
1 概述
石油开采过程中会产生含油污泥,常称为“落地油”。目前含油污泥主要由油田污水处理后产生的污泥、原油储罐的底泥、与土混合的落地油等组成。该类污泥中含有一定浓度的原油(5%~30%)、重金属离子(如铁、铜、镍等)与无机盐(5%~20%)类化合物等,若不加处理直接排放,会使土地毒化、酸化或碱化,导致土壤及土质结构的改变,妨碍植物根系生长。本项目利用化学药剂对含油污泥进行无害化处理,处理成本低,效率高,既解决了污泥的污染问题,又可变废为宝,取得良好的经济效益。
含油污泥的产量巨大。据资料介绍,该物质的产生量约占油田总产量的2‰左右。据统计,某中等规模油田日油泥量大约100t左右,堆放总量已在40×104t以上。这些污泥中一般含有苯系物、酚类、蒽类等物质,并伴随恶臭和毒性,若直接和自然环境接触,就会对土壤、水体和植被造成较大污染,同时也意味着石油资源的浪费。因此,无论是从环境保护还是从回收能源的角度考虑,都应该对含油污泥进行无害清洁化处理。
2 建设落地油处理装置的目的
(1)含油固体废弃物已经被 环境保护总局列入“危险废物”名录,遵照 有关法律、政策和规定,对油田生产中排放的含油固体废弃物进行处理,进行环保的无害化处理,消除这个环保隐患,有较好的社会和环保效益。
(2)含油固体废弃物中含有一部分可回收利用的原油,在进行固体废物无害化的同时还可以进行资源再利用,有良好的经济效益。
3 国内外处理工艺简介
3.1 国外含油处理工艺
根据对“含油污泥”有关资料的查阅和调研,它的主要处理工艺有以下几类:
(1)热解法:分为高温分解法和低温处理法2种。高温分解法的工作温度可达1400℃,低温处理法的工作温度为800℃左右。
(2)洗涤法:利用含洗涤药剂的溶液使油和固体颗粒剥离,再通过各种物理方法加以分离,实现油的回收。
(3)固化法:通过化学药剂使固体废弃物形成具有完整结构的坚硬块状,以增加可控性。
(4)生物化学法:分为微生物法和微生物生态法。其区别在于是否添加人工驯化的优势微生物。
3.2 国内含油污泥处理工艺
国内对于油田落地油的处理发展比较慢,据了解国内某油田是国内 个开发落地油处理的单位,此项技术的发展目前走在国内的 。目前有落地油处理装置3~4。
现将了解的情况介绍如下:
(1)L油区落地油处理装置
2000年建成投产的国内 套落地油处理装置,处理能力2t/h,采用热溶剂洗涤法工艺,对落地油进行三级洗涤,对产品原油进行三级加热沉降分离,装置加热源采用烧煤的导热油炉一台。整个装置投资320万元。目前该装置运行正常,由于原料含油率高,产品销售价较高,装置效益较好。
该装置处理效果:原料含油40%~50%(估算);废渣含油15%;回收油含水>20%。
(2)X油区落地油处理装置
2003年建成投产的落地油处理装置,处理能力估计为1~2t/h,采用一级热溶剂洗涤法工艺,对产品原油进行二级加热沉降分离,采用烧煤的直火加热,运行尚不很稳定,装置比较紧凑。处理原料:含油28%(估算);废渣:含油8%。
4 实际应用
华隆油田技术服务有限公司和北京中油石油技术有限公司合作,从2004年开始进行落地油处理的实践,建成投产了一套设计处理能力为4.0t/h的落地油处理装置,采用溶剂洗涤法工艺,装置的加热源采用烧天然气的导热油炉。
4.1 原料情况
在新港公司含油固体废弃物填埋场(华隆油田服务公司油泥处理厂)周围,现无序的堆放着大量的“落地油”,经分析这些含油污泥大部分为含油<30%,含正反序溶剂。
4.2 药剂配方的研发
从2004年开始,开展对新疆稠油落地油处理配方的药剂筛选工作,经过多次实验室小试、装置化试验,已形成了对上述原料进行洗涤处理的几个方案,通过这几个方案药剂的破乳、清净分散、润湿剥离,能够满足现有装置对稠油落地油处理的要求。
4.3 工艺简介
首先将原料(污油泥)由传送带运到罐内,罐内设有原料格栅,将大体积的原料(包括石块)拦截,罐内预先加有清水,底部有加热盘管,可以将水温加热到90℃以上。经过格栅后的原料进入热水中经过加热溶解一段时间,再加入适当的化学药剂后,启动搅拌器,经过与药剂的充分混合后,停止搅拌,开始闷罐,给予充分的反应时间后,洗出的油由上部的隔油管溢流至收油罐,下部的砂由刮渣机送至罐外到指定地点掩埋,热水可由泵打到贮水罐循环使用。
4.4 处理结果
这套工艺经过几年不断改造和经验的积累,目前排放废渣的含油率小于8‰,处理含油率为30%原料时,日回收原油3t;处理含油率为20%原料时,日回收原油2t。由于气候等各种原因,该装置年生产周期为110d(夏季),故年回收原油较少。
目前 没有落地原油的相关排放标准,出于环保考虑应做到含油尽可能的低,处理后的渣油经新疆克拉玛依环境监测中心站于2006年6月19日进行抽样检测,污油泥石油类含量为0.6465%,去除率已达到了95.6%,相当于农用灌溉排放标准,故由环保部门指定地点进行掩埋。
4.5 存在问题和改进措施
落地油处理装置经一段时间的运行,发现了一些问题,针对这些问题采取了相应的整改措施:
(1)导热油炉主要是长期使用炉膛积灰,使设备加热慢,温度低,造成原因是炉膛盘管的影响。为了提高导热油锅温度,必须做到炉膛积灰清理干净,将锅炉口面进行了改装。
(2)洗涤器进料口没有操作平台,洗涤器内排砂道容易积砂,压死链条。在洗涤器上进料口处安装了操作平台。
(3)刮渣机链条磨损严重,影响设备正常运行。合理解决排砂道角度、材料选型、减少磨损。
(4)原设计不合理,沉降罐油泵打不起油,设计不合理,对沉降罐的油泵重新选型,以满足工艺需要。
4.6 技术经济效益分析及预测
以1t落地油为测算基数,每吨落地油按平均25%的含油量计算。
(1)投入的运行成本
①乳化剂。乳化1t油渣需要3t 1%乳化剂,每吨乳化剂4700元,再加上清水费用,单位生产成本99元。
②固定化剂。每吨油渣需要10%固定化剂0.08t,每吨400元,单位生产成本为32元。
③电费。每kWh电0.5元,即单位成本3元。
④人工费:需12个人,单位成本12元。
合计:146元/t油渣。
(2)其他支出
①挖掘机租金。
②设备维护和折旧。
③流动资金利息。
④管理费等。
以上4项合计约为50元/t油渣。
(3)产出
回收原油:1t落地油可回收23%原油,每吨原油1000元,即230元/t油渣。
(4)直接经济效益
直接经济效益为230-146-50=34元/t落地油;间接经济效益,避免了环保罚款,节约了环境治理费用;社会和环保效益,回收了原油,消除了污染源,改善了生态环境,促进了油田和地区的可持续发展。
5 实践总结
经过处理工艺路线的选择、洗涤药剂配方的研发、实际处理戈壁土实践、落地油原料分析,对落地油处理的认识提高了一个层次:
(1)采用洗涤法工艺处理新疆落地油是可行的。
(2)用洗涤工艺处理落地油首先要解决的是从原料到外排废渣的运输问题。
(3)如果每天要处理20t废渣,必须保证约30t固体废料能顺利的运入运出。
(4)生产中要控制好洗涤溶液的药剂浓度、pH值和泥浓度,保证处理效果。