华北油田罐底油泥清洗试验研究＊

2014-10-31曾浩见

油气田环境保护 2014年4期

曾浩见邹华梅平

（长江大学化学与环境工程学院）

0 引言

原油开采和原油处理的过程中，油品中高熔点蜡、沥青质、胶质还有一些密度相对较大的沙粒、泥土等物质，因密度差会与水一起沉降聚集在油罐底部，罐底油泥中存在苯系物、酚类等恶臭型有毒物质，成分复杂。储罐中往往存在大量的罐底油泥在底部，需要定期清理，同时罐底油泥中含有大量的原油，需要清洗，回收原油，从而达到罐底油泥的资源化利用和无害化［1］。针对华北油田罐底油泥黏稠、乳化严重、含有原油的特征气味、含油率73%、含水率7%、含泥率20%，本文介绍了一种复配药剂，可达到较好的效果。

1 材料与方法

1.1 药品与仪器

氧化剂样品、絮凝剂样品、无水乙醇（分析纯）、石油醚（分析纯）。

岛津气相色谱仪GC-2010、岛津UV2450紫外可见分光光度计、精密恒温试验仪DF-101s、激光粒度仪Mastersizer3500、1720E浊度仪。

1.2 实验方法

1.2.1 氧化絮凝实验

称取10g罐底油泥放入500mL的烧杯中，60℃水中预热，加入氧化剂和絮凝剂，均匀搅拌，静置后，对三相进行分析。

1.2.2 色谱分析

油样处理：油样经初步静置脱水，用无水硫酸钠去除其中微量的水。用二氯甲烷作为溶剂溶解油样，仪器预热后，取油样1μL注入气相色谱仪中，采用归一法处理，得到不同组分的含量。

仪器参数：色谱柱固定相为聚甲基硅氧烷（SE-30、OV-1等）交联石英毛细柱，最高使用温度不低于320℃，柱长35～50m，内径0.22～0.25mm，柱效不低于3000理论板／m。

1.2.3 粒径中值和浊度测定

罐底油泥清洗后的水层200mL，摇匀，通过激光粒度仪和浊度仪测定粒径中值和浊度。

1.2.4 泥层含油量测定

取出泥样，利用紫外可见分光光度计绘制标准曲线，测定泥样含油量［2-3］。

2 结果与讨论

2.1 氧化剂筛选试验研究

氧化剂通过对油水界面的状态改变，使油水相的极性发生改变，原油中本身的乳化剂被其破坏掉部分或大分子物质氧化成小分子，从而达不到之前稳定的状态，使泥与油分离，达到破乳的效果［3］。

浓度0.5%的5种氧化剂，分别对10g罐底油泥进行氧化清洗，将分出来的泥与油通过加热水的方式隔开，冷却，取出洗出的油，倒掉热水，烘干剩下的泥土。取出处理后的泥，用万分之一天平称重，获得洗出泥质量。不同药剂对罐底油泥洗涤效果影响见图1。

由图1可知，对10g罐底油泥进行处理，不同的氧化剂在相同浓度的条件下洗出的泥的含量不同，比较得到，YHJ-2氧化剂洗出泥的质量为1g左右，效果较好。

图1 不同药剂对罐底油泥洗涤效果影响

2.2 YHJ-2氧化剂浓度的筛选

通过调节YHJ-2氧化剂浓度来实现洗出泥的最大化，从而达到更好的洗涤效果，配制不同浓度的YHJ-2氧化剂，对10g罐底油泥进行清洗。YHJ-2氧化剂浓度对罐底油泥洗涤效果影响见图2。

图2 YHJ-2氧化剂浓度对罐底油泥洗涤效果影响

由图2可知，在不同浓度的YHJ-2氧化剂的作用下，处理罐底油泥的效果有所不同。当药剂浓度低于1%时，处理效果不好，可能是药剂加量不够，作用不完全的结果。当药剂浓度高于1%时，处理效果不好，可能是因为体系中其他离子成分阻碍了反应的进行，从而产生拮抗作用。当YHJ-2氧化剂浓度为1%时，效果较好。

2.3 絮凝剂筛选试验研究

先用YHJ-2氧化剂氧化10g罐底油泥，加入50 mL的60℃热水，用于放大实验效果。选取7种絮凝剂，浓度为0.2%，各取30mL分别对氧化后的罐底油泥进行絮凝实验［4-5］。通过恒温60℃，均匀搅拌，静置冷却，测定溶液的浊度来衡量絮凝的效果。药剂种类对絮凝效果的影响见图3。

由图3可知，在不同种类的絮凝剂的作用下，絮凝的效果有所不同。对于不同的絮凝剂，由于罐底油泥成分复杂，体系环境的复杂，可能存在某些有机离子或无机离子或者是其他物质，从而减弱了絮凝作用，针对这一体系发现XNJ-4絮凝剂和XNJ-5絮凝剂适应这一体系，絮凝效果较好。测得在浓度为0.2%时，XNJ-4絮凝剂的浊度只有16.3NTU，XNJ-5絮凝剂的浊度只有16.7NTU。但是考虑成本计算，选择XNJ-4絮凝剂。

图3 药剂种类对絮凝效果的影响

2.4 XNJ-4絮凝剂浓度的筛选

絮凝剂浓度的筛选，遵循成本最低原则，分别取不同浓度XNJ-4絮凝剂进行试验。XNJ-4浓度对絮凝效果的影响见图4。

图4 XNJ-4浓度对絮凝效果的影响

由图4可知，在不同浓度的XNJ-4絮凝剂的作用下，絮凝的效果各有不同，当絮凝剂浓度小于0.15%时，形成的胶粒量比较少，胶粒体积较小，泥土颗粒粒径中值较低，达不到所期望的效果，当絮凝剂浓度高于0.15%时，可能会导致溶液矿化度比较高，溶剂化作用比较大，从而中和了表面的电荷，并且粒子表面吸附达到饱和，吉布斯自由能降低，从而影响絮凝效果。当浓度为0.15%时，处理效果较好。