CN104671625A - 油泥砂资源化处理系统及油泥砂热化学分相处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油泥砂资源化处理系统及油泥砂热化学分相处理装置。其中，油泥砂热化学分相处理装置包括壳体和螺旋推送搅拌装置；所述壳体内充有油泥砂清洗液；所述螺旋推送搅拌装置设置于所述壳体内；所述壳体的第一端设置有物料进口；在所述壳体的第二端，按照从高到低的顺序分别设置有油水出口、泥水出口和砂水出口。本发明提高了油泥砂的处理效率，并降低了残油率，更好地满足环境保护的要求。

Description

油泥砂资源化处理系统及油泥砂热化学分相处理装置

技术领域

本发明涉及油泥砂处理的技术领域，具体而言，涉及一种油泥砂资源化处理系统及油泥砂热化学分相处理装置。

背景技术

油泥砂是原油开采炼制环节中产生的重要污染物之一，其组份非常复杂，包含水包油、油包水及悬浮固体杂质等，是一种性质极其稳定的体系，并含有大量老化原油、沥青质、蜡质、胶体、固体悬浮物、盐类、腐蚀产物、细菌等，同时包含生产过程中投加的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂等水处理剂，不但污染了大片土地，更严重的是，随着时间的推移，其逐步向地层深度渗透,导致对地下及地表水资源的污染,对土壤自身的微生物和土壤植物生态系统产生危害，直接对人类和自然环境造成威胁。

近年，来随着全球环保意识的提高，很多产油国开始意识到油泥砂对人类生存环境的高危害性，其处理已经成为摆在各国环保部门面前不得不解决的一个难题。

目前，油泥砂多采用离心分离技术进行处理，即，通过离心机实现固、液两相或固、水、油的三相分离，工艺简单，但存在的问题是，处理规模小，处理效率低，残油率难以满足环保要求，并且，普通热水也很难清洗高蜡、高沥青质的油泥砂。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种油泥砂资源化处理系统及油泥砂热化学分相处理装置，旨在提高油泥砂的处理效率，并降低残油率。

第一方面，本发明公开了一种油泥砂热化学分相处理装置，包括：壳体和螺旋推送搅拌装置；所述壳体内充有油泥砂清洗液；所述螺旋推送搅拌装置设置于所述壳体内；所述壳体的第一端设置有物料进口；在所述壳体的第二端，按照从高到低的顺序分别设置有油水出口、泥水出口和砂水出口。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述壳体被分隔为第一腔体和静置腔体；所述第一腔体内设置有机械清洗装置；所述第一腔体与所述螺旋推送搅拌装置相连通。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述第一腔体和所述静置腔体之间还连通有第二腔体；所述第二腔体内设置有气浮浮油装置；所述第二腔体也与所述螺旋推送搅拌装置相连通。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述第一腔体和所述第二腔体之间还连通有第三腔体；所述第三腔体内设置有超声波发生器；所述第三腔体也与所述螺旋推送搅拌装置相连通。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述螺旋推送搅拌装置为螺杆机构。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述机械清洗装置为水流搅拌器。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述气浮浮油装置为气泡发生器。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述砂水出口还连接有砂水分离器。

进一步地，上述油泥砂热化学分相处理装置中，所述螺杆机构还设置有导热油加温套，所述螺杆机构为单螺杆或双螺杆。

本发明油泥砂热化学分相处理装置的工作原理是，油泥砂物料从壳体的进口进入，在螺旋推送搅拌装置的作用下，向前推进并搅拌，由于壳体内充有油泥砂清洗液(比如热水)，因此可以很好的对油泥砂进行清洗，之后，从油水出口，泥水出口和砂水出口分离出相应的产物进行后续处理。

具体来说，本发明具有如下优势：

第一、大大减少现有技术处理油泥砂所需的漫长的粗砂预分离操作时间

现有技术中，通常采用离心机分离油泥砂，但是，离心机对油泥砂的粒径有要求，例如，大于5mm的物料不能送入离心机中，故，需要首先进行分粗砂处理，将超过离心机处理能力的大粒径物料分离出去。这个工序非常耗费时间，造成后续离心机给料不能连续，而是间歇式的，严重降低了生产效率。

而本发明对进入壳体中的物料的粒径要求不高，油泥砂进入壳体充满清洗液的腔体内，螺旋推送搅拌装置运转，一方面，将油泥砂沿轴向向前推进，另一方面，螺旋推送搅拌装置的径向旋转也起了搅拌作用，油泥砂被搅拌，与水混合，由于油、泥和砂石等砂水的比重不同，被分成油水层、泥水层和砂水层。螺旋推送搅拌装置的运转与油泥砂物料中的粒径无关，因此，无需事先进行粗砂预分离操作。这样，就能够实现油泥砂处理的连续运转，进而提高生产效率。

第二、处理能力弹性可调，既能处理少量油泥砂，也可以处理大规模油泥砂

本发明可以使油泥砂沿轴向向前推进，以及轴向运动复合径向旋转运动所起的搅拌作用，除此，螺杆机构还有第三个作用：

由于螺杆机构的转速可调，因此，该油泥砂分相处理装置的处理规模的弹性非常大，具体地说，可根据不同油泥砂特性及处理效果的要求，随时对螺杆机构的转速予以调节，以满足多种处理要求。主要体现在可以处理高蜡、高沥青质、高粘度的干料和稀料油泥砂。采用本装置，处理油泥砂的效率，能够实现从0～50吨/小时连续可调，而现有技术中，每小时只能处理到不超过5吨的油泥砂量，显然，处理效率非常高，处理弹性非常大。

第三、砂石经过清洗后，直接推送出去，大大降低离心机的工作负担

由于本发明采用螺旋推送搅拌装置将砂石推送出去，而砂石在油泥砂中的质量百分比含量一般在60％～70％，这些砂石没有必要像现有技术中采用离心机进行分离一样而进入离心机，进入离心机处理只是油水层和泥水层，因此，大大降低了离心机的工作负担，提高了生产效率，降低离心机的磨损，实现了更好的经济效益。

另一方面，本发明还公开了一种油泥砂资源化处理系统，包括预处理装置、如上所述的油泥砂热化学分相处理装置，以及精分装置；所述预处理装置用于对油泥砂进行浆化处理；所述油泥砂热化学分相处理装置与所述预处理装置相连通；所述精分装置与所述油泥砂热化学分相处理装置的油水出口、所述泥水出口和所述砂水出口相连接，用于对油水、泥水和砂水进行精分处理。

由于油泥砂资源化处理系统也包括有上述的油泥砂热化学分相处理装置，因此，其也具有上述油泥砂热化学分相处理装置的优点。由于上面已经对油泥砂热化学分相处理装置的结构和优势做了说明，故，在此不再赘述。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明油泥砂热化学分相处理装置优选实施例的结构示意图；

图2为本发明油泥砂热化学分相处理装置实施例中，分散静取的原理图；

图3为本发明油泥砂资源化处理系统实施例的结构框图。

附图标记说明：

1  物料进口

2  第一腔体

3  第二腔体

4  第三腔体

5  静置腔体

6  泥水出口

7  油水出口

8  砂水分离器

9  壳体

10  螺杆机构

11  砂水出口

12  出砂口

13  工作水位

14  水流搅拌器

15  超声波发生器

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

下面结合图1至图2，对本发明油泥砂热化学分相处理装置的优选实施例进行说明。

参照图1，本实施例油泥砂热化学分相处理装置包括壳体9和作为螺旋推送搅拌装置的螺杆机构10；壳体9内充有油泥砂清洗液。螺杆机构10设置于壳体9内；壳体9的第一端设置有物料进口1；在壳体9的第二端，按照从高到低的顺序分别设置有油水出口7、泥水出口6和砂水出口11。出于经济的原因，本实施例中的油泥砂清洗液优选热水，工作水位13如图所示。螺杆机构10设置于壳体9的第一端和第二端之间，优选向上倾斜设置。

本实施例油泥砂热化学分相处理装置的工作原理是，油泥砂物料从壳体的进口进入，在螺旋推送搅拌装置的作用下，向前推进并搅拌，由于壳体内充有油泥砂清洗液(比如热水)，因此可以很好的对油泥砂进行清洗，之后，从油水出口，泥水出口和砂水出口分离出相应的产物进行后续处理。

进一步地，本实施例中，壳体9被分隔为第一腔体2、第三腔体4、第二腔体3和静置腔体5。第一腔体2、第三腔体4、第二腔体3和静置腔体5顺序连通。第一腔体2内设置有作为机械清洗装置的水流搅拌器14，第三腔体4内设置有超声波发生器15；第二腔体3内设置有作为气浮浮油装置的气泡发生器；第一腔体2、第三腔体4和第二腔体3分别与螺杆机构10相连通。

优选地，油泥砂在进入油泥砂热化学分相处理装置前，可以进行浆化处理，形成浆化油泥砂。具体来说，可以通过如下方式：

将油泥砂加入70℃至90℃的热水，使热水与干的油泥砂充分接触、混合，实现油泥砂的浆化。优选地，在进行浆化的过程中，除了热水，还可以加入化学试剂，例如表面活性剂，表面活性剂的质量百分比含量不超过0.5％，以更快更好地实现浆化。

即，

并且，由于某些油泥砂属于多年暴露于高温、强光条件下所形成的老化油泥砂，在浆化过程中，其油中轻组分析出，胶质沥青质含量高，并将泥砂包裹在内凝结成半固体形态，为此，还可以用机械外力把包裹于泥砂外的半固态胶质沥青质进行破壳处理。

浆化处理之后，浆化油泥砂进入本实施例油泥砂热化学分相处理装置中。

浆化油泥砂经物料进口1进入第一腔体2，通过作为机械清洗装置的水流搅拌器14的作用对油泥砂进行清洗，同时采用高速的新鲜水流稀释搅拌，使油泥砂形成混沌的湍流状态(但注意，不要过度乳化)。

接着，随着螺杆机构10的旋转推进，第一腔体2内的油泥砂推送到第三腔体4中，通过其中超声波发生器15所发出的超声波的振动，使附着在砂石，胶质沥青质和泥表面的油分离开来。

在本实施例中，超声波发生器15的频率范围可选为在20—30khz的频率范围内，优选28khz。这样选择的用意在于，若工作频率小于20Khz，起不到机械分离的目的，若大于30Khz，机械振动太强烈，油泥砂会乳化，不利于后续的精分。

当螺杆机构10将油泥砂旋转推进至第二腔体3后，油泥砂中的油附着在气泡发生器产生的气泡上，在气泡浮力的带动下，油泥砂中的油加速上升，进一步实现油相的分离。

在上述第一腔体2、第三腔体4和第二腔体3中，螺杆机构10除了轴向推进油泥砂向前运动外，轴向运动复合径向的旋转运动的效果是，对油泥砂还进一步地起到了搅拌作用，这样，更加有利于油泥砂中油、泥和砂的各相分离。

当油泥砂经过机械清洗、超声波振动、气浮浮油处理的油泥砂进入静置腔体5后，逐渐形成了位于静置腔体5上层的油水层、位于静置腔体5中层的泥水层，以及，位于静置腔体5下层的砂水层。

油水层、泥水层和砂水层自上而下依次分散排布，相对应地，在静置腔体5侧面，自上而下设置有油水出口7，泥水出口6和砂水出口11，通过这些出口，可以随时很方便地把油水、泥水或砂水离出去，即“分散静取”。工作原理可以参照图2。从这个角度来讲，由于静置腔体5的存在，提高了油泥砂中各相的分离效率，并且，减轻后续精分工艺的负担。

此外，在本实施例中，砂水出口11还连接有砂水分离器8,砂水分离器8可以为螺旋或斗式提升机，通过螺旋或斗式提升机把底部清洗过的砂从水里分离出来，以更好地实现砂水分离。砂水分离器8的出口端，设置有出砂口12。砂水分离器8倾斜设置，如图1所示。

螺杆机构10还设置有导热油加温套，导热油直接作用油泥砂底部，可以提高油泥砂分离温度，高效节能。

螺杆机构10可以为单螺杆，也可以为双螺杆，本发明对此不做限定。

并且，需要着重强调的是，本实施例还具有如下优势：

第一、大大减少现有技术处理油泥砂所需的漫长的粗砂预分离操作时间

现有技术中，采用离心机分离油泥砂，但是，离心机对油泥砂的粒径有要求，大于5mm的物料不能送入离心机中，故，需要首先进行分粗砂处理，将超过离心机处理能力的大粒径物料分离出去。这个工序非常耗费时间，造成后续离心机给料不能连续，而是间歇式的，严重降低了生产效率。

而本实施例对进入壳体中的物料的粒径要求不高，油泥砂进入壳体充满清洗液的腔体内，螺旋推送搅拌装置运转，一方面，将油泥砂沿轴向向前推进，另一方面，螺旋推送搅拌装置的径向旋转也起了搅拌作用，油泥砂被搅拌，与水混合，由于油、泥和砂石等砂水的比重不同，被分成油水层、泥水层和砂水层。螺旋推送搅拌装置的运转与油泥砂物料中的粒径无关，因此，无需事先进行粗砂预分离操作操作。这样，就能够实现油泥砂处理的连续运转，进而提高生产效率。对于油泥砂的现场处理而言，连续作业，无疑是提高生产效率的一个关键。

第二、处理能力弹性可调，既能处理少量油泥砂，也可以处理大规模油泥砂。

如上所述，本装置可以使油泥砂沿轴向向前推进，以及轴向运动复合径向旋转运动所起的搅拌作用，除此，螺杆机构还有第三个作用：

由于螺杆机构的转速可调，因此，该油泥砂分相处理装置的处理规模的弹性非常大，具体地说，可根据不同油泥砂特性及处理效果的要求，随时对螺杆机构的转速予以调节，以满足多种处理要求。主要体现在可以处理高蜡、高沥青质、高粘度的干料和稀料油泥砂。采用本装置，处理油泥砂的效率，能够实现从0～50吨/小时连续可调，而现有技术中，每小时只能处理到不超过5吨油泥砂量，显然，处理效率非常高，处理弹性非常大。

第三、砂石经过清洗后，直接推送出去，大大降低离心机的工作负担

由于本实施例采用螺旋推送搅拌装置将砂石推送出去，而砂石在油泥砂中的质量百分比含量一般在60％～70％，这些砂石没有必要像现有技术中采用离心机进行分离一样而进入离心机，进入离心机处理只是油水层和泥水层，因此，大大降低了离心机的工作负担，提高了生产效率，降低离心机的磨损，实现了更好的经济效益。例如，现有技术中，油泥砂处理的效率最高只有5吨/小时，左右，而本实施例可以达到50吨/小时，显然，处理效率大大提高，具有非常好的商业价值。

第四、处理效果好

处理厚的油泥砂可以满足残油率<2％，回收的油品中水含量和固体杂质含量均<1％。

需要说明的是，上述是本发明的一个优选实施例。显然，对于本发明油泥砂热化学分相处理装置而言，在壳体中充有油泥砂清洗液，螺旋推送搅拌装置的推送搅拌，实现油泥砂的油水、泥水和砂水的分层即可实现本发明的目的——提高提高油泥砂的处理效率，并降低残油率。

至于第一腔体2、第三腔体4和第二腔体3中设置的机械清洗装置、超声波清洗装置和气浮浮油装置，都是为了进一步提到油泥砂的清洗效果，降低残油率的，并非一定需要设置，为优选的技术方案。

也就是说，在具体实现本发明时，壳体中可以只设置有螺旋推送搅拌装置，也可以在设置有螺旋推送搅拌装置的前提下，选择性的设置一个或几个腔体，用于实现机械清洗、超声波清洗或气浮浮油中的一个或几个操作。

机械清洗装置可以为本实施例中的水流搅拌器，也可以为热泵，当然也可以为其他能够实现机械清洗的结构，气浮浮油装置可以选用气泡发生器，也可以选用其他的机构，本发明对此不作限定。

另一方面，本发明还公开了一种油泥砂资源化处理系统。

参照图3，本油泥砂资源化处理系统实施例包括预处理装置、如上所述的油泥砂热化学分相处理装置，以及精分装置。

预处理装置用于对油泥砂进行浆化处理；油泥砂热化学分相处理装置与预处理装置相连通；精分装置与油泥砂热化学分相处理装置的油水出口、泥水出口和砂水出口相连接，用于对油水、泥水和砂水进行精分处理。

具体来说，预处理装置用于将油泥砂按加入热水，使热水与干的油泥砂充分接触、混合，实现油泥砂的浆化。热水的温度一般为70℃至90℃。更加优选地，在进行浆化的过程中，除了热水，还可以加入化学试剂，例如表面活性剂，表面活性剂的质量百分比含量不超过0.5％，以更快更好地实现浆化。

并且，由于某些油泥砂属于多年暴露于高温、强光条件下所形成的老化油泥砂，在浆化过程中，其油中轻组分析出，胶质沥青质含量高，并将泥砂包裹在内凝结成半固体形态，为此，还需要用机械外力(例如，机械敲击)把包裹于泥砂外的半固态胶质沥青质进行破壳处理。

在浆化过程中，实现油泥砂、水、化学试剂充分混合是一方面，另一方面，还要尽可能地避免水和油的乳化，这样做的原因是，防止增加后续油水分离的难度和时间。其中，防止乳化在措施是，用机械外力直接作用于油泥砂表面而非通过介质作用油泥砂表面。

油泥砂经过预处理后，进入油泥砂热化学分相处理装置中，通过机械水流洗涤、超声振动的分离处理，然后采用气浮、螺旋推送搅拌的方式，分离出位于上部的油水层、位于中部的泥水层和位于下部的砂水层，该砂水层包含砂石、胶质沥青质和水。油水层经过油层厚度、含水量检测后等待精分部的分油部进行精分处理；泥水层经过浓度检测送到精分部的分泥部进行精分处理；底层包括砂石和胶质沥青质的砂水经分水操作后，被送到下一级分砂部。油泥砂热化学分相处理装置在上面已经做了详细的说明。在此不再赘述。

本发明油泥砂资源化处理系统在油泥砂进行浆化处理后，基于油泥砂热化学分相处理装置进行快速初分，把砂石等重组分物料先分离出去，然后，再对每一部分进行精分，这样，由于油泥砂热化学分相处理装置的存在，大大降低了后续精分的工作量，因此高了油泥砂的处理效率。并且，由于精分的把控，残油率也更低。本发明适合处理大规模的油泥砂，尤其是老化油泥砂和高蜡油泥砂。

油泥砂资源化处理系统中，涉及油泥砂热化学分相处理装置的部分在前面已经做了详细的说明，相关结构、工作原理在此不再赘述，参照前述说明即可。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，包括：

壳体(9)和螺旋推送搅拌装置；

所述壳体(9)内充有油泥砂清洗液；

所述螺旋推送搅拌装置设置于所述壳体(9)内；

所述壳体(9)的第一端设置有物料进口(1)；

在所述壳体(9)的第二端，按照从高到低的顺序分别设置有油水出口(7)、泥水出口(6)和砂水出口(11)。

2.根据权利要求1所述油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述壳体(9)被分隔为第一腔体(2)和静置腔体(5)；

所述第一腔体(2)内设置有机械清洗装置；

所述第一腔体(2)与所述螺旋推送搅拌装置相连通。

3.根据权利要求2所述的油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述第一腔体(2)和所述静置腔体(5)之间还连通有第二腔体(3)；

所述第二腔体(3)内设置有气浮浮油装置；

所述第二腔体(3)也与所述螺旋推送搅拌装置相连通。

4.根据权利要求3所述的油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述第一腔体(2)和所述第二腔体(3)之间还连通有第三腔体(4)；

所述第三腔体(4)内设置有超声波发生器(15)；

所述第三腔体(4)也与所述螺旋推送搅拌装置相连通。

5.根据权利要求4所述油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述螺旋推送搅拌装置为螺杆机构(10)。

6.根据权利要求5所述的油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述机械清洗装置为水流搅拌器(14)。

7.根据权利要求6所述的油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述气浮浮油装置为气泡发生器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述砂水出口(11)还连接有砂水分离器(8)。

9.根据权利要求8所述的油泥砂热化学分相处理装置，其特征在于，

所述螺杆机构(10)还设置有导热油加温套；

所述螺杆机构(10)为单螺杆或双螺杆。

10.油泥砂资源化处理系统，其特征在于，包括：

预处理装置、如权利要求1至9中任一项所述的油泥砂热化学分相处理装置，以及精分装置；

所述预处理装置用于对油泥砂进行浆化处理；

所述油泥砂热化学分相处理装置与所述预处理装置相连通；

所述精分装置与所述油泥砂热化学分相处理装置的油水出口、所述泥水出口和所述砂水出口相连接，用于对油水、泥水和砂水进行精分处理。