳剂／（1％）3．5ｍＬ，测得其ｐＨ值约为7，再搅拌10ｍｉｎ后＾静置，观察上层浮油及溶液分层澄清情况，具体实验ｍ弄170Ｌ＿ＩＩＩＩＩＩ°405060708090表1几种处理剂的实验效果温度／＇ｃｒ＾ｆｐｊ／，ｋｉｍ＾ｃｔｉＡＦ＝．ａｍＭ－Ｔｆｅｒ－ｉ图〗温度对脱油率的影响序号处理剂10ｍｉｎ后观察经过夜间后观察Ｈｉ？—ｔｅ澄清，泥底上部有油黏度降低，油膜的黏附能力减弱，同时，温度的升高1ＨＤ301°泥层’显色、。少量黑絮’泥层颜有利于油水乳化，使油与泥砂更易于分离。但温度在‘70。ｃ以后，泥砂中脱油率随温度升高变化趋势趋于平2ＨＤ4004缓，同时温度越高，相应的能耗也越大。所以从各方晰，泥层显原色。颜色好。Ａ＿3聚隣杀■．歸丨澄清’泥层＊？综合考虑’清洗温度应在＾较为适宜。菌剂黑絮。2．3加水量的选择，ｕｎｉｌｎＱ、沉降比2号好，泥层加水量过少，不利于油、泥的分离，同时也无法实41￣1ＬＪ丄丄（Ｊｗ．Ｓ2号黑一点。现预处理阶段的油泥流态化。加水量过多，则增加水1．部出油一般，沉降胃清’？泥底ｉ部有的消耗、化学药剂的用量以及最终循环水的处理量。5ＨＤ3°8好，泥层颜色发＇黄。层颜用水量的影响见图2。色稍差于2号。100ｒｃ出油一般，澄清与2澄清，泥层颜色发6ＨＤ2001号相当。黑，稍深一点。90．／出油多，分层清晰，澄清，泥底无黑絮，／泥层显原色。颜色好，为最佳。｜80“／通过实验比对可以看到，Ｎ0010效果最好，并确＾7（）＿／定为本项目工艺用处理剂。60．12．2温度的选择乂501‘“11‘原油来源不同其含油成分不同，对温度的要求也156水与油泥的比例不同。温度低于原油的熔点时，原油处于固态，紧密Ｓ2附着于油泥上，残渣含油量高；随着温度的提升，原油开始熔化，黏度变低，被气体剥离上浮于顶部，便于收从图2可以看出，泥砂残油率随着清洗时水、泥集处理；当温度过高时，原油黏度太低，不便于收集，比例的增加而降低，但随着水、泥比例的增大，将增加同时高温有利于油水乳化，高温还使原油中的轻质组水及药剂的消耗量。因此，考虑到当水、泥比为3时，分挥发度增加，降低了回收原油的质量，增加了生产含砂油泥脱油率已上升至95％以下。综合考虑，水的安全隐患。与油泥之比为3：1左右较为合适。通过改变不同的实验温度，得到清洗后泥砂含油2．4搅拌分散时间的选择率随温度的变化曲线见图1。为使污泥中的油分最大限度的被热水从油泥中从图1可以看出，随着温度的升高，洗出泥砂中洗脱出来，提高脱油率，固定其它条件，考察热水洗涤的残油率逐渐减小，清洗效率随着温度的升高逐渐提含油泥砂这一稳定乳化体系的搅拌时间对脱油效果高，到70。Ｃ以后，泥砂中的脱油率随着温度的升高而的影响，结果见图3。上升的趋势趋于平缓。这是由于随着温度的升高，原搅拌清洗10ｍｉｎ后，脱油率基本稳定在95％以．12．油气？坏境保栌．技术研秃Ｖｏｌ．25Ｎｏ．2上，搅拌分散时间选用10ｍｉｎ更经济。1？）「100「90－90－厂‘“5：／＾80－／義6。＿＾｜／50－ＺＳ70－140＿＾／301111‘／020040060080060“＾气量／Ｌ／（ｍ2．ｈ）50图5气浮气最的影响051015202530＿／ｍｉｎ2．7破乳剂加入量的选择图3搅拌分散时间的影响清洗后泥砂含油率随破乳剂浓度的变化如图62．5气浮时间的选择所示。气浮即通人气体使油泥／水分散系统处于沸腾状98「—态，因气泡的运动会使吸附有原油的固体粒子发生碰96－撞，改变其与油膜的界面张力，改变表面电荷的分布，炎％广消除其双电层的稳定性，达到不断剥离黏附在泥砂中Ｉ“／的原油的目的。气浮分离可以提高三相分层程度，缩￥92－／短操作时间。保持其它工艺条件不变，考察气浮分离9。Ｊ＿对脱油效果的影响，纖见图4。［2＇0＾8；0100ｒ破乳剂浓度／（ｍｇ／Ｌ）90＿■■“围6破乳剂浓度的影响毫ｓｏ－ｙ随着破乳剂浓度的加大，油泥脱油率呈逐渐上升§70－／趋势，当破乳剂浓度达到300ｍｇ／Ｌ以上时，破乳剂＾60－／浓度对最终结果影响较小，因此破乳剂的适宜添加浓50－／度为300？400ｍｇ／Ｌ。40Ｉ‘1‘1‘2．8处理水相循环次数的选择01020304050气浮时间／ｍｉｎ为降低油泥处理成本，减少环境污染，考察滤液图4气浮时间的影响重复使用效果。保证液／固质量比不变，将前一次洗从图4和实验现象表，气浮30ｍｉｎ后，泥砂颜色变浅发黄或为地下岩土原色，已无油珠随气泡上ｆ浮，说明原油已基本脱除，因此气浮分离时间确定力°30ｍｉｎ。96．5－2．6气体通入量的选择＜96（）＿控制其它工艺条件不变，考察气浮用气量的影195．5＿响，其结果见图5。1950．＼经实验发现，通人的气量较少时，起不到浮动剥945＿离作用，当气浮气体量适宜时，对油泥中的泥砂吸附？10「的原油油膜的剥离作用较好，但过大的气量又会使分‘1234567离后浮于上部的原油重新被卷人液层中，即返混现象ｇ7严重，不利于原油的分离。由图5可以看出，最适宜°气量为600Ｌ／（ｍ2．ｈ）。从图7看出，在所选实验条件下，经脱油处理后2015年4月张碑妾等：蚵砉油？油泥无睿化处理类磁■研免．13．的水相重复使用7次，脱油率稍有下降，下降幅度小Ｄ］．自然资源学报，2007，6（22）：855＿871．于2％，脱油率仍保持在95％以上。［6］赵东风，赵朝成，路帅．焦化法处理含砂油泥工艺流程研究［Ｊ］．环境科学研究，2002，13（2）：55－57．＾［7］唐金龙，杜新勇，郝志勇，等．含砂油泥调剖技术的研究？使用自制新型ＮＧ010水溶性处理剂，利用物理、与应用［Ｊ］．钻采工艺，2004，3（27）：86－87．化学复合方法，去除油泥中的残油，残渣含油量低。［8］尚朝辉，隋清国，冷强，等．含砂油泥调剖技术研究与应？最佳处理条件为：处理温度70。Ｃ，水：油泥（质用Ｄ］．江汉石油学院学报，2002，3（24）：66－67．量）＝1：3；搅拌分散时间10ｍｉｎ；气浮分离时间30［9］李凡修？国外含砂油泥处理技术［Ｊ］．石油化工环境保ｍｉｎ；气浮强度600Ｌ／（ｍ2．ｈ）；破乳剂最佳加人量护，1＂1’4：53－54．。ＡＡ／Ｔ［10］李一川，王栋，王宇，等．热化学清洗法洗涤油泥一回收300ｍｇ／Ｌ0—，二＾ｆ＾石油的工艺条件研究Ｄ］．环境污染与防治，2008，3：24＿26．？Ｌ水相重复循环使用后发现“、要保