含油污泥是石油企業(yè)開發(fā)過程中產(chǎn)生的重要污染之一,也是制約油田環(huán)境質(zhì)量持續(xù)提高的一大難題。孤東油田的含油污泥主要來源于以下場所:接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池的底泥,作業(yè)、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油及含油污泥。含油污泥的組成主要是原油、泥和水,給環(huán)境造成危害的主要是原油。
油泥(砂)既是原油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢物,也是可貴的二次資源。對這些含油污泥,特別對高含油污泥進行有組織的收集,并開發(fā)研究出一種經(jīng)濟實用的方法對含油污泥進行無害化處理和污油回收,那么不僅會回收大量的能源,產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益,而且會減輕污染,產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益和社會效益。
1 含油污泥(砂)現(xiàn)狀
孤東油田屬于疏松砂巖油藏,原油采掘攜砂十分嚴重,日前砂液比已高達5.928:10000(休積比),日產(chǎn)液量高達13.5萬m3,因此聯(lián)合站每年春秋兩季都要進行大罐清砂。同時山于出砂嚴重,導(dǎo)致油水井維護修井頻繁,年作業(yè)工作量高達3500井次,每年人罐產(chǎn)生的油泥(砂)大約3.56萬m3,其中4座聯(lián)合站大罐清出油泥每年約2.91萬m3,修井作業(yè)和管線穿孔等落地油產(chǎn)生的油泥每年約6500m3。前孤東油各聯(lián)合站產(chǎn)生的油泥(砂)清罐后僅是采取簡單的露天堆放、填埋處置方式,作業(yè)施工和管線穿孔產(chǎn)生的油泥也僅采取就地填理。這些簡單的處置方式并未真正消除或減少其污染危害程度,完全不能滿足環(huán)保的要求,同時還會對土壤、水體和大氣造成二次環(huán)境污染,特別到雨季,雨水沖淋和滲出的污油到處漂溢,進一步加劇環(huán)境污染。
另外孤東油田又屬于人工圍海造陸形成的大型灘涂油口,臨海靠河,其中所管轄的紅柳油田、新灘油田又地處 級黃河三角洲自然保護區(qū)內(nèi)。特殊的地理環(huán)境、特殊的環(huán)境要求和特殊的生產(chǎn)條件及工藝,更加突出了對油泥進行無害化處理的重要性。目前含油污泥的常用處理技術(shù)主要有:生物降解法、含油污泥固化法、焚燒法、溶劑萃取法、離心分離等方法。
2 含油污泥(砂)處理技術(shù)
2.1 含油污泥的組成特點
孤東油田的含油污泥主要來自聯(lián)合站清出的汕泥和作業(yè)現(xiàn)場落地油產(chǎn)生的油泥,污泥外觀呈黑色,粘稠,其中聯(lián)合站的油泥乳化嚴重,其組成主要為原油、水、泥砂等。
2.2 實驗
為了較好地從含油污泥中回收原油,根據(jù)孤東油田油泥(砂)的粒徑較大的特點,和對幾種油泥處理方法的對比,擬選用離心分離法對油泥進行實驗。
2.2.1 實驗樣品
實驗樣品分別為聯(lián)合站一次罐和二次罐清出的油泥混合樣(1號樣)、聯(lián)合站好油罐清出的油泥(2號樣)、落地油產(chǎn)生的油泥(3號樣)。
2.2.2 藥劑的選型
將油泥進行加水、加溫稀釋后,取同等量放在同型號的錐型瓶中,分別加不同藥劑,進行等時間攪拌后靜置,進行藥劑定性選型,初步選出兩類比較理想的藥劑,編號分別為HS-1和HS-2。
2.2.3 實驗條件
根據(jù)孤東原油的粘度、密度、凝固點等性能,初步確定實驗條件,實驗溫度選45~55℃,采用電加熱提升溫度。
2.2.4 實驗設(shè)備
離心機采用LW400×1200型臥式沉降離心機,該機每小時處理量油泥量為3m3。
2.2.5 實驗流程
實驗油泥樣→攪拌液化→加溫勻化→加藥→離心分離→實驗分析。
2.2.6 實驗分析
主要針對固相(經(jīng)離心分離后的污泥)中的含油量、含水率和液相(分離出的油水混合液)中的含固率。
轉(zhuǎn)速在2500~3000r/min,轉(zhuǎn)速差在7~9較為理想,其中藥劑HS-1的除油效果較為理想,藥劑HS-2的除油效果比HS-1稍差,但脫水效果較IS-1理想。
溫度越高、油泥勻化越好,油、泥分離效果就越好。
油泥氧化時間越長、油乳化越嚴重,油泥分離越難,效果越差。
3 可行性分析
日處理規(guī)模為固態(tài)含油污泥60m3,該處理工藝設(shè)備投資規(guī)模大約在250萬元,設(shè)計整體采用可移動式的撬裝結(jié)構(gòu)。
3.1 運行成本測算
運行成本主要為油泥(砂)收集運輸費、電費、氣費、藥劑費和人工成本,其液化所需的水采用污水(循環(huán)使用,以降低能耗)。具體測算方式:
以每小時處理油泥6m3,日處理60m3(日連續(xù)運行12h),油泥被液化成300m進行測算:
①燃氣費:1500m3×1.0元/m3=1500元(溫度升高40℃,需耗熱1.2×10kcal,需耗氣450m3)。
②耗電費:96kWh×12h×0.45元/kWh=518.4元。
③耗水費:5m3×2.7元/m3-13.5元(油泥液化采用污水,并循環(huán)使用,藥劑配比采用清水)。
④耗藥劑:0.5kg/m×60m3×20元/kg-600元。
⑤油泥收集運輸費:25元/m3×60m3-1500元(以油泥收集運輸距離10公里測算)。
⑥人工費:50元/人·日×20人=1000元。
以上6項費用共計5131.9元,則每立方米油泥處理費用為:5131.9元÷60m3=85.53元/m3。
考慮到不可預(yù)見費等項,則油泥處理成本約為100元/m3。
3.2 原油回收效益
以日處理固態(tài)油泥60m3(含水率55%),其含油量平均值為20%(下樣含油),原油回收率為75%,噸油價格按1000元進行測算:60m3×1.5t/m3×45%×20%×75%×1000元/t-6075元。
按油泥處理成本100元/m測算,通過計算得出:當油泥含油量(干樣)大于20%時,對其進行處理才會有經(jīng)濟效益。
根據(jù)孤東采油廠年產(chǎn)油泥分類統(tǒng)計情況,年產(chǎn)油3.56萬m3,含油污泥含油量平均高于盈虧臨界值的油泥量大約為15900m3,其中好油罐5600m3,二次罐3800m3,落地油產(chǎn)生的油泥6500m3,年可回收原油4250.14t。按噸原油1000元,折合人民幣425.014萬元??鄢幚碣M用356萬元,年產(chǎn)效益69.014萬元。如僅對二次罐、號油罐和落地油產(chǎn)生的油泥進行處理,則其效益測算為166.83萬元。
需要說明的是,效益測算中,未考慮設(shè)備折舊費和設(shè)備維護費,是因為未達標的汕泥每年需相應(yīng)的繳納排污費用,同時也需資金對油泥進行填埋等治理,二者費用是可以相互抵消的。
4 結(jié)論及建議
4.1 結(jié)論
(1)用離心分離技術(shù)是可以達到分離含油污泥中的油、泥的目的,并連續(xù)處理,技術(shù)工藝是可行的,油回收率可以達到80%以上。
(2)該技術(shù)對處理落地油產(chǎn)生的油泥效果顯著:對細顆粒、乳化嚴重的油泥處理,需調(diào)整藥劑,處理后的污泥是可以達到排放標準的(英國標準BS5750,淋浸法測試游離油不大于5%)。
(3)溫度、藥劑是實現(xiàn)含油污泥分離的關(guān)鍵因素。藥劑的效果受油泥的性能影響很大,油乳化越嚴重,處理效果越差,溫度越高,處理效果越好。
(4)含油污泥處理的含油量受油泥收集方式的影響,當含油量達到一定值時,會產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益,同時其所產(chǎn)生的環(huán)境效益和社會效益尤為明顯。
4.2 建議
(1)對落地油產(chǎn)生的油泥采用適當?shù)姆绞竭M行收集,有利于提高含油污泥的含油量。
(2)對聯(lián)合站油泥的處理,建議采取大罐清砂和油泥處理同步進行的方式,使用泥漿泵,通過管線將油泥直接輸入油泥處理系統(tǒng),避免產(chǎn)生二次污染的產(chǎn)生,既有利于油泥的處理效果和提高原油回收率,又可以大大減少油泥的收集運輸費用,減低油泥處理成本。
(3)對一次罐等容易處理的油泥,在不影響處理效果的同時,調(diào)整運行參數(shù)(如降低運行溫度和用藥劑量等),是可以降低處理費用,提高油泥處理項目的整體經(jīng)濟效益的。