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含油污泥无害化处理技术研究

更新时间:2020-09-10 15:51 来源:化工设计通讯 作者: 郑祥林 阅读:730 网友评论0

摘要:近年来,随着经济社会的快速发展,石油逐步成为生产生活中不可或缺的能源资源。随着油田开采工作的顺利推进,含油污泥是油田开发中普遍存在的固体废物,由于含油污泥内含有大量的石油烃生物,这种物质本身的毒性较强,因此,必须对这类固体废物加以必要的处理,以提高油田企业的经济社会效益。无害化处理技术是一种有效的处理方式,能够保障处理结果符合环保性要求。基于此,分析了含油污泥处理中,无害化处理技术的应用,有利于促进油田企业的快速发展。
 
 
油田资源的开发过程中,面临着各种复杂的开采环境,以砂岩地层的油田开发为例,其在开采过程中往往会产生大量的泥沙,这些泥沙一旦在污水罐中沉积,就会形成有毒、有害的含油污泥。若不对这些固体废物加以处理,不仅会造成原油资源的浪费,还会导致严重的生态破坏与环境污染等问题。因此,各个油田企业需要顺应可持续发展理念下的发展要求,根据油田开发的具体情况,科学进行含油污泥的无害化处理,促进油田企业的可持续发展。
 
1 含油污泥的来源与组分
 
1.1 含油污泥的来源
 
由于油田生产过程比较繁杂,使得含油污泥的来源具有多样性,在很多环节都会产生含油污泥,主要包含 :①修井过程中,往往需要借助于特定的容器、塑料膜或者其他防渗透材料等来进行井筒流体的回收,即使在此情况下,也存在少量井筒流体的泄漏,当这些泄漏的井筒流体与地面铺垫沙层接触以后,当清理以后,会逐步形成以沙子为主的固体含油污泥。②在采出水处理过程中,经由特殊的处理工艺,比如沉降、浮选、过滤等有效实现了悬浮固体的排出,当这些悬浮固体被排出以后,经由浓缩、压滤等过程,逐步产生了脱水污泥,再加上这些固体颗粒物很细,最终形成含油污泥。③在原油集输系统内,油水分离罐、原油储罐等往往需要定期清理,及时排出罐内的相关杂质,但是,从排出物的构成来看,含油物质相对较大,而沙石、泥是杂质的主要类型,这种情况下也会产生一定量的含油污泥。④主要是在井场、站场、管道渗漏等产生的污染物,在对这些污染物加以清理的过程中,石块、塑料等杂质极易混入其中,形成综合污泥。
 
1.2 含油污泥的组分
 
从当前我国油田资源开发的现状来看,含油污泥内包含了各种类型的物质,比如在采出水处理设施排脱水污泥中,含水量、含油量与固体颗粒含量分别在70%~80%、10%~15%、5%~10%,而固体颗粒粒径在50~100μm。而其他类型的含油污泥,其90% 以上的固体颗粒粒径在100μm 以上。从几种不同的含油污泥类型来看,油罐底污泥中的含油量最高,而井场污泥与综合污泥中,固体颗粒的含量相对较高。
 
2 含油污泥危害
 
对油田的含油污泥而言,其内部含有的各种物质相对较多,比如烷烃、环烷烃、芳香烃、胶质、沥青质及石蜡等,从这些物质的构成来看,其物质组成与原油存在高度的相似性,如果在油田开发过程中,不重视对含油污泥的处理,直接将其堆置于自然环境中,会导致存放区域内极大的生态破坏,最终导致严重的生态与环境问题。此外,含油污泥中还存在一部分的油气,这些油气在存放过程中会逐步被挥发,对周边的空气质量等产生了极大的威胁。而含油污泥中原油的存在,甚至会引发土壤内部石油类物质超过特定的标准,最终引发土壤板结等问题。
 
3 含油污泥无害化处理技术
 
3.1 高温热解处理工艺
 
3.1.1 原理
 
高温热解工艺是含油污泥处理中应用最为广泛的处理工艺,在应用此种处理技术进行含油污泥的处理过程中,需要保持在绝氧的条件下,对污泥分梯度加以加热处理,在250~350℃加热过程中,污泥中的一些挥发性有机物等逐步被挥发出来。在350~500℃,重质油在加热过程中逐步被高温裂解。而在500℃以上,沥青质、胶质等逐步被裂解与挥发,在此过程中,逐步裂解形成小分子烃类物质与聚合成焦炭物质,而挥发出的气体物质等经由冷凝等处理以后可以被回收,有效实现了对含油污泥的处理。高温热解主要包含了裂解与聚合过程。
 
3.1.2 工艺流程
 
污泥经筛分预处理以后,经储料器逐步进入高低温分区加热回转炉内,经冷凝分离的不凝气可以被用作整个装置的燃料,实现循环的加热处理过程。当热流经过内外壳体环空时,会自动对内壳进行加热,而此时,污泥会自动加热,经由热解以后,物料逐步被排出系统内,而挥发出的油水混合物在水洗等都分离过程中,逐步成为液相与不凝气,从液相经油水分离器等,可以再次进入系统内加以循环与利用。
 
3.2 多梯度耦合处理工艺
 
3.2.1 原理
 
多梯度耦合处理工艺属于一种物理处理技术,其在实际的处理过程中,主要是通过电磁感应、分子震动、惯性离心等作用,驱动含油污泥实现时间与空间的耦合,随后利用超声波的各种效应,使得含油污泥内的各种物质可以在这些作用与条件下逐步被分离,分离以后的各组分根据相同的物性加以集聚,实现了良好的处理效果。
 
在应用多梯度耦合处理技术对含油污泥加以处理时,由于超声波存在裂解与热作用,使得分子链逐步断裂,进而使得大分子逐步被粉碎,降低了原油的黏度。而空化作用的存在加快了氧化还原反应的发生,并且使得高分子物质在此作用下更易解聚,胶结的沥青质分子键逐步断裂,原油黏度降低。此外,海绵效应的存在使得含油污泥内的相关颗粒逐步团聚、粒径增大,当其粒径达到一定限度以后,颗粒之间会逐步发生碰撞、沉淀等作用。
 
3.2.2 工艺流程
 
应用甩干机精细筛分以后的干料在粉碎系统的作用下直接被粉碎,这些被粉碎的物料粒径逐步降低,经高频振动筛加以筛分处理,其粒径在超过筛分要求的出料逐步被返回粉碎系统重新加以粉碎处理,而细料则直接在浆化槽内经搅拌,形成相对均匀的粗浆料。而这些浆料经浆料输送泵加压处理以后,逐步被运送至浆化罐,高速切割搅拌使得其逐步形成相对均匀的细浆料。与此同时,罐顶自动浮油派送装置使得浮油逐步被排送于储油槽内。细浆料进入耦合处理撬以后,在多梯度耦合处理作用下,罐顶自动浮油排送装置实现了浮油的排送、耦合处理以后,浆料在输油泵作用下,实现了分离处理,分离以后的水、油等可以被回收与利用。
 
3.3 生物降解
 
生物降解也是一种有效的含油污泥处理工艺,其在应用的过程中往往是利用微生物来对污泥中的一些有机物质加以分解。微生物的生长过程中,含油污泥中的石油类物质逐步被消耗与降解,最终会形成二氧化碳等无机物。从该种处理工艺的应用来看,其装置运行相对安全,且运行过程中的能源消耗相对较低,成本投入少。但是,该种处理技术受到技术本身等的限制,导致该技术在含油率较高的污泥中,无法取得良好的处理效果。
 
4 结束语
 
在油田资源的开发过程中,含油污泥的来源广泛,且含油污泥的处理技术相对多样。为保障良好的处理效果,实现资源化利用,必须在处理过程中结合含油污泥的具体特点,应用最为科学的处理技术,提高污泥处理的整体水平,实现有关物质的回收利用等。
 
参考文献
[1] 陈宇强 . 含油污泥无害化处理技术简析 [J]. 石油规划设计,2019,30(5):17-21+45.
[2] 李连生,张仁轩,高峰 . 含油污泥无害化处理技术分析 [J]. 石油规划设计,2016,27(4):41-43.
[3] 金喆 . 石油石化行业含油污泥无害化处理技术综述 [J]. 石化技术,2015,22(12):129-130.
[4] 闫江华 . 油田含油污泥无害化处理技术研究及应用 [J]. 内蒙古石油化工,2015,41(22):97-98.
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