采油厂污泥治理方案的更新

2010-06-11朱益飞董玉忠张士杰

中国设备工程 2010年7期

关键词：外运泥饼油砂

朱益飞，董玉忠，张士杰

（胜利油田孤东采油厂，山东东营 257237）

胜利油田孤东采油厂原油属于高含水、高黏度和高含砂的油品，随着注聚力度的加大，来液中聚合物含量也快速上升，原油脱出污水处理难度加大，尤其对泥砂处理，长期以来是一个严重的技术难题，如何做好油田污泥的有效治理，变废为宝，成为一项重要的研究课题。

一、采油厂污泥处理存在问题

1.油泥砂装车拉运方式落后

孤东油田污泥处理仍然是多年前的传统工艺，采用各节点排砂、清砂进毛石池，然后统一组织外运。外运时装车主要有三种方式：一是用泥浆泵将含水高达95%的油泥砂直接打入外运车辆，增加了无用功损耗；二是用挖掘机装车，但各站没有车用通道，成本高、实施难度大；三是采用人工装车，工作效率低、污泥池内的有毒气体，造成很大安全隐患。

2.影响污水水质

东一联、东二联沉砂池泥砂堆积已达到饱和程度，严重影响了生产正常运行，污水系统排砂排泥工作不能按规定执行，泥砂大量沉积在分水器、污水罐、毛石池等处理设备设施中。从而导致悬浮物随着污水进入到最后的回注系统，使之细菌滋生、管路堵塞、采油井回压上升快，对油藏开发产生了很大负面影响。油泥砂的处理问题成了影响污水水质进而影响油藏开发的突出问题。

二、采油厂油泥砂处理新技术的可行性

1.油砂处理技术

目前油砂处理主要用洗砂方式，孤四联现场应用移动式油砂处理设备对油砂进行处理，效果较好，现对其主要性能和指标做简单分析。

（1）设备简介

移动式油砂处理设备主要由提砂平台（漂移平台）、洗砂设备和动力设备（发电机）三部分组成。主要流程为油砂由漂浮在液面上的漂移平台把泥砂输入洗砂系统，然后经过砂水分离成为可利用的清洁干砂。主要流程如图1所示。

图1 移动式含油砂处理设备工艺流程

提砂平台（漂移平台）直接安装在污泥液面上，主要由液下渣浆泵、牵引系统、漂浮平台、龙门架、卷扬机、浮体及管线等组成。渣浆泵潜入水底工作，便于抽吸，且输送液体含砂浓度高、设备不受水深限制。变动泵潜水深度，调整含砂浓度，从而起到稳定抽砂的效果。抽吸出来的泥砂通过输砂管路传送到洗砂设备，输砂管路附于浮体上，隔离油面，采用耐油、耐磨橡胶软管、随平台浮动，动力（耐油）电缆附于输砂管路。

洗砂设备主要由洗砂器、清洗搅拌罐、洗砂泵和脱水装置等组成。为防止搅拌叶轮被易沉积的油砂堆埋，无法启动，在搅拌设备中设计了冲水装置。洗砂泵为悬臂离心式重型渣浆泵，双泵壳结构，泵体、泵盖为可更换耐磨金属内衬，使用寿命长。油砂脱水设备的脱水振动筛为直线型运动，振幅大，速度快，能快速进行砂水分离。

（2）工艺设备的技术特点及参数

技术参数：处理干砂量5t/h；处理液量50m3/h；洗砂水温度50℃；洗砂污水用量20～30m3/h；集装箱规格6 058mm×2 310mm×2 800mm；洗出砂含油<3 000mg/L。

①设备利用站内处理后的污水进行油砂清洗，实现了油砂的连续密闭处理、达标排放；②该设备采用车载式集装箱结构，为可移动式；③该设备采用可编程控制器控制，实现了设备的连续运行、实时监控、自动控制；④清洗含油砂后的污水污油可全部回收，实现了环保；⑤设备占地面积小，模块式安装便于安装和运输。

（3）现场应用情况

该设备于2005年8月在孤东油田孤四联进行了现场应用，2007年应用第二套设备。运行效果良好，处理后油砂含油低于3 000mg/kg，含水低于20%。有效解决了采油厂联合站的环境污染及资源浪费问题，且清洗用水完全利用站内达标外排污水，节省了洗砂成本，洗出污油可通过后续流程进行回收。

（4）效益分析

第一，污油回收。每套设备年可处理油砂6 700t左右，回收原油330t，产生经济效益67万元。

第二，减少环保压力。根据《国家危险废物名录》，油砂属其中列出的危险废物（HW08项），根据《固体废物及危险废物排污费征收标准》规定，处置危险废物不符合国家有关规定的，危险废物排污费征收标准为每次每吨1 000元，而处理后达标处置的排污费征收标准为每次每吨25元。经“移动式含油砂处理成套设备”处理后油砂每吨可节省排污费975元，每套设备每年可节省排污费650万元。

第三，资源充分利用。处理后砂的油含量达到陆地排放标准，可作为制砖、路基用砂。

2.油泥处理技术

目前较成熟的油泥处理技术为污泥浓缩压滤，然后装车外运。其主要设备是压滤机，压滤机用于固体和液体的分离。混合液流经滤布，固体停留在滤布上，并逐渐堆积成泥饼。而滤液部分则透过滤布成为清液。随着过滤的进行，泥饼厚度逐渐增加、过滤阻力加大、分离效率提高。特殊设计的滤布可截留粒径小于1μm的粒子。压滤机除了优良的分离效果和泥饼高含固率外，还可在过滤过程中同时对过滤泥饼进行有效洗涤，使有价值的物质得到回收，并且可以获得高纯度的过滤泥饼。与其他固液分离设备相比，压滤机过滤后的泥饼有更高的含固率和优良的分离效果。

三、油泥砂处理技术

胜利油田孤东采油厂采用的油砂和油泥处理工艺为分开处理方案，即在各联合站站外沉砂池处用移动式油泥砂处理设备，在站内用污泥浓缩压滤设备。对毛石池和沉砂池流程进行简单改造，使油泥和油砂能分开存放和处理，并在站内新建污泥浓缩池，用作污泥初步浓缩。站外新建污水提升池，作为清洗搅拌罐内溢出污水临时存放池，经沉降分离后再打回污水处理系统。洗砂水由站内污水外输管网接入。处理后油砂直接输送到再利用环节；污泥压滤成形后外运至电厂或焚烧站。通过油砂和油泥分开深度处理后，经压滤后油泥含水降至65%，经存放干燥油砂含水基本在20%以内，体积和重量都有明显下降，其污水水质得到明显提升。

据计算，污泥含水由95%降至65%时，相对密度由1.03上升至1.25；污泥含水从90%降至70%时，体积为原来体积的1/3。按年产油泥6 700 m3计算，压滤处理后体积降至2 230m3左右，相对质量也由6 901t降至2 788t，说明降低污泥的含水率对污泥的减容和减重作用非常明显。相应的运输成本、装卸成本大大降低，约为原成本的1/3；并且实现了降低污染和资源充分利用的有机结合。