渤海油田含油污泥处理效果的改进

沈喜洲，王道楠，尹先清，段金庭，谢圣龙，祝进成，张保沙

1.长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434020；2.武汉工程大学化工与制药学院，湖北 武汉 430074；3.中国石油天然气股份有限公司大港分公司，天津 300280

渤海油田含油污泥处理效果的改进

沈喜洲1，2，王道楠2，尹先清1，段金庭3，谢圣龙2，祝进成2，张保沙2

1.长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434020；2.武汉工程大学化工与制药学院，湖北 武汉 430074；3.中国石油天然气股份有限公司大港分公司，天津 300280

以渤海油田含油污泥为研究对象，采用调质机械处理技术，开发渤海2＃分离剂.针对渤海1＃分离剂处理油泥的不足，实验选用两种脱水剂和两种脱泥剂进行优化复配.考察复配分离剂中各单剂不同加入量对回收油的水含率、固含率，以及原油回收率的影响.实验结果表明，最佳复配配方是：在60 g分离剂溶液中，脱水剂1＃用量为6 g，脱泥剂1＃用量为0.6 g，脱泥剂2＃用量为6 g，脱水剂2＃用量为0．5 g.在最优条件下，回收油水含率为15．74%，回收油油含率为83.52%，回收油固含率为0．74%，原油回收率为95．05%.

含油污泥；原油回收；回收油固含率；原油回收率

0 引言

石油勘探、开采、生产、运输等过程中会产生大量含油污泥（简称油泥），油泥是高污染物.随着全球环境日益恶化，人类对自身的生存环境越来越重视，各国对环保的要求越来越高，如何回收油泥中的原油及其无害化处理是目前研究的热点.在全世界范围内含油污泥的处理方法有：焚烧［1］、溶剂萃取［2］、调质－机械分离处理技术［3］、化学破乳［4］、地耕法［5］、生物泥浆反应器法［6］、固化制砖［7-9］、回灌调剖技术［10］等.本实验室采用调质－机械分离处理技术及化学破乳法对胜利油田、新疆油田、渤海油田等油田的油泥进行研究.针对渤海油田油泥的性质，已开发的渤海1#分离剂具有一定的效果，但回收原油中的含水率较高，回收率仍需提高.为此，需要探索开发出更高效的渤海2#分离剂．

1 实验部分

1.1 试剂与设备

DF－101S集热式恒温加热磁力搅拌器，上海得力仪器厂生产；电子天平，凯丰集团有限公司生产；HN101电热鼓风干燥箱，浙江力辰仪器科技有限公司生产；水分测定器，上海振兴玻璃仪器厂生产；DL－1电子万用炉，北京市永光明医疗仪器厂生产；50 mL两口烧瓶，四川蜀玻集团生产．

1.2 油泥样品

原料：含油污泥，采自渤海油田，油泥的含油率为42．54%，含水质量分数为34．38%，含固质量分数为23．08%．

分离剂：脱水剂1＃、脱水剂2＃、脱泥剂1＃和脱泥剂2＃．

1.3 实验方法

取含油污泥质量若干，按一定的剂油比来配分离剂水溶液，搅拌均匀待用．

将油泥与配好的分离剂水溶液混合，搅拌均匀后倒入250 mL两口烧瓶中，再将烧瓶放入集热式恒温加热磁力搅拌器内进行恒温加热，恒定的搅拌速度进行搅拌．

搅拌一定时间后，将油、泥、水混合液倒入烧杯中进行保温沉降，待沉降完成后，取出上层油，进行称量分析．

1.4 分析方法

含水率：回流法，参照GB／T260—1977；

含油率：分光光度法，参照SY／T0530—1993；

其中m1为刮出浮油质量，m为油泥本身所含的原油质量．

2 结果与讨论

2.1 分离剂复配实验

渤海1#分离剂对渤海油田含油污泥的分离具有一定的效果，原油回收质量分数达89．9%，但处理后油品中的水含质量分数为32．57%.其水含质量分数过高，回收率有待提高，所以亟需开发更高效的分离剂.通过大量的实验研究，发现脱泥剂1＃、脱泥剂2＃、脱水剂1＃和脱水剂2＃对油泥具有较好的分离效果且具有降泥降水作用，本研究对脱泥剂和脱水剂各自的用量进行复配优化，并最终确定渤海2#分离剂．

2.1.1 脱水剂1＃的用量实验控制脱泥剂1＃0．6 g、脱泥剂2＃6 g、脱水剂2＃0．608 g不变，改变脱水剂1＃的用量.取含油污泥30 g左右，按2∶1的剂油比配制成60 g分离剂水溶液，在反应温度为60℃、搅拌时间30 min、搅拌速度为1 000 r／min等工艺条件下开展分离实验，所得脱水剂1＃的用量与回收油的含水质量分数、含固质量分数及原油的回收率的关系如下图1、图2所示．

图1 脱水剂1＃的用量对回收油品的含固质量分数和含水质量分数的影响Fig.1 Effects of the dosage of the dehydrating agent 1＃on the solid contents and water contents of recovered oil

图2 脱水剂1＃的用量对原油回收率的影响Fig.2 Effects of the dosage of the dehydrating agent 1＃on recovery rate of treated sludge

从图1、图2中可知，随着脱水剂1＃用量的增加，油层中的含水质量分数先减少后增加，在脱水剂1＃6 g时取最小值，脱水剂1＃的加入促进了分离剂对油泥的脱水作用，但用量过大对油水分离起抑制作用；油层中的含固质量分数数据波动较大，应该为实验分析误差所致；原油回收率在脱水剂1＃6 g时取得最大值.综合分离效果和经济两方面，确定脱水剂1＃用量为6 g.

2.1.2 脱泥剂1＃的用量实验控制脱水剂1＃6 g、脱泥剂2＃6 g、脱水剂2＃0．608 g不变，改变脱泥剂1＃的用量.取含油污泥30 g左右，按2∶1的剂油比配制成60 g分离剂水溶液，在反应温度为60℃、搅拌时间30 min、搅拌速度为1 000 r／min等工艺条件下开展分离实验，所得脱泥剂1＃的用量与回收油的含水质量分数、含固质量分数及原油的回收率的关系如下图3、图4所示：

图3 脱泥剂1＃的用量对回收油品的含固质量分数和含水质量分数的影响Fig.3 Effects of the dosage of the desliming agent 1＃on the solid contents and water contents of recovered oil

图4 脱泥剂1＃的用量对原油回收率的影响Fig．4Effects of the dosage of the desliming agent 1＃on recovery rate of treated sludge

从图3、图4中可知，随着脱泥剂1＃用量的增加，回收油层中的含水质量分数先减少后增加，并在脱泥剂1＃0．6 g时取得最小值；回收油层中的含固质量分数均较低，这是由于脱泥剂1＃能够聚集在污泥颗粒表面，形成饱和定向单层，使其能够完全润湿，降低其内部固相和液相的界面结合力，从而固相聚沉下来；原油回收率则先增大后减小，在脱泥剂1＃用量为0．6 g时取得最大值.综合考虑分离效果，脱泥剂1＃的用量确定为0．6 g．

2.1.3 脱泥剂2＃的用量实验控制脱水剂1＃6 g、脱泥剂1＃0．6 g、脱水剂2＃0．608 g不变，改变脱泥剂2＃的用量.取含油污泥30 g左右，按2∶1的剂油比配制成60g分离剂水溶液，在反应温度为60℃、搅拌时间30 min、搅拌速度为1 000 r／min等工艺条件下开展分离实验，所得脱泥剂2＃的用量与回收油的含水质量分数、含固质量分数及原油的回收率的关系如下图5、图6所示.

图5 脱泥剂2＃的用量对回收油品的含固质量分数和含水质量分数的影响Fig.5 Effects of the dosage of the desliming agent 2＃on the solid contents and water contents of recovered oil

图6 脱泥剂2＃的用量对原油回收率的影响Fig.6 Effects of the dosage of the desliming agent 2＃on recovery rate of treated sludge

从图5、图6中可知，随着脱泥剂2＃的用量的增加，回收油层中的含水质量分数先减小后增大，并在脱泥剂2＃6 g时取得最小值；回收油层中的含固质量分数先减少后增大，在脱泥剂2＃为6 g时较低，这是由于脱泥剂2＃分子含有长链，吸附在固体微粒表面，形成搭桥作用，把胶粒与胶粒之间连接起来，从而变成较大的集团而聚沉下来；原油回收率在6 g时取得最大值.从分离效果的角度出发，脱泥剂2＃确定为6 g较合理.

2.1.4 脱水剂2＃的用量实验控制脱水剂1＃6 g、脱泥剂1＃0．6 g、脱泥剂2＃6 g不变，改变脱水剂2＃的用量.取含油污泥30 g左右，按2∶1的剂油比配制成60 g分离剂水溶液后，在反应温度为60℃、搅拌时间30 min、搅拌速度为1 000 r／min等工艺条件下开展分离实验，所得脱水剂2＃的用量与回收油含水质量分数、含固质量分数及原油的回收率的关系如下图7、8所示.

图7 脱水剂2＃的用量对回收油品的含固质量分数和含水质量分数的影响Fig.7 Effects of the dosage of the dehydrating agent 2＃on the solid contents and water contents of recovered oil

图8 脱水剂2＃的用量对原油回收率的影响Fig.8 Effects of the dosage of the dehydrating agent 2＃on recovery rate of treated sludge

从图7、图8中可知，随着脱水剂2＃用量的增加，回收油层中的含水质量分数先减小后增大，并在脱水剂2＃为0.5 g时取得最小值.脱水剂2＃加入后促进了分离剂对油泥的脱水作用，但用量过大对油水分离起抑制作用.脱水剂2＃分子对水具有较强的亲和作用，其亲水基与水分子作用，从而使胶体粒子脱水，失去水化外层后聚沉下来.回收油层中的含固质量分数先增加后减少再增大，在脱水剂2＃0.5 g时取最小值；原油回收率在0.5 g时最大，故脱水剂2＃确定为0.5 g.

从而，渤海2#复配分离剂最终确定为脱水剂1＃6g、脱水剂2＃0．5g、脱泥剂1＃0．6g和脱泥剂2＃6g，处理后回收油品的含水质量分数为15．74%、回收油含固质量分数为0．74%、原油回收率为95．05%．

2.2 分离效果对比

在搅拌时间30 min、温度60℃、搅拌速度1 000 r／min等工艺条件下，分别采用渤海1#分离剂、渤海2#分离剂对渤海油田油泥进行分离实验，所得分离效果对比如下表1.

表1 分离效果对比Table 1 separateing efficiency in different separation agents

从表1可知，渤海2#复配分离剂较渤海1号分离剂能大大地降低含水质量分数，同时降低含固质量分数和提高原油回收率，具有更好地油泥分离．

3 结语

a.结果表明：脱水剂1＃的最佳用量为6 g、脱水剂2＃的最佳用量为0．5 g、脱泥剂1＃的最佳用量为0．6 g和脱泥剂2＃的最佳用量为6 g．

b.渤海2＃分离剂确定为：脱水剂1＃6 g、脱水剂2＃0．5 g、脱泥剂1＃0．6 g和脱泥剂2＃6 g.渤海2＃分离剂对比渤海1号分离剂具有更好的分离效果，含固质量分数由0．81%降到0．74%，含水质量分数由32．57%降到15．74%（变化较大），回收率由89．9%提高到95．05%．

致谢

感谢渤海油田相关人员对本实验的大力支持，感谢对本论文完成给予过帮助的相关同仁！

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Recovery of sludge oil in Bohai oilfield

SHEN Xi－zhou1，2，WANG Dao－nan2，YIN Xian－qing1，DUAN Jin－ting3，XIE Sheng－long2，ZHU Jin－cheng2，ZHANG Bao－sha2
1．College of Chemistry and Environmendal Engineering，Yangtze University，Jingzhou 434020，China；2．School of Chemical Engineering&Pharmacy，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China；3 Dagang Oil Field Company，China National Petroleum Corporation，Tianjin 300280，China

The separating agent Bohai 2 was developed using the oily sludge from Bohai Oilfield by chemical conditioning－mechanical separation method．Aimed at the disadvantage of separating agent Bohai 1，the conditions were optimized．The effects of different concentrations of different single agents on the water content，solid content of the oil layer and the oil recovery rate were researched．The results show that the optimal efficiency of oily sludge treating achieves when the dehydrating agent 1＃is 6 g，the desliming agent 1＃is 0．6 g，the desliming agent 2＃is 6 g and the dehydrating agent 2＃is 0．5 g in 60 g aqueous solution．After treated by the compound separation agent，the water content of the oil is 15．74%，the oil content of the oil is 83．52%，the solid content of the oil is 0．74%and the oil recovery rate is 95．05%under the best conditions．

oil sludge；oil recovery；solid content；oil recovery rate

TE992.3

A

10.3969/j.issn.1674-2869.2015.06.001

1674－2869（2015）06－0001－04

本文编辑：张瑞

2015－5－13

沈喜洲（1961－），男，湖北黄梅人，教授级高级工程师，硕士.研究方向：石油化工．