加热分离法处理三元淤积物技术研究

2016-03-14刘大志大庆油田有限责任公司第四采油厂第三油矿黑龙江大庆163511

化工管理 2016年30期

刘大志（大庆油田有限责任公司第四采油厂第三油矿，黑龙江　大庆　163511）

加热分离法处理三元淤积物技术研究

刘大志（大庆油田有限责任公司第四采油厂第三油矿，黑龙江大庆163511）

油田污泥处理站现有处理污泥的主要工艺为调质、离心技术，可较好处理水驱区块产生的淤积物，但在处理三元淤积物时，出现转股分离器筛网堵塞、离心机振动大，处理完污泥含油量难以达标问题，因此开展三元淤积物处理技术研究。本文在室内处理试验可行的基础上研制了适合于现场的三元淤积物工艺及设施，经过现场试验证明加热分离法能够有效处理三元淤积物，处理后污泥含油量能够达到≤2%排放标准，为今后三元淤积物处理提供了有效的技术支撑。

三元淤积物；含油污泥处理；加热分离

目前X油田三元复合驱工业化区块有3个，杏六区东部三元复合驱于2010年2月注入三元主段塞，2011年11月出现掺水水质变差，加热炉淤积严重，火管频繁鼓包、烧穿问题，集输系统管道淤积结垢问题导致压力损失增加，通过2012年的不断摸索与总结，形成了三合一每半年清淤一次，二合一每季度清淤一次，站间及单井掺水管道每年除垢两次的《三元集输系统容器、管道清淤管理制度》。

1　三元淤积物及处理工艺现状

1.1三元淤积物成分分析

由于三元淤积物成份复杂，外观为棕褐色粘稠状，淤积物中含吸附水10%～40.3%，原油8.6%～76.8%，固体物质13.2%～51.1%，其中固体物质含碳酸盐垢约31%，硅酸盐垢约52%。与水驱淤积物成分相比，三元淤积物含聚浓度在600～1000mg/L，固体含量远高于水驱淤积物固体含量（≤2%），从垢质成分来看，水驱淤积物含垢主要以碳酸盐垢为主，而三元淤积物垢质初期以碳酸盐垢为主，进入后期以硅酸盐垢为主。以杏六区东部三元复合驱三元-1、三元-2转油站为例，按照见剂高峰期三元加热炉年清淤量45m3/台，三合一清淤量40m3/台，2座转油站年淤积物量达350m3。

1.2污泥站处理技术现状

X油田污泥处理站主要采用调质离心机处理技术，主体工艺采用调质、离心处理工艺，主要由污泥收集池、污泥预处理流化装置、污泥调质装置、污泥离心装置、油水分离装置、回掺水系统、导热油加热装置等组成，设计处理量为10m3/h，设计指标为处理后污泥中含油量≤2%；最终污泥含水率≤70%。

2　三元淤积物处理技术研究

2.1室内试验情况

实验一：2013年11月21日上午9：40，取约500g三元加热炉淤积物，置于电暖器片上进行加热，中午12：00垢块全部融化（55℃），将污油倒出后，继续加热剩余污泥，14：00污泥中水分全部蒸发，16：00时污泥已烘干成粉末状态。经化验污泥中含油量为0.175%，达到了含油≤2%的排放标准。

试验二：2014年3月10日13：40，取13.2kg淤积物（经化验含油76.8%），倒入桶中加热，43分钟后淤积物全部融化（58℃），将污油倒出后，加入5.5kg清水，使淤积物完全淹没加热到50℃，再将污水倒掉，第二次加入3.6kg清水，加热到32℃，将污水倒掉，处理后污泥含油量0.75%。

通过室内实验表明，三元淤积物可采用加热的方式使淤积物内部的污油及水充分融化并上浮到淤积物顶部，将淤积物内的污油及水回收，剩余污泥继续加热一段时间后干涸成粉末状，达到排放标准。

2.2研究内容

储泥罐设计：用10mm厚压力容器中板Q245R制作一个Φ 2.0×1.5m的储泥罐，罐壁设计800×300mm过滤网（5目），加热后的污油上浮，通过滤网流入储油室，再从排污管排出进行回收，罐内部设计搅拌装置（利旧），通过搅拌促使原油从污泥中分离出来，进一步提高污泥处理效果。

加热装置设计：罐下部设计导热油室，用电加热器进行加热，电加热控制系统与罐内部淤积物温度连锁，当温度达到60℃停止加热，加热主要体现两种功能，一是油泥在高温情况下，使污油充分溶化，上浮到淤积物顶部，通过排油工艺进行回收；二是将油泥中的少量水分通过加热烘烤作用蒸发掉，使油泥硬化，储泥罐壁设计测温孔安装温度变送器，与电加热形成闭锁，起到高温断电功能。

3　现场试验情况

第一次试验

2014年8月13日从三元-1转油站拉运三合一清出的淤积物22袋，约0.78m3淤积物（含油68.68%）加入污泥罐内，先搅拌均匀，启动54kW电加热装置80分钟，淤积物全部融化，将污油从收油管线排出；第一次加入1m3热水，搅拌2分钟，静沉10分钟，将污油及污水排出；第二次加0.5m3热水，搅拌2分钟，静沉10分钟，将污油及污水排出；排出过程油水分离效果明显，最终污泥含油1.53%，达到含油量≤2%的排放标准。

第二次试验

2014年9月16日，从污油站5000m3储泥池人工挖出1.1m3淤积物，倒入储泥罐内，启动加热装置，30min后污油开始融化，60min污油全部融化，用温度测得污油温度60℃，启动搅拌器，搅拌5分钟，静沉10分钟，将污油排出，加入55℃清水1.0m3，搅拌5分钟，静沉10分钟，再将污水排出，“加热水、搅拌、静沉、排污水”，共循环3次，热水用量2.0m3，处理后污泥含油量1.12%。

本次处理过程与第一次试验对比，“加水、搅拌、静沉、排污水”操作3次，比第一次试验多加清水循环1次，且处理后的污泥含油量1.12%，处理效果不如第一次试验效果好，而且处理后的污泥颜色深，分析原因认为5000m3储泥池建成于2009年，内部存放的污泥长时间暴露于大气中，发生氧化作用，原油已经完全浸入污泥颗粒内，致使含油污泥处理难度增加，导致处理后的污泥颜色较深。

经过现场三元淤积物处理技术试验，初步形成了“加热、搅拌、沉降、分离”的四步法处理过程。第一步：加热，将淤积物加热至60℃，使淤积物充分融化，由固态变为液态；第二步：搅拌，用转速为60r/min的搅拌器对淤积物进行搅拌5分钟，促使淤积物内的污油与固体泥颗粒进行分离；第三步：静沉分离，静置沉降10分钟，根据泥、水、油三者的密度差异，质量重的污泥沉降到储泥罐的底部，密度剧中水置于中间层，将分离出来的密度最轻的污油与污泥隔开；第四步：排油排泥，通过设计的排油工艺将最上层的污油排出，因油在最上层，距排油口的液位高、压力最高，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经导热油的余温烘干，从排泥口排出。