河南油田油泥的綜合利用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
油泥是在石油開(kāi)采、運(yùn)輸、煉制及含油污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的含油固體廢物。我國(guó)各大油田每年都有大量的油泥產(chǎn)生。河南油田每年產(chǎn)生約1.8萬(wàn)t油泥。油泥中含有原油、泥沙、水和少量的去油劑等，成分復(fù)雜，油、泥結(jié)合緊密難以分離處理， 環(huán)保部將其列為危險(xiǎn)廢物（廢物類別HW08）。油泥若不加以處理，不僅污染環(huán)境，而且造成資源的浪費(fèi)。各大油田也都一直在積極探索油泥的處理、處置技術(shù)。
1 河南油田油泥來(lái)源、成分及危害
1.1 來(lái)源
油泥按來(lái)源可分為3種類型。
1.1.1 落地油泥
在油田開(kāi)發(fā)特別是油井采油生產(chǎn)和井下作業(yè)施工工程中，部分原油放噴或被油管抽油桿、泵及其他井下作業(yè)工具攜帶至井場(chǎng)，這些原油滲入地面土壤，形成油泥，稱為落地油泥。
1.1.2 油田集輸過(guò)程產(chǎn)生的油泥
河南油田污泥主要來(lái)源：轉(zhuǎn)接站、聯(lián)合站的油罐、沉降罐、污水罐、隔油池底泥；煉廠含油水處理設(shè)施；輕烴加工廠、天然氣凈化裝置清除出來(lái)的油砂、油泥；鉆井作業(yè)、管線穿孔而產(chǎn)生的落地原油及含油污泥。油品儲(chǔ)罐在貯存油品時(shí)，油品中的少量機(jī)械雜質(zhì)、沙粒、泥土、重金屬鹽類以及石蠟和瀝青等重油性組分沉積在油罐底部，形成罐底油泥。
1.1.3 石油煉制過(guò)程中產(chǎn)生的隔油池底泥、溶氣浮選浮渣等
石油煉制中產(chǎn)生的油泥主要包括隔油池底泥、溶氣浮選浮渣和剩余活性污泥等，俗稱“三泥”。其中浮選浮渣量較大，占油泥總量的80%。
1.2 油泥成分
油泥組成大致分為水、乳化油或吸附油、固體異物、無(wú)機(jī)鹽等。油泥在水中一般呈穩(wěn)定的懸浮乳化液體系，其水合和帶電性形成了穩(wěn)定的分散狀態(tài)，很難實(shí)現(xiàn)多相分離，從而增加了處理技術(shù)的難度和成本，又由于承載油類的基質(zhì)的多種可能性，統(tǒng)稱的含油污泥成分極其復(fù)雜，性質(zhì)也各不相同。
部分含油污泥主要成分的檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表：
取樣 | 含水率/% | 含油量/% | 有機(jī)物/% | 含砂量/% | 酸不溶物/% | 膠質(zhì)瀝青質(zhì)/% | 其它/% |
干樣 | 25 | 10.2 | 37.3 | 10.2 | 1.4 | 15.1 | 0.8 |
濕樣 | 71.9 | 2.3 | 16.6 | 4.1 | 0.3 | 4.7 | 0.1 |
沉降罐底部樣 | 96 | 0.5 | 2.1 | 0.4 | 0.1 | 0.8 | 0.1 |
1.3 油泥的危害
油泥中含有苯系物、酚類、蒽、芘等物質(zhì)，并伴有毒性，有的還易燃易爆。油泥（含水率高）體積龐大，若不加以處理直接排放，不但占用大量土地，還會(huì)對(duì)土壤、水體和植被造成較大污染。油泥中的石油類物質(zhì)進(jìn)入土壤后，會(huì)影響土壤的通透性；石油烴可以使水生植物體內(nèi)的葉綠素及其脂溶性色素在植物體內(nèi)或細(xì)胞外溶解析出，使之無(wú)法進(jìn)行光合作用而死亡，破壞水體生態(tài)系統(tǒng)平衡；石油類物質(zhì)對(duì)人體的影響也是不容忽視的，石油中芳香烴類物質(zhì)對(duì)人體的毒性較大，尤其是雙環(huán)和三環(huán)為代表的多環(huán)芳烴毒性較大。因此，無(wú)論是從環(huán)境保護(hù)還是從能源回收角度考慮，對(duì)含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處理都具有重要的意義。
2 油田油泥現(xiàn)有處理方式
2.1 目前國(guó)內(nèi)常用的油泥處理方法
油泥處理的目的是實(shí)現(xiàn)污染物的減量化、資源化、無(wú)害化。含油污泥常用的處理方法有溶劑萃取法、焚燒法、生物法、焦化法、調(diào)剖法、含油污泥綜合利用等。
2.2 河南油田目前采用的處理方式
河南油田油泥處置主要由企業(yè)自身主導(dǎo)進(jìn)行油泥的無(wú)害化處置和利用。處理方式主要有兩種：調(diào)剖和固化焚燒。其中，調(diào)剖法處理約5000t/a，固化焚燒法處理量約13000t/a。
2.2.1 調(diào)剖法
利用油泥來(lái)源于地層，與地層配伍性好的特點(diǎn)，將含油污泥經(jīng)懸浮、乳化處理后用作深度調(diào)剖劑的成分之一，回注到地層中。通過(guò)優(yōu)化施工工藝，可使含油污泥只封堵住高滲透地帶，而不污染中、低滲透層。該方法不僅解決了含油污泥污染環(huán)境的問(wèn)題，還大大降低了深度調(diào)剖劑的費(fèi)用，故在各大油田均得到了應(yīng)用。
截止2007年底，河南油田應(yīng)用含油污泥調(diào)剖劑堵劑系列化堵劑復(fù)配技術(shù)進(jìn)行了12個(gè)區(qū)塊54井次含油污泥調(diào)剖施工，累計(jì)注入含油污泥調(diào)剖劑138000m3，年累計(jì)增油14700t，年累計(jì)降水341000m3。
2.2.2 固化焚燒法
該方法主要是利用污泥中石油類物質(zhì)可燃性，對(duì)油泥采取脫水、固化并添加助燃劑的辦法，在不改變目前燃煤鍋爐的工況條件下對(duì)固化后油泥進(jìn)行燃燒利用。在回收含油污泥中熱量的同時(shí)，利用燃煤鍋爐的煙氣處理系統(tǒng)，確保排放廢氣達(dá)標(biāo)；廢渣按燃煤廢渣的處理方式處理，用做建筑材料原料。
河南油田從2007年開(kāi)始對(duì)油泥固化焚燒試驗(yàn)性研究，2008年后在試驗(yàn)成熟基礎(chǔ)上在油田各社區(qū)鍋爐房進(jìn)行了大面積推廣。
根據(jù)對(duì)比監(jiān)測(cè)結(jié)果，摻加油泥與單純?nèi)济喝紵a(chǎn)生的鍋爐廢氣相比較，廢氣中二氧化硫、氮氧化物的濃度都有大幅下降，煙塵濃度有所上升，但均能滿足GB13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中二類區(qū)Ⅱ時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)要求。燃燒后廢渣的固體廢物鑒別監(jiān)測(cè)所測(cè)因子均未超過(guò) 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即廢渣為一般固廢。
2.2.3 現(xiàn)有處置方式的優(yōu)缺點(diǎn)
調(diào)剖法和固化焚燒這2種處理方式的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了對(duì)油泥的綜合利用，同時(shí)避免了對(duì)環(huán)境造成二次污染；但2種處理方式的共同缺點(diǎn)都是不能有效提取回收油泥中的原油，一定程度上造成了能源的浪費(fèi)。
3 南陽(yáng)市企業(yè)對(duì)油泥綜合利用的研究進(jìn)展
鑒于河南油田目前油泥處置的現(xiàn)狀及油泥綜合利用的廣闊前，近年來(lái)，河南油田所在地南陽(yáng)市部分高校和企業(yè)的科研人員對(duì)利用油泥回收原油進(jìn)行了大量的探索與研究。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將物理化學(xué)分離和溶劑萃取兩種處理方法應(yīng)用到實(shí)際，分別建設(shè)了兩個(gè)專門針對(duì)油田油泥的利用項(xiàng)目，目前兩個(gè)項(xiàng)目均已建設(shè)完畢。
3.1 物理化學(xué)分離法
所用試驗(yàn)油泥成分見(jiàn)下表：
含水率/% | 含油量/% | 砂土量/% | 酸性不溶物/% | 其它/% |
30～40 | 10～40 | 28～35 | 1.8～2.5 | 0.5～1.0 |
工藝流程概述：首先將地下初儲(chǔ)池中的油泥加水稀釋，經(jīng)污泥泵注入攪拌罐，邊加熱邊攪拌，溫度控制在80℃，拌勻0.5h后直接進(jìn)入反應(yīng)分離槽，接著添加水（原料油泥：水=6：4）、分離劑，加熱至50℃，并進(jìn)行氣浮攪拌，停留40min，然后在反應(yīng)分離槽中進(jìn)行油泥分離。原油從分離槽上部溢出，經(jīng)進(jìn)一步除水后進(jìn)入粗油儲(chǔ)罐，下部的泥沙經(jīng)渣漿泵送入板框壓濾機(jī)過(guò)濾，然后加水沖洗濾餅，洗水及過(guò)濾水則用泵打回反應(yīng)分離槽循環(huán)使用，濾餅排入泥渣池外售制磚。
該項(xiàng)目的關(guān)鍵在于找到了分離的較佳工藝方法及藥劑的種類和添加量，達(dá)到了油、水、泥分離。該項(xiàng)目于2009年3～6月進(jìn)行了試生產(chǎn)，8月進(jìn)行了環(huán)保設(shè)施竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，正常生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)的廢水循環(huán)利用，無(wú)廢水排放；鍋爐外排廢氣、廠界噪聲均符合 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；廢渣經(jīng)監(jiān)測(cè)鑒別為一般固廢。
3.2 溶劑萃取法
工藝流程概述：將原料油泥自然晾曬風(fēng)干，使其含水率達(dá)到10%以下。預(yù)處理后的油泥經(jīng)絞龍輸送至攪拌罐，同時(shí)泵入溶劑油進(jìn)行萃取，兩者體積比為1：3，攪拌約20min，然后沉淀靜置約30min，分層后，油相上清液泵入粗油罐，下層油泥殘?jiān)性偌尤肴軇┯瓦M(jìn)行相同的操作，連續(xù)3次萃取洗滌。分離的上清液經(jīng)過(guò)濾器后進(jìn)行4級(jí)蒸餾，回收原油。4級(jí)蒸餾每級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)冷凝器對(duì)蒸餾出的油氣進(jìn)行冷凝回收溶劑油。經(jīng)3次萃取洗滌后的油泥殘?jiān)瓦^(guò)濾器過(guò)濾的殘?jiān)M(jìn)入烘干器烘干。蒸餾和烘干后的冷凝余氣進(jìn)入導(dǎo)熱油爐燃燒。各級(jí)冷凝回收后的油水進(jìn)入油水分離器進(jìn)行分離，分離出的溶劑油循環(huán)使用，含油廢水進(jìn)入隔油池并進(jìn)行下一步處理。
4 意見(jiàn)與建議
（1）河南油田目前采用的調(diào)剖和固化焚燒兩種油泥處理方法均屬于企業(yè)內(nèi)部資源綜合利用，實(shí)現(xiàn)油泥的減量化、無(wú)害化，但兩種處理方式的共同缺點(diǎn)都是不能提取回收油泥中的原油，一定程度上造成了資源的浪費(fèi)。
（2）物理化學(xué)分離法和溶劑萃取法從油泥中回收原油從技術(shù)上來(lái)講，是可行的；上述技術(shù)若用于處理河南油田油泥，則屬經(jīng)營(yíng)性行為，需要有危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)資質(zhì)。同時(shí)，鑒于化工行業(yè)的危險(xiǎn)性，這兩家企業(yè)均須加強(qiáng)安全和環(huán)保管理。
