臥螺離心機在新疆油田含油污泥處理中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
臥螺沉降式離心機在石油開采等行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，具有分離效果好、對處理介質(zhì)的適應(yīng)性強、員工勞動強度輕、處理裝置占地面積小、運行保養(yǎng)以及維護維修費用低等優(yōu)點，并且還能實現(xiàn)自動密閉不間斷工作。中國石油新疆油田公司風(fēng)城油田，采用阿法拉伐-ALDEC G-75離心機處理油田開采過程中的污油泥，效果顯著。
1 臥螺沉降離心機的結(jié)構(gòu)和工作原理以及風(fēng)城油田污油泥處理工藝
1.1 臥螺沉降離心機的結(jié)構(gòu)和工作原理
臥螺沉降離心機主要由動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、差速器、可調(diào)節(jié)堰板、進料口、排渣口和控制系統(tǒng)等部件組成。當污油泥漿混合物通過進料口進入離心機轉(zhuǎn)鼓后，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓會產(chǎn)生離心力，比重大的油泥沙會甩打到轉(zhuǎn)鼓腔壁上。因螺旋推料器葉片與轉(zhuǎn)鼓是做相對轉(zhuǎn)動，泥沙被螺旋葉片推到轉(zhuǎn)鼓小端干燥區(qū)，從排渣口排出。較輕的油水等液體會流向液相出口，由可調(diào)節(jié)液體高度的堰板排出離心機轉(zhuǎn)鼓。附著在轉(zhuǎn)鼓筒壁上的脫水油后的泥沙，由螺旋推進器擠壓到轉(zhuǎn)鼓的小端，從出渣口排出。
1.2 新疆油田公司風(fēng)城油田污油泥處理工藝
主要由臥螺沉降離心機、污泥漿泵、計量加藥泵裝置、絮凝劑投加設(shè)備、無軸螺旋輸送機等構(gòu)成。
2 絮凝劑制備-臥螺沉降離心分離技術(shù)
2.1 絮凝劑制備-臥螺沉降離心分離技術(shù)
向含油污泥液體中添加絮凝劑（化學(xué)藥劑），將高分子聚丙烯酰胺按照1：260水的比例配制成溶劑均勻緩慢加入到含油污泥液體中，便會使含油污泥液體中的懸浮微粒失去穩(wěn)定性，形成絮凝體，在離心力和重力的雙重作用下，絮凝體就會脫離水油相沉淀，從而去除含油污泥液體中的大量泥砂和膠質(zhì)體，把原油從含油污泥表面剝離下來。新疆油田公司風(fēng)城油田開發(fā)了一系列新型高效的有機絮凝劑，按照污油泥的組分和性質(zhì)選擇不同的種類絮凝劑，在進入臥螺沉降離心機脫水油時，按照不同的比例添加到污油泥液體中，來提高污油泥脫水油的性能。處理設(shè)備時，選擇處理效率高的臥螺沉降離心機加疊片離心機相結(jié)合的處理方式。
2.2 對含油污泥進行絮凝調(diào)質(zhì)離心處理試驗
試驗結(jié)果表明，采用臥螺沉降離心機處理后的污油泥中含油在0.2%～0.3%，干泥可直接排放，其平均分離效率為89.5%。新疆油田公司風(fēng)城油田對不同種類含油污泥進行了處理技術(shù)研究。研究表明，ALDEC G-75臥式螺旋離心機，當離心速度在1450r/min～1850r/min，處理量在18m3/h～25m3/h，差轉(zhuǎn)速為2r/min～6r/min時，處理在油田開采生產(chǎn)過程和鉆修井過程中產(chǎn)生的落地污油泥效果較佳。
2.3 利用離心分離以及表面活性劑處理罐底和池底污油泥的研究，效果明顯
通過絮凝劑調(diào)質(zhì)加離心分離技術(shù)，將罐底和池底污油泥液體加熱到75℃左右、投加化學(xué)藥劑調(diào)質(zhì)等預(yù)處理，提高油水分離性能，加速固液分離速度。用表面活性劑25mg/L、聚丙烯酰胺2.8mg/L、鋁磷酸鹽36mg/L用作脫水油劑，把含油污油泥及稠油中的水油分脫出來，脫水油率達到91%。應(yīng)用表面活性劑等進行含油污泥液體的調(diào)質(zhì)與離心分離技術(shù)相結(jié)合的工藝，對原油儲罐罐底油泥和蒸發(fā)存放池底油泥進行處理。結(jié)果表明：再加溫到75℃，保溫時間在30ming～40min，含油污泥去除水油率較高，離心機轉(zhuǎn)速在1950r/min～2450r/min，差轉(zhuǎn)速為2r/min～4r/min時，分離后泥中含油率≤0.2%，液相含油量不大于980mg/L，膠質(zhì)體等固體含量≤160mg/L，風(fēng)城油田每年處理污油泥液體量在54000方，減排合格干泥砂12500方，達到了國家直接排放的標準要求。
3 影響臥螺沉降離心機處理效果的因素
影響臥螺沉降離心機脫水油效果的因素較多，污油泥組分的因素尤為重要，且各個因素又互相影響，找到污油泥成分、絮凝劑、加熱溫度、保溫時間、分離設(shè)備等之間的關(guān)系和運行數(shù)據(jù)非常重要。新疆油田公司風(fēng)城油田污水處理車間，通過實驗和不斷探索，得出影響離心機脫水油效果的主要因素有2各方面。
3.1 離心機處理效果轉(zhuǎn)速因素
離心機的轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，對提高泥餅含固率，濾后液體清澈度都有幫助，但對于易沉降的介質(zhì)，例如落地油泥，含水率相對較低的，轉(zhuǎn)速越高越容易引起膠質(zhì)體和泥砂來不及推出，造成堵塞離心機固體出料口和芯管。因此要根據(jù)離心機的處理能力以及絮凝劑的絮凝效果等因素來選擇合適的離心機轉(zhuǎn)速以及進料量等。經(jīng)研究表明，新疆油田公司風(fēng)城油田的污油泥處理，離心機的轉(zhuǎn)速控制應(yīng)控制在1850r/min～2500r/min。
3.2 離心機處理效果差轉(zhuǎn)速因素
離心機差轉(zhuǎn)速的控制直接影響了離心機的生產(chǎn)能力、固體泥砂以及膠質(zhì)體的干度和水油的清澈質(zhì)量，是離心機運行中重要的可調(diào)節(jié)參數(shù)。差轉(zhuǎn)速的大小主要取決于所需固體和膠質(zhì)體排量的大小。差轉(zhuǎn)速太高沉固在干燥區(qū)的停留時間減少，會使沉渣的含水油率增高，但差轉(zhuǎn)速過低又會增大螺旋推料器的推料阻力。因此，新疆油田公司風(fēng)城油田應(yīng)根據(jù)污油泥的組分、性質(zhì)以及離心機的生產(chǎn)能力等參數(shù)來確定差轉(zhuǎn)速控制范圍。風(fēng)城油田離心機的差轉(zhuǎn)速控制在2r/min～8r/min為宜，泥漿單螺桿泵流量為25m3/h～30m3/h。
3.2.1 聚丙烯酰胺的投加和濃度選擇
風(fēng)城油田污油泥處理車間，將聚丙烯酰胺絮凝劑投加位置設(shè)定在離心機的進料口處，與污油泥液體充分混合攪拌后進入離心機的轉(zhuǎn)鼓腔內(nèi)，分離成油水泥砂（膠質(zhì)體）。聚丙烯酰胺配比液加入污油泥液體中的時間和比例也非常的關(guān)鍵，如果在進入轉(zhuǎn)鼓腔之前加入，絮凝成膠質(zhì)絮團，膠質(zhì)絮團進入離心機后，將被再次打碎，使泥油水不易分離，效果變差；另外投加量要有計量和調(diào)控方式。投加量小起不到絮凝作用；而投加量大會造成浪費，也會因加藥量超過一定的量會形成反膠質(zhì)體，使得污油泥液體分離難度加大。選用單螺桿泵和流量計量泵來控制聚丙烯酰胺的投加量，用量一般為4kg/TDS～6kg/TDS。
3.2.2 稠油污油泥組分含量分析
隨機取一定量的風(fēng)城油田污水處理系統(tǒng)中3種常見的污油泥（池底油泥、罐底油泥、落地油泥），用蒸餾法測其含水量，并用石油醚和丙酮的混合溶劑反復(fù)洗滌直至殘余物不含油為止，測定泥砂等其他物質(zhì)含量，實驗結(jié)果如下：
樣品名稱 | 含水率 | 泥（砂）質(zhì)含量 | 含油量 | 樣品外觀 |
% | % | % | ||
落地油泥 | 9.98 | 79.43 | 10.59 | 黃黑色油砂 |
罐底油泥 | 59.66 | 18.36 | 21.98 | 黑色粘稠體 |
池底油泥 | 69.45 | 23.86 | 6.69 | 黑色粘稠體 |
4 結(jié)語
新疆油田公司風(fēng)城油田污油泥處理車間，引進阿法拉伐臥螺沉降離心機來處理含油污泥至今已5年時間，通過試驗和實際的運行，總結(jié)出了處理各種污油泥的較佳控制參數(shù)：離心機轉(zhuǎn)速控制在1850r/min～2500r/min，差轉(zhuǎn)速控制在2r/min～6r/min，聚丙烯酰胺濃度控制在2%～3.5%，泥餅含水率在75%～85%，臥螺沉降離心機的處理能力大、分離效果好，而且自動化程度高，管理難度小。
