姬塬油田污泥处理技术探讨

2022-09-18

一、含油污泥的处理现状

1.姬塬油田含油污泥的处理现状

姬塬油田是长庆油田公司近年开发的区块, 在开采过程中产生了大量的油泥。目前姬塬油田主要的处理方法是利用各井站建立污油干化池, 对产生的油泥进行收集干化, 由专门的污油处理公司清走处理。由于上产的规模、步伐较快, 规划设计的油泥处理方法已无法满足生产的需要, 造成部分油泥堆积无法快速进行处理, 容易产生再生污染。因此, 姬塬油田急需完善一套有效的油泥处理工艺。

2.国内外含油污泥的处理现状

含油污泥是指被丢弃的含油固体和泥状物质, 主要是石油开采过程中产生的油泥、油砂, 具有产量大、含油量高、重质油组分高、综合利用方式少、处理难度大等特点。含油污泥中除含有大量的残留油类, 还含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质。含油污泥体积庞大, 若不加以处理, 直接排放, 不但占用大量耕地, 而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。含油污泥中还含有大量的病原菌, 寄生虫, 铜、锌、铬、汞等重金属, 盐类以及多氯联苯, 二口恶英, 放射性元素等难降解的有毒有害物质, 若不加以有效处理, 不仅污染环境, 而且造成资源的浪费。因此, 含油污泥一直是困扰石油石化行业的一大污染物。

由于不同作业产生的含油污泥性质不同, 还没有一种工艺适用所有油田的含油污泥处理。现今国内外处理含油污泥的方法一般有:焚烧法、生物处理法、热洗涤法、溶剂萃取法、化学破乳法、固液分离法等[1]。截至目前, 国内油田对含油污泥的处理和利用尚处于试验和研究阶段, 尚无可靠的技术、工艺及运行稳定的处理与利用示范工程。

本文针对姬塬油田含油污泥的特点, 通过对其组分的系统分析研究, 参考现今国内处理含油污泥的典型工艺[2], 对姬塬油田含油污泥的处理工艺流程进行探讨研究。

二、实验部分

1.含油污泥成分及浸出液实验分析

含油污泥样品取自姬塬油田的井站含油污泥池。井站污泥池主要用于存放日常开采过程中产生的含油污泥, 该含油污泥外观呈深褐色至黑色, 具有较强的挥发性臭味。

(1) 含油污泥的水、油、泥含量分析

实验中污泥含水率的测定采用了国家标准的水油混合体系含水率的测定方法;含水率测定后, 采用索式提取法测量固体中的含油率;剩余的砂和杂质经过滤、洗涤、烘干、静置, 得到分离出的砂, 称重得出泥砂量;总量与以上三者的差值即为其他有机物及挥发性物质的量。

通过实验结果分析, 由于含油污泥存放时间较短, 乳化现象不严重, 其含水率和含油率都相对较高, 再生性有机物及挥发性物质较少, 但固体含量较高。

(2) 含油污泥浸出液污染物分析

为了对样品含油污泥进一步的了解, 方便其处理技术的研究, 根据GB 5086.2-1997, 采用水平振荡法, 提取含油污泥浸出液, 对其COD、硫、总铬、六价铬、氰化物等指标进行了检测 (表1) 。

由表1可以看出, 样本含油污泥呈碱性, 其COD和油含量都较高。除此之外, 总铬、六价铬、氰化物的含量均低于GB5085.3—1996的标准。这说明由于使用的油泥样品是较新鲜的油泥, 如果继续进行长期的放置, 将导致含油污泥乳化严重, 继续堆积而不采取合理的技术手段进行回收处理, 必将对姬塬油田周围土壤造成污染。

2.处理工艺

根据以上数据总结姬塬油田含油污泥含水含油较高、不能继续堆放等特点, 提出以下含油污泥处理工艺流程 (图1) 。

(1) 加水稀释

考虑到含油污泥本身含水率不高, 直接加药会出现搅拌不均匀, 增加处理药剂量等问题。且在一定条件下向污泥中加水搅拌可以提高油珠与水珠相互接触的机会, 有利于油滴更快地浮在水相上层并分离, 但增加含水量就会增加能耗和处理剂的消耗。因此, 为了更好地均化样品含油污泥, 降低处理难度, 在处理前要考虑以一定的比例稀释, 由实验得出较为理想的比例为3:1。

(2) 除油

根据化学表面活性剂的剥离和对原油的乳化作用, 通过搅拌使含油污泥砂和表面活性剂充分混合, 使原油从泥砂表面剥落, 并乳化分散到水中, 表面活性剂对油污也有一定的溶解作用;然后油相与水相分离, 并附在溶液上层, 以此实现原油的回收[3]。

影响除油效果的因素主要有以下几个方面:阳离子表面活性剂种类的选择、表面活性剂的用量、油泥的加热的温度、搅拌的时间 (反应的时间) 及油泥的PH值的调节等。

(3) 混凝

混凝法是向水中投加无机混凝剂进行混凝, 消除胶体的稳定因素, 再添加有机混凝剂利用微粒之间的吸引力及布朗运动, 使已凝聚的微粒不断扩大形成矾花沉淀, 以达到去除重金属、有机物和悬浮物的目的。在经过除油处理后的含油污泥中复配加入无机混凝剂及有机混凝剂。为了使混凝处理后的上清液可继续回用, 此工艺以上清液的COD为检测指标。影响因素主要有:有机混凝剂的种类及量、复配无机混凝剂量。

3.处理后浸出液实验分析

在最优条件下对含油污泥样品由以上工艺进行处理, 并对处理完的油泥的浸出液的COD、油、硫含量等污染物进行分析测量, 结果如表2。

注:“—”代表检测不出或者标准中没有规定

从表2可以得出, 含油污泥样品浸出液的COD、含油量及污染物含量都大大降低, 达到了预期处理效果。同时上清液的COD、油含量不高, 且污染物含量及p H值等指标都较低, 可作为稀释水重复使用, 降低了处理的成本。

结论

(1) 通过该工艺处理含油污泥, 可使含油污泥中的油、泥、水三相得到分离, 并有效地降低含油污泥的污染物含量。

(2) 减少了油田含油污泥对环境的污染, 部分原油可回收利用, 变废为宝, 稀释水可循环使用, 节约成本。

(3) 本流程操作简便, 可靠性高, 有实用价值, 具有显著的社会效益。

摘要：姬塬油田开发区块位于陕西省定边县、宁夏盐池县及甘肃省环县三省交界境内。属于典型的陕北黄土高坡地质类型, 水土流失严重, 生态环境脆弱极易受到外来因素的破坏和影响。油田在开发和生产过程中会产生大量的采出污水、油泥及伴生气, 如果对采出污水、油泥和伴生气的处理不当势必会对当地的生态环境造成恶劣的影响。本文主要对姬塬油田生产油泥的处理现状及优化对策进行了探讨。

关键词：姬塬油田,污泥处理,现状