CN110698035B - 一种含聚油泥的综合处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种含聚油泥的综合处理方法，该方法包括以下步骤：1)含聚油泥的超声与药剂协同解聚；2)离心分离：3)干泥的低温干化式减量化处理或热解式无害化和资源化处理。现场需要进行减量化处理时，根据离心分离后底泥含油率选择蒸汽干化或微波干化，需要进行无害化和资源化处理时，根据油泥重金属含量选择电加热热解或微波加热热解。本发明针对不同类型的含聚油泥以及现场不同的处理需要可选择对应的处理模块进行相应处理，适合在各种需要进行含聚油泥处理的场所应用，也可以广泛应用于各种含油污泥的处理。

Description

一种含聚油泥的综合处理方法

技术领域

本发明涉及一种含聚油泥的综合处理方法，属于石油开采及炼化过程中含聚油泥处理技术领域。

背景技术

由于聚合物驱的大规模应用，油田采出液中残留的聚丙烯酰胺(HPAM)和水处理剂、固体颗粒相互作用，包裹原油和水，形成了性质稳定的含聚油泥。大庆、胜利、大港油田，渤海绥中36-1、旅大油田等均已采取聚驱措施十多年，进一步加剧了储层岩石结构破坏程度，导致采出液中含泥量明显增加。近年，聚驱油田及采用聚驱原油炼厂的原油储罐底泥和水处理系统的浮渣底泥均产生了大量的含聚油泥，性能不同于普通的“炼化三泥”，处理难度较大。

含聚油泥中的复杂组分：原油、聚合物、固体颗粒、表面活性剂、絮凝剂等相互作用，形成复杂稳定的体系，使得常规含油污泥的处理方法难以有效分离油、泥、水三相。水处理系统中的含聚油泥流动性差，堵塞管线，影响水处理效果；原油储罐中含聚油泥使得清罐过程的难度增大，周期变长；聚合物的存在对含聚油泥在后续减量化、无害化和资源化处理增加了难度，预处理过程中聚合物、原油和水无法有效彻底的分离，深度处理中聚合物对热解、焚烧、生物等方法产生不同程度的影响，大大降低了处理效率。

目前，对含聚油泥减量化、无害化和资源化研究的技术主要有药剂处理-分离、热化学分离-研磨回注、电化学处理、超声波处理、微波处理、焚烧处理等。CN103833105、CN104910323、CN105084657、CN105668954、CN108911447、CN109231355都涉及使用药剂对含聚油泥进行脱水脱油处理，然后通过静置或离心分离，含聚油泥中的复杂组分中包括多种油水处理用化学药剂，因此单独使用药剂处理的方法，只能对注聚时使用的聚合物结构简单、采出液处理过程加入较少药剂的油田形成的油泥有效，对注聚时使用结构复杂聚合物的油田形成的油泥以及聚合物含量较高的油泥减量化效果较差。尹先清等(零排放处理海上油田平台含聚油泥的实验研究。环境污染与防治，2015,37(9)：16-19；CN105198187)通过热化学的方式对含聚油泥进行分离，分离后得到的泥水进行回注调剖或驱油，日处理量在5m³，处理量远小于油田每天产生的油泥量，而且回注的方式有使用量的限制。张明栋(电化学法对含聚油泥中聚合物的去除效果研究。化工管理，2015，12,152-153。)以及CN103910474都是采用电化学方法降低含聚油泥中聚合物，但在实际应用中，炼厂处理注聚油田采出原油时电脱水装置电极就因原油中微量的聚合物产生结胶现象，而含聚油泥中聚合物含量更高，因此电化学处理方法仅对聚合物含量极低的油泥有效。CN102849907、CN108863013、CN109264946都涉及使用超声波处理含聚油泥，其中包括单独超声处理、超声协同药剂处理以及加热-表面活性剂-超声梯度分离处理，这些超声处理方法作用于含聚油泥的减量化处理，而且苏延辉等(海上S油田含聚油泥超声波洗脱除油实验研究。应用化工，2014,43(10)：1928-1929。)的研究中发现超声波对使用结构复杂聚合物注聚油田产生的含聚油泥处理适用性较差。雍兴跃、庞小肖等(半干化含聚油泥的微波热处理过程研究。石油与天然气化工，2010,39(4)：354-359；深度干化含聚油泥的微波热解过程研究。环境工程，2010,28(增)：241-245。)对含聚油泥进行了微波热解试验，微波处理方法作用于减量化的干化和半干化油泥，仅应用于油泥的无害化和资源化处理。余胜军等(河南油田含油、含聚合物污泥无害化处理的应用研究。长江大学学报(自科版)，2015,12(2)：75-78。)将含聚油泥与燃煤混合，试烧油泥质量分数为10％时，燃烧效果较好，焚烧是目前现场含聚油泥最终处理的主要工艺方式，但由于聚合物成分的存在，使油泥在遇热后膨胀，并且形成胶状物质黏结在加热装备内壁，使整个设备传热效率大幅降低，致使处理厂的处理能力已经满足不了含聚油泥的增加量，因此需要含聚油泥在焚烧之前进行有效的解聚和减量化处理。

发明内容

本发明针对目前各种含聚油泥处理方法的局限性，提供一种包含超声药剂协同解聚，离心分离，蒸汽干化或微波干化进行减量化处理，电加热热解或微波加热热解进行无害化和资源化处理的综合处理方法，适用于各种类型的含聚油泥，以及油田现场对含聚油泥减量化、无害化和资源化的各种不同需要。

本发明提供的含聚油泥的综合处理方法，包括如下步骤：

1)超声与药剂协同解聚：将水和含聚油泥在50～80℃混合，水与含聚油泥的质量比为0.5:1～5:1，向混合后的油泥中加入解聚剂，加量为初始含聚油泥质量的0.2％～0.8％，搅拌均匀后进行超声处理1～5min；所述解聚剂选自过氧化氢、臭氧、过硫酸钾、过硫酸钠、高铁酸钾、高铁酸钠、硫酸亚铁、次氯酸钠、二氧化氯、连二亚硫酸钠中的一种或多种的混合物；

2)离心分离：将上述经过超声与药剂协同解聚后的混合物转移至卧螺离心机中进行三相分离，离心时间20～60min，离心后上层为原油，中层为水，下层为固体的底泥；

3)底泥的减量化处理-低温干化处理，或无害化和资源化处理-热解处理：

根据离心分离后底泥的含油率，底泥的减量化处理-低温干化可以分为两种方法，底泥的含油率低于10％时，进行蒸汽低温干化，底泥转移至蒸汽低温干化装置中，通入氮气除去氧气，通过蒸汽加热至70～90℃，运行30～90min；底泥的含油率不低于10％时，进行微波低温干化，底泥转移至微波低温干化装置中，通入氮气除去氧气，通过微波加热至60～80℃，运行30～60min；

根据油泥中的重金属含量，底泥的无害化和资源化处理-热解分为两种方法，重金属含量较低时，进行电加热热解，将离心分离后得到的底泥移至电热解炉中，升温速度5～15℃/min，恒温区温度500～700℃，恒温时间30～90min；重金属含量较高时，进行微波加热热解，将离心分离后得到的底泥移至微波热解炉中，升温速度5～15℃/min，恒温区温度400～600℃，恒温时间30～60min。

微波低温干化和微波加热热解中，微波处理在同一微波加热装置中进行，进行含聚油泥减量化处理时，选择低温区的微波干化操作，进行含聚油泥无害化和资源化处理时，选择高温区的微波热解操作。

本发明含聚油泥的综合处理方法通过超声与药剂协同作用对含聚油泥进行解聚处理并离心分离，之后根据现场对油泥减量化、无害化和资源化的不同要求使用不同的处理模块进行相应的处理，需要减量化处理时，根据离心分离后底泥的含油率选择蒸汽干化或微波干化操作，需要无害化和资源化处理时，根据油泥中重金属含量选择电加热热解或微波加热热解。这种对含聚油泥的综合处理方法可针对不同类型的含聚油泥以及现场不同的处理需要选择对应的处理模块，适合在各种需要进行含聚油泥处理的场所应用。

附图说明：

图1是本发明含聚油泥的综合处理方法的工艺流程图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明技术方案作进一步说明。

以下实施例所用含聚油泥取自渤海注聚油田，其性质如表1所示：

表1含聚油泥的性质

*样品油田注聚使用疏水缔合结构的聚合物

实施例1

1)超声与药剂协同解聚：将水和含聚油泥样品1在60℃混合，水与含聚油泥的质量比为1:1，向混合后的油泥中加入高铁酸钾，加量为初始含聚油泥质量的0.2％，搅拌均匀后进行超声处理1min；

2)离心分离：将上述经过超声与药剂协同解聚后的混合物转移至卧螺离心机中进行三相分离，离心时间20min，离心后上层为原油，中层为水，下层为固体的底泥，底泥含油率为5.4％；

3)减量化处理-低温干化：将离心分离后底泥转移至蒸汽低温干化装置中，通入氮气除去氧气，通过蒸汽加热至80℃，运行60min，得到减量化处理后的干泥，与初始含聚油泥相比减量81.2％。

实施例2

1)超声与药剂协同解聚：将水和含聚油泥样品2在70℃混合，水与含聚油泥的质量比为2:1，向混合后的油泥中加入过硫酸钠和硫酸亚铁，加量为初始含聚油泥质量的0.4％，搅拌均匀后进行超声处理3min；

2)离心分离：将上述经过超声与药剂协同解聚后的混合物转移至卧螺离心机中进行三相分离，离心时间30min，离心后上层为原油，中层为水，下层为固体的底泥，底泥含油率为23.8％；

3)减量化处理-低温干化：将离心分离后底泥转移至微波低温干化装置中，通入氮气除去氧气，通过微波加热至70℃，运行40min，得到减量化处理后的干泥，与初始含聚油泥相比减量71.5％。

实施例3

1)超声与药剂协同解聚：将水和含聚油泥样品3在80℃混合，水与含聚油泥的质量比为4:1，向混合后的油泥中加入臭氧和次氯酸钠，加量为初始含聚油泥质量的0.6％，搅拌均匀后进行超声处理4min；

2)离心分离：将上述经过超声与药剂协同解聚后的混合物转移至卧螺离心机中进行三相分离，离心时间45min，离心后上层为原油，中层为水，下层为固体的底泥；

3)无害化和资源化处理-热解：将离心分离后得到的底泥移至电热解炉中，升温速度10℃/min，恒温区温度550℃，恒温时间60min，得到无害化及资源化处理后的固渣，与初始含聚油泥相比减量97.6％，固渣含油0.37％，油回收率98.8％。

实施例4

1)超声与药剂协同解聚：将水和含聚油泥样品4在80℃混合，水与含聚油泥的质量比为5:1，向混合后的油泥中加入过氧化氢、高铁酸钠和连二亚硫酸钠，加量为初始含聚油泥质量的0.8％，搅拌均匀后进行超声处理5min；

2)离心分离：将上述经过超声与药剂协同解聚后的混合物转移至卧螺离心机中进行三相分离，离心时间60min，离心后上层为原油，中层为水，下层为固体的底泥；

3)无害化和资源化处理-热解：将离心分离后得到的底泥移至微波热解炉中，升温速度15℃/min，恒温区温度450℃，恒温时间45min，得到无害化及资源化处理后的固渣，与初始含聚油泥相比减量97.1％，固渣含油0.42％，油回收率98.2％，重金属含量未超标，其中铜含量小于100mg/L。

Claims (2)

1.一种含聚油泥的综合处理方法，包括如下步骤：

1）超声与解聚剂协同解聚：将水和含聚油泥在50~80℃混合，水与含聚油泥的质量比为0.5:1~5:1，向混合后的油泥中加入解聚剂，加量为初始含聚油泥质量的0.2%~0.8%，搅拌均匀后进行超声处理1~5min；所述解聚剂选自过氧化氢、臭氧、过硫酸钾、过硫酸钠、高铁酸钾、高铁酸钠、硫酸亚铁、次氯酸钠、二氧化氯、连二亚硫酸钠中的一种或多种的混合物；

2）离心分离：将上述经过超声与解聚剂协同解聚后的混合物转移至卧螺离心机中进行三相分离，离心时间20~60min，离心后上层为原油，中层为水，下层为固体的底泥；

3）根据底泥的含油率，选择底泥的减量化处理-低温干化处理方式，或根据底泥中的重金属含量，无害化和资源化处理-热解处理方式：

所述的减量化处理-低温干化处理采用蒸汽低温干化或微波低温干化，当底泥的含油率低于10%时进行蒸汽低温干化，底泥转移至蒸汽低温干化装置中，通入氮气除去氧气，通过蒸汽加热至70~90℃，运行30~90min；当底泥的含油率不低于10%时进行微波低温干化时，底泥转移至微波低温干化装置中，通入氮气除去氧气，通过微波加热至60~80℃，运行30~60min；

所述的无害化和资源化处理-热解采用电加热热解或微波加热热解，重金属含量较低时进行电加热热解，将离心分离后得到的底泥移至电热解炉中，升温速度5~15℃/min，恒温区温度500~700℃，恒温时间30~90min；重金属含量较高时进行微波加热热解，将离心分离后得到的底泥移至微波热解炉中，升温速度5~15℃/min，恒温区温度400~600℃，恒温时间30~60min。

2.根据权利要求1所述含聚油泥的综合处理方法，其特征在于：

微波低温干化和微波加热热解中，微波处理在同一微波加热装置中进行，进行含聚油泥减量化处理时，选择低温区的微波干化操作，进行含聚油泥无害化和资源化处理时，选择高温区的微波热解操作。

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