塔河油田污油泥處理工藝應(yīng)用現(xiàn)狀
行業(yè)動(dòng)態(tài)
目前，我國(guó)各大油田污油泥年產(chǎn)生量的總和約占國(guó)內(nèi)原油總產(chǎn)量的2%，其中塔河油田污油泥年產(chǎn)生量約為4～6萬(wàn)t。
污油泥的組成成分極其復(fù)雜，主要包括以脂肪烴、芳香烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等為代表的有機(jī)碳?xì)浠衔?，且其中重質(zhì)油含量占較高比重。除此之外，污油泥中還存在著大量的苯、蒽等有毒有害物質(zhì)，對(duì)油田環(huán)境和人員健康具有較大的安全隱患，嚴(yán)重制約著油田的綠色可持續(xù)發(fā)展。
1 污油泥的危害
1.1 環(huán)境污染
污油泥如果無(wú)法得到及時(shí)有效的處理，大量散落及堆放的污油泥將會(huì)在自然環(huán)境下對(duì)油田區(qū)域內(nèi)的地下水資源造成污染，使得地下水中的COD、BOD以及石油類(lèi)含量嚴(yán)重超標(biāo)。于此同時(shí)，污油泥中的原油滲透到地表后，容易發(fā)生土壤板結(jié)現(xiàn)象，從而影響地表植被的正常生長(zhǎng)。由于原油在污油泥中的含量一般高于5%，因此污油泥在長(zhǎng)期堆放的過(guò)程中會(huì)造成原油中輕質(zhì)組分的自然揮發(fā)與擴(kuò)散，從而造成周邊環(huán)境中烴含量超標(biāo)。
1.2 能源浪費(fèi)
由于污油泥中的原油含量一般較高，因此如果不能采取有效的處理手段對(duì)其進(jìn)行回收再利用，將會(huì)造成石油資源的巨大浪費(fèi)。
在污油泥無(wú)害化處理過(guò)程中，可以通過(guò)合理高效的工藝手段，將污油泥中的原油組分提取出來(lái)。這不僅能夠有效地降低污油泥中原油含量，還可以實(shí)現(xiàn)石化能源的回收再利用，從而達(dá)到環(huán)保效益與經(jīng)濟(jì)效益雙贏的目的。
2 污油泥處理工藝概述
針對(duì)污油泥處理領(lǐng)域的研究，國(guó)外同行起步較早，對(duì)污油泥的主要性質(zhì)、組分及特性開(kāi)展了大量的基礎(chǔ)性研究工作，并根據(jù)污油泥理化方面的差異性研發(fā)出了多種用于污油泥無(wú)害化處置的工藝手段及措施。與國(guó)外同行相比，我國(guó)研究人員在油田污油泥無(wú)害化處置及資源化利用方面的研究起步較晚。近年來(lái)，隨著 對(duì)環(huán)保治理要求日趨嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)研究人員在油田污油泥處理領(lǐng)域的研究取得了一系列新突破，部分工藝水平 國(guó)外。
目前，我國(guó)各大主要油田對(duì)污油泥的處理工藝大致可分為三種類(lèi)型，即物理法、化學(xué)法與生物法。物理法和化學(xué)法是指采用物理或化學(xué)手段，使污油泥能夠得到有效處理及分離凈化的工藝過(guò)程，其主要方法有熱水洗處理、熱解吸處理、調(diào)質(zhì)-機(jī)械分離處理、溶劑萃取、超聲波處理和回灌調(diào)剖處理等。生物處理法是指采用微生物代謝活動(dòng)的手段，將污油泥中的原油組分進(jìn)行脫離或降解，根據(jù)其處理方式不同，主要包括直接處理法、生物修復(fù)法。相對(duì)于其他無(wú)害化處理工藝，生物處理法具有過(guò)程操作簡(jiǎn)單、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)；相較于傳統(tǒng)處理方法存在處理周期偏長(zhǎng)、無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源化利用等缺點(diǎn)；但就未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)而言該技術(shù)具有更為廣泛的應(yīng)用前景。
3 塔河油田污油泥治理現(xiàn)狀
3.1 污油泥來(lái)源
塔河油田現(xiàn)有污油泥大致可分為兩類(lèi)，即高含液率污油泥、低含液率污油泥。其中，高含液率污油泥主要來(lái)源于清管作業(yè)、清罐底泥、混油鉆屑等；低含液率污油泥主要來(lái)源于機(jī)械刺漏、輸油管線(xiàn)刺漏及前期暫存污油泥等。
3.2 處理工藝及存在的問(wèn)題
目前，塔河油田針對(duì)污油泥無(wú)害化處理主要采用高溫?zé)峤馕蜔崴垂に嚰夹g(shù)。其中，高溫?zé)峤馕夹g(shù)主要用于處理低含液率污油泥，熱水洗技術(shù)主要用于處理高含液率污油泥。
3.2.1 高溫?zé)峤馕夹g(shù)
高溫?zé)峤馕夹g(shù)是指在無(wú)氧環(huán)境下，采取間接加熱的方式對(duì)污油泥進(jìn)行無(wú)害化處置，使其在高溫條件下能夠充分裂解，熱解過(guò)程產(chǎn)生的氣體經(jīng)冷凝系統(tǒng)處理后可實(shí)現(xiàn)原油回收。在高溫環(huán)境下，污油泥中的有機(jī)烴類(lèi)物質(zhì)會(huì)發(fā)生裂解-縮合反應(yīng)，并產(chǎn)生氣、液、固三相。其中，熱解后的固相產(chǎn)物主要包含泥土、殘?zhí)康任镔|(zhì)，液相產(chǎn)物主要包含水、油等，氣象產(chǎn)物則主要由氮?dú)庖约拔塾湍酂峤膺^(guò)程中產(chǎn)生的甲烷、氫氣和二氧化碳等氣體組成。塔河油田根據(jù)低含液率污油泥（指含液率≤20%的污油泥）的特性，主要采用熱解吸的工藝對(duì)其進(jìn)行處理，2018年約處理受浸泥土13.1萬(wàn)t，回收原油1120.8m3，取得了良好的環(huán)保與經(jīng)濟(jì)效益。
研究分析可知，污油泥在熱解吸無(wú)害化處理過(guò)程中主要經(jīng)過(guò)以下階段：50℃～180℃為污油泥中水分蒸發(fā)、物料干化階段；180℃～370℃為污油泥的輕質(zhì)油組分揮發(fā)階段；370℃～600℃為污油泥中的重質(zhì)油、瀝青質(zhì)等裂解階段；而當(dāng)溫度高于600℃時(shí)為污油泥中的各種礦物質(zhì)分解階段。熱解吸處理工藝具有處理能力大、原油回收率高等優(yōu)勢(shì)，且熱解吸裝置以天然氣為主要熱源，因此在處理過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生煙氣污染等環(huán)境問(wèn)題。
高溫?zé)峤馕夹g(shù)運(yùn)行流程為：
（1）低含液率污油泥經(jīng)破碎篩分后通過(guò)上料撬輸送至料斗內(nèi)，然后經(jīng)主螺旋進(jìn)入熱脫附單元；
（2）在熱脫附單元，通過(guò)熱傳導(dǎo)的方式對(duì)污油泥物料進(jìn)行間接加熱，加熱時(shí)間及加熱溫度根據(jù)物料含水率、含油率進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)；
（3）經(jīng)熱脫附單元間接加熱后，污油泥中的原油、水發(fā)生汽化，混合氣體在負(fù)壓抽吸下進(jìn)入噴淋冷凝系統(tǒng)。
（4）混合氣體經(jīng)噴淋冷凝系統(tǒng)被冷卻為液態(tài)，進(jìn)入油水分離單元進(jìn)行分離，不能被冷凝成液態(tài)的不凝氣進(jìn)入熱脫附單元中作為輔助燃料燃燒。
3.2.2 熱水洗技術(shù)
熱水洗處理法是指將污油泥、水以及熱洗化學(xué)藥劑混合加熱，通過(guò)反復(fù)加熱洗滌的方式，將污油泥中的有機(jī)物質(zhì)從土壤中脫離出來(lái)，經(jīng)過(guò)油水分離的工序，從而實(shí)現(xiàn)原油資源的回收再利用。塔河油田根據(jù)高含液率污油泥（指含液率≥水洗處的污油泥）的特性，主要采用化學(xué)熱洗的工藝進(jìn)行處理，并取得了良好的治理效果。
熱水洗技術(shù)運(yùn)行流程為：
（1）污油泥通過(guò)油泥輸送泵或刮板輸送機(jī)直接進(jìn)入油泥分離機(jī)中，在80℃～90℃下分別加入混凝劑、絮凝劑，并通過(guò)熱水循環(huán)泵在油水分離箱與油泥分離機(jī)間構(gòu)成液體循環(huán)系統(tǒng)，在不斷循環(huán)的過(guò)程中將雜物、污油水、污泥水和砂石分離出來(lái)。
（2）分離出的污油水進(jìn)入油水分離箱，其中污水通過(guò)熱水循環(huán)泵返回至油泥分離機(jī)循環(huán)利用，污油經(jīng)管線(xiàn)自流至隔油池進(jìn)行兩級(jí)沉降。
（3）分離出的污泥水進(jìn)入泥水沉降池中，并通過(guò)固液分離裝置分離出泥餅和濾液水，其中泥餅經(jīng)檢測(cè)合格（含油率≤2%）后暫存于泥餅池，濾液水除一部分供油泥分離機(jī)補(bǔ)充用水外，多余污水進(jìn)入廢液處理站進(jìn)行處理。
在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，熱解吸工藝具有處理效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)，但由于工藝自身局限性，不能直接對(duì)高含液率污油泥進(jìn)行無(wú)害化處理；熱水洗處理技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、成本較低且設(shè)備易操作等優(yōu)勢(shì)，但由于污油泥來(lái)源較廣、成分復(fù)雜，因此單一采用該處理工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，且由于處理設(shè)備設(shè)計(jì)工況的原因，存在處理效率低、能耗高等缺陷。
4 結(jié)論
（1）目前，污油泥處理技術(shù)繁多，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中都存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。熱解吸處理工藝在大規(guī)模處理污油泥方面具有一定的優(yōu)勢(shì)，但由于工藝本身對(duì)污油泥的理化特性要求較高，無(wú)法對(duì)各類(lèi)油泥進(jìn)行處理，因此制約了其應(yīng)用范圍。綜上所述，在處理油泥過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)污油泥的特性，采用不同的處理工藝，同時(shí)僅靠單一的工藝和技術(shù)很難滿(mǎn)足日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求，因此多種工藝、方法的聯(lián)合利用是未來(lái)污油泥無(wú)害化處理的發(fā)展方向。
（2）塔河油田依托現(xiàn)有污油泥處理工藝，無(wú)法滿(mǎn)足高含液率污油泥大規(guī)模處置的需求，亟待通過(guò)引入新處理工藝彌補(bǔ)熱解吸工藝在前端預(yù)處理方面的不足。同時(shí)，該處理工藝必須具備流程簡(jiǎn)單、處理周期短、效率高等特點(diǎn)，才能夠符合高含液率污油泥大規(guī)模減量化的要求。通過(guò)多種工藝比較分析可知，塔河油田后期在處理污油泥方面應(yīng)采用調(diào)質(zhì)-分離+連續(xù)熱解吸相結(jié)合的方式，從而實(shí)現(xiàn)高（低）含液率污油泥的大規(guī)模無(wú)害化處置。
熱門(mén)產(chǎn)品
