孟照瑜,袁 新,趙金剛,張 楠,謝雪瑩

(1.中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司技術檢測中心,山東 東營 257088；2.勝利油田檢測評價研究有限公司，山東 東營 257088)

1 油田油泥砂處理現(xiàn)狀

油田油泥砂主要來自于油罐、污水罐清砂和污水站等采出液處理環(huán)節(jié)，以及作業(yè)和采油現(xiàn)場跑冒滴漏[1]。油泥砂含油率范圍3%～30%，綜合含油率15%；處置后含水率范圍70%～95%，綜合含水約83%。目前油田區(qū)域油泥處理主要采用“清洗-分離”的傳統(tǒng)工藝，處理后污泥中含油率高，國家已經(jīng)明確5%含油率以上的含油污泥不可直接焚燒，需要強制預先進行資源化回收[2]，要焚燒油泥砂，其含油率受到一系列規(guī)定的限值，焚燒后可能存在二噁英、顆粒物、SO2等二次污染問題[3]。油泥砂處理過程脫水效率較低，導致拉運成本高，設備腐蝕嚴重。未綜合利用的油泥砂臨時貯存后外委處置，臨時貯存時間不得超過一年，針對臨時貯存的油泥砂，實現(xiàn)油回收、固體減量化、水綜合利用的目的，采用適當?shù)姆椒▽崿F(xiàn)油田油泥砂的減量化勢在必行。

針對臨時貯存油泥砂的處置和資源化利用問題，對“清洗-離心-熱解”技術參數(shù)在現(xiàn)場進行試驗優(yōu)化，為油田油泥綜合處理利用提供了一條總量減容、節(jié)能環(huán)保、長期運行的可靠技術裝置路線，對油田促進危廢處置技術發(fā)展和推進油田“綠色低碳”戰(zhàn)略實施、綠色企業(yè)建設等方面有著重要意義。

2 “清洗-離心-熱解法”試驗工藝流程

油泥砂中較大體積的垃圾、石頭瓦塊等進行初步用篩分，二級清洗加入混溶劑然后進入二級油分離系統(tǒng)，加入聚合物降解劑，在超聲波、氣浮的作用下，油將浮至表面由收油泵回收，下部的泥漿用渣漿泵加壓送至三級清洗系統(tǒng)，加入聚合物降解劑，泥漿中加入絮凝劑使固相沉降，然后用螺旋輸送機將沉降的高濃度泥漿送至離心機，分離后的水由泵加壓和沉降清液進入水收集槽。含固率40%～60%待處理油泥砂，首先經(jīng)過螺旋輸送機、閉風器進入烘干爐，在100～300℃熱預脫水，含水率降至30%以下后進入熱解爐，在440～550℃條件下低溫熱解，其中油泥砂中所含的水分、石油類被蒸餾、熱解、碳化，水蒸氣、油氣形成混合氣體分別從烘干爐、熱解爐混合氣出口管道進入焦炭過濾器，分離出部分水、渣油等高沸點物質(zhì)，然后進入油氣冷卻塔下部，和上部噴淋的約50℃循環(huán)水逆流接觸，蒸汽、油氣進入液相，經(jīng)過油水分離、閉式冷卻塔冷卻后循環(huán)使用，未被冷卻的氣體經(jīng)過安全水封進入熱風爐回收利用。尾渣熱解后經(jīng)出渣冷卻箱冷卻，經(jīng)過閉風器隔絕空氣進入包裝系統(tǒng)，經(jīng)過包裝后的尾渣綜合利用。同時，烘干、熱解過程中分離出的高溫油氣經(jīng)焦炭過濾器、油氣冷卻塔、油水分離器，不凝氣進行回收利用，供熱解爐加熱使用。水相除補充循環(huán)水損耗外，其余排入油泥砂儲存池，油相收集外輸或外銷。

圖1 油泥砂處理裝置工藝流程示意圖

3 “清洗-離心-熱解法”裝置在油田現(xiàn)場試驗情況

3.1 “清洗-離心-熱解法”裝置參數(shù)優(yōu)化

3.1.1 熱解溫度參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)前期單體試驗時優(yōu)化的設備參數(shù)，將清洗離心處理的油泥含水量控制在45%以內(nèi)，含油率控制在7%以內(nèi)，然后經(jīng)過離心機一、二級出料螺旋將處理后油泥輸送至熱解進料螺旋中，然后進入熱解裝置進行熱解，烘干爐和熱解爐壓力控制在10kPa左右，根據(jù)不同的熱解溫度和處理時間，含油污泥熱解殘渣含油率結(jié)果如表1所示。

通過清洗離心后的油泥，無論是含水率還是含油率，都比之前降低很多，從一定程度上降低了熱解設備的運行負荷，通過表可以看出，經(jīng)過清洗離心后的油泥進入熱解后，在相同參數(shù)下，可以處理更多的進料。

3.1.2 爐內(nèi)壓力參數(shù)優(yōu)化

當溫度為510℃，進料量小于50t/d，爐內(nèi)壓力對含油污泥熱解后殘渣含油率影響結(jié)果如表2所示。

由表可以看出，當處理清洗離心后的油泥，溫度在510℃，進料量小于等于50t/d時，爐內(nèi)壓力在5～15kPa之間都達到出料正常的要求，這樣在一定程度上增大了對爐內(nèi)壓力的變化范圍，當爐內(nèi)壓力保持在15kPa左右時，部分設備的運行負荷可以相對降低。

表1 反應溫度及時間對熱解殘渣的影響

表2 爐內(nèi)壓力對熱解設備運行的影響

“清洗-離心-熱解”組合工藝中當清洗離心減量化裝置穩(wěn)定運行時，可保障油泥沙含水率<45%、含油率<7%，降低了熱解裝置運行負荷，熱解裝置在熱解溫度510℃、進料量<50t/d、爐內(nèi)壓力在5～15kPa時，處理后油泥沙含油率均可以小于0.3%，達到項目指標要求。

3.2 “清洗-離心-熱解”法處理油泥砂成本核算

本試驗是結(jié)合前期對單體設備優(yōu)化參數(shù)后進行的，正常連續(xù)運行時間6天，平均每天進料約80噸，每天出料約18噸，油泥沙處理費用為178元/噸，成本核算如表3所示。

表3 組合工藝成本核算統(tǒng)計表

3.3 “清洗-離心-熱解”法處理油泥砂處理后浸出毒性實驗

對處理后的油泥砂樣品進行浸出液指標(六價鉻、鎘、汞、砷pH、COD等項目)評價，取理后的油泥砂殘渣六批次進行進出毒性實驗，評價結(jié)果如表4所示。

表4 處理后油泥砂殘渣浸出液指標

注：*為《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別》GB 5085．3-2007；**為《污水綜合排放標準》GB 8978-1996二級指標。

參照《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別》GB 5085.3-2007和《污水綜合排放標準》GB 8978-1996二級指標標準來看，處置過后的油泥砂殘渣浸出液指標均符合標準，本項目中處置后的油泥砂殘渣浸出液指標值均較低，可用來進行資源化利用。

4 結(jié)論

當清洗離心減量化裝置穩(wěn)定運行時，可保障油泥沙含水率<45%、含油率<7%，降低了熱解裝置運行負荷，熱解裝置在熱解溫度510℃、進料量<50t/d、爐內(nèi)壓力在5～15pa時，處理后油泥沙含油率均可以小于0.3%，達到項目指標要求?！扒逑?離心-熱解”組合工藝運行成本為178元/噸。由于油泥砂浸出液指標無國家標準可參照，根據(jù)對比其他油泥砂浸出液樣品值，及參照水基泥漿浸出液的執(zhí)行標準-《污水綜合排放標準》(GB 8978-1996)排放一級標準和《一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染物控制標準》(GB18599-2001)及《石油開發(fā)廢棄泥漿固化質(zhì)量監(jiān)測與評定》(Q/SH1020 1908-2014)。本試驗中處置后的油泥砂殘渣浸出液指標值均低于以上標準，故可用來進行資源化利用。