CN106746421A - 一种油田含油污泥处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种油田含油污泥处理装置，具体涉及一种主要针对油气田生产过程中产生的沉降罐底泥、隔油池底泥、污水罐底泥和落地油泥的处理工艺及设备。一种油田含油污泥处理装置，包括依次连接的油泥预制系统、超声波萃取系统、两相分离系统和萃取剂回收系统，所述的萃取剂回收系统还与超声波萃取系统连接；所述的超声波萃取系统包括罐体，罐体下端设有出泥口；所述罐体内侧壁上设有超声波发生器，罐体内还固定有导流筒；所述导流筒为双套筒结构。在导流筒中加入萃取剂实现对含油污泥中原油的回收，超声波发生器通过声场的机械振动及空化效应对含油污泥实现物理破乳，二者协同作用使得含油污泥的萃取效果更好，原油回收率更高。
Description
技术领域
本发明涉及一种油田含油污泥处理装置，具体涉及一种主要针对油气田生产过程中产生的沉降罐底泥、隔油池底泥、污水罐底泥和落地油泥的处理工艺及设备。
背景技术
随着石油工业的迅速发展，油气田生产过程中所带来的环境问题越来越突出。其中，含油污泥是石油企业开发过程中产生的重要污染之一，也是制约油田环境质量持续提高的一大难题。这些污泥组成复杂、稳定性高、处理难度大，且平均含油率在15~20%左右，若不加处理就地填埋或堆放，不仅严重污染环境，而且极大浪费了有限的石油资源。
自上世纪70年代初期，国内外大量的研究人员就开始着手进行油田含油污泥处理的研究工作，经过多年的努力，先后研制出了多种含油污泥处理方法，如焚烧法、机械分离法、固化法、溶剂萃取法、热解法和生物法等，含油污泥处理技术也由单一的简单堆放、焚烧处理等模式发展为多样化、综合化、无害化与资源回用处理模式。但在实际应用过程中还存在如下问题：（1）油泥处理不彻底，易造成二次污染；（2）原油回收率相对较低，资源化程度不高；（3）能耗较高，处理费用昂贵。随着世界范围内环保法规的日趋严格以及人们环保意识的不断增强，人们对含油污泥的处理和处置要求也越来越高。
CN102757162A公开了一种资源化纯物理处理含油污泥的工艺及配套设备，其工艺主要包括加水搅拌稀释、超声波破乳、固液分离和油水分离，整体处理工艺简便有效，运行成本低。该发明在处理过程中引入了超声破乳，破乳速度快，提高了被处理乳状液的破乳程度，属于纯物理过程，环境污染小，对组分简单的含油污泥分离较彻底，但原油回收率相对较低。在这种背景下，寻求更加合理的含油污泥无害化、资源化处理技术，将对油田的可持续发展具有重大环境效益、经济效益和社会效益。
发明内容
本发明专利旨在提出一种通过超声波辅助萃取处理含油污泥的装置。
本发明专利的技术方案为：
一种油田含油污泥处理装置，包括依次连接的油泥预制系统、超声波萃取系统、两相分离系统和萃取剂回收系统，所述的萃取剂回收系统还与超声波萃取系统连接；所述的超声波萃取系统包括罐体，罐体下端设有出泥口；所述罐体内侧壁上设有超声波发生器，罐体内还固定有导流筒；所述导流筒为双套筒结构，包括中轴线重合的圆台型的外筒和圆柱形的内筒，外筒以及内筒均空心，且外筒扣在内筒上方，外筒以及内筒均无下底面；内筒的上底面是孔径为8~12mm的圆形冲孔板；内筒伸入外筒的高度为内筒高度的1/3~2/3，外筒的母线与水平面的夹角为60°~80°，内筒直径与外筒上底面的直径比为0.6~0.8:1。
所述导流筒通过支撑臂固定在罐体的内壁上。
所述的油泥预制系统包括预制罐，所述预制罐内设有搅拌器和加热装置；预制罐外部设有液面计，顶部设有进样口，底部设有出料口，通过循环泵与导流筒通过萃取剂输送泵连接。
所述的两相分离系统包括两相分离罐，两相分离罐内设有搅拌器，所述两相分离罐与罐体连接。
所述的萃取剂回收系统包括依次连接的萃取剂回收罐与萃取剂储存罐，所述萃取剂回收罐与两相分离罐连接，所述萃取剂储存罐的出口端与萃取剂输送泵连接。
所述的导流筒内设有搅拌机，搅拌机下端连接有齿耙。
所述的出泥口一端通过管道连接脱水机，一端通过循环泵与进样口连接。
所述的脱水机为叠螺式污泥脱水机。
本发明专利的技术效果为：
（1）本发明专利通过在超声波萃取系统中增设导流筒，导流筒为内外倒置的双套筒结构，可促使油泥样在筒内筒外形成上下循环流，使得轴向速度分布更加规整，方向性更好，导流筒内基本无返混区，有助于提高传热和传质效率，也使得消耗相同的功率时循环流量变得更大，优化油泥样品和萃取剂在整个超声波罐中的分布，增加紊流强度和混合作用，以增加萃取剂的萃取效率。采用圆台型的外筒，增大了流体的出口面积，很大程度上减小了流体的流速，增大了油水两相的有效分离时间，同时借助于内筒顶端冲孔板的过滤筛分作用实现液固相的快速高效分离。
（2）在导流筒中加入萃取剂实现对含油污泥中原油的回收，超声波发生器通过声场的机械振动及空化效应对含油污泥实现物理破乳，二者协同作用使得含油污泥的萃取效果更好，原油回收率更高。
附图说明
图1为本发明专利一种油田含油污泥处理装置的结构示意图。
其中，1-进样口；2-搅拌器；3-预制罐；4-加热装置；5-液面计；6-控制阀；7-萃取剂输送泵；8-罐体；9-导流筒；10-外筒；11-内筒；12-冲孔板；13-超声波发生器；14-齿耙；15-支撑臂；16-两相分离罐；17-萃取剂回收罐；18-萃取剂储存罐；19-循环泵；20-叠螺式污泥脱水机。
具体实施方式
一种油田含油污泥处理装置，包括依次连接的油泥预制系统、超声波萃取系统、两相分离系统和萃取剂回收系统，所述的萃取剂回收系统还与超声波萃取系统连接；所述的超声波萃取系统包括罐体8，罐体8下端设有出泥口；所述罐体8内侧壁上设有超声波发生器13，罐体8内还固定有导流筒9；所述导流筒9为双套筒结构，包括中轴线重合的圆台型的外筒10和圆柱形的内筒11，外筒10以及内筒11均空心，且外筒10扣在内筒11上方，外筒10以及内筒11均无下底面；内筒11的上底面是孔径为8~12mm的圆形冲孔板12；内筒11伸入外筒10的高度为内筒11高度的1/3~2/3，外筒10的母线与水平面的夹角为60°~80°，内筒11直径与外筒10上底面的直径比为0.6~0.8:1。
所述导流筒9通过支撑臂15固定在罐体8的内壁上。所述的油泥预制系统包括预制罐3，所述预制罐3内设有搅拌器2和加热装置4；预制罐3外部设有液面计5，顶部设有进样口1，底部设有出料口，通过循环泵19与导流筒9通过萃取剂输送泵7连接，萃取剂输送泵7向导流筒9内输送萃取剂。所述的两相分离系统包括两相分离罐16，两相分离罐16内设有搅拌器2，所述两相分离罐16与罐体8连接，以获取超声波萃取系统中产生的水相和萃取相混合物；搅拌器2以将水相与萃取相分离。所述的萃取剂回收系统包括依次连接的萃取剂回收罐17与萃取剂储存罐18，所述萃取剂回收罐17与两相分离罐16连接，用于分离萃取相，并通过萃取剂储存罐18回收萃取剂和原油；所述萃取剂储存罐18的出口端与萃取剂输送泵7连接。所述的导流筒9内设有搅拌机，搅拌机下端连接有齿耙14，萃取后的污泥由于重力作用沉淀至罐底部，由齿耙14归拢至出泥口。所述的出泥口一端通过管道连接脱水机，进行污泥脱水；一端通过循环泵19与进样口1连接，以循环处理为未萃取完全的含油污泥。所述的脱水机为叠螺式污泥脱水机20。
本装置运行时，首先将含油污泥加入预制罐3中，按1:3的固水比（干油泥样与水的质量比）加水稀释，将含固率较高的含油污泥流化成含固率在15%左右的可流动污泥，并加热至40~50℃；以250~300 r/min的转速搅拌15-20 min，后通过循环泵19泵送至导流筒9内，并通过萃取剂输送泵7向其加入萃取剂；进入导流筒9内的油泥，在搅拌机的推力作用在内筒11和外筒10间形成上下循环流，通过萃取剂的萃取作用和超声波声场的机械振动及空化效应使油泥包裹体打破，油水从泥中分离出来。
水相和萃取相通过循环泵19输送到两相分离系统中进行两相分离，分离后的萃取相通过萃取剂回收系统回收萃取相中的原油和萃取剂；而萃取后的污泥由于重力作用沉淀至罐底部，由齿耙14归拢至出泥口，出泥口连接叠螺式污泥脱水机20，进行污泥脱水。
以陕北某采油厂沉降罐底泥、隔油池底泥、污水罐底泥和落地油泥为例说明本发明具体实施。含油污泥各组分含量见表1，将含油污泥各样品按1:3的固水比（干油泥样与水的质量比）加入预制罐3中，加热至40 ℃；以300 r/min的转速搅拌20 min后泵送至超声波萃取罐中，并按30%的质量比（萃取剂与油泥样）加入的萃取剂。在频率为40 kHz、功率为320W的超声波区域超声10 min。超声后的液相进入两相分离系统中进行水相和萃取相分离，污泥进入叠螺式污泥脱水机20中进行脱水。
表1 含油污泥各组分组成
采用本发明装置处理含油污泥，出料泥饼的含水率降为40%以下，含油率为1%以下，原油回收率可达93%以上（如表2），处理效果明细优于CN102757162A公开的效果（其处理后原油回收率仅80%左右），对油田含油污泥无害化资源化处理具有重要意义。
表2 含油污泥处理后各指标
Claims (8)
1.一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：包括依次连接的油泥预制系统、超声波萃取系统、两相分离系统和萃取剂回收系统，所述的萃取剂回收系统还与超声波萃取系统连接；所述的超声波萃取系统包括罐体（8），罐体（8）下端设有出泥口；所述罐体（8）内侧壁上设有超声波发生器(13)，罐体（8）内还固定有导流筒(9)；所述导流筒(9)为双套筒结构，包括中轴线重合的圆台型的外筒（10）和圆柱形的内筒（11），外筒（10）以及内筒（11）均空心，且外筒(10)扣在内筒(11)上方，外筒(10)以及内筒(11)均无下底面；内筒(11)的上底面是孔径为8~12mm的圆形冲孔板(12)；内筒（11）伸入外筒（10）的高度为内筒（11）高度的1/3~2/3，外筒(10)的母线与水平面的夹角为60°~80°，内筒（11）直径与外筒（10）上底面的直径比为0.6~0.8:1。
2.根据权利要求1所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述导流筒(9)通过支撑臂(15)固定在罐体（8）的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述的油泥预制系统包括预制罐（3），所述预制罐（3）内设有搅拌器（2）和加热装置（4）；预制罐（3）外部设有液面计（5），顶部设有进样口（1），底部设有出料口，通过循环泵(19)与导流筒(9)通过萃取剂输送泵（7）连接。
4.根据权利要求3所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述的两相分离系统包括两相分离罐(16)，两相分离罐(16)内设有搅拌器（2），所述两相分离罐(16)与罐体（8）连接。
5.根据权利要求4所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述的萃取剂回收系统包括依次连接的萃取剂回收罐(17)与萃取剂储存罐(18)，所述萃取剂回收罐(17)与两相分离罐(16)连接，所述萃取剂储存罐(18)的出口端与萃取剂输送泵（7）连接。
6.根据权利要求5所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述的导流筒(9)内设有搅拌机，搅拌机下端连接有齿耙(14)。
7.根据权利要求6所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述的出泥口一端通过管道连接脱水机，一端通过循环泵(19)与进样口（1）连接。
8.根据权利要求7所述的一种油田含油污泥处理装置，其特征在于：所述的脱水机为叠螺式污泥脱水机(20)。
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