油田含油污泥处理技术及工艺应用研究Word下载.docx

油田含油污泥处理技术及工艺应用研究Word下载.docx

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含油污泥中的油气挥发，使生产区域内空气质量总烃浓度超标；

散落和堆放的含油污泥污染地表水甚至地下水，使水中COD、BOD和石油类严重超标；

含油污泥含有大量的原油，造成土壤中石油类超标，土壤板结，使区域内的植被遭到破坏，草原退化，生态环境受到影响。

在原油生产系统中，一部分污泥在脱水和污水处理系统中循环，造成脱水和污水处理工况恶化，注入水水质超标致使注入压力越来越大，不仅造成了能量的巨大损耗，还会导致井筒内套管变形，影响原油生产。

由于含油污泥中含油硫化物、苯系物、酚类、蒽、芘等有毒有害物质，而且原油中所含的某些烃类物质具有致癌、致畸、致突变作用，油田含油污泥已被国家列入危险固体废弃物，纳入危险废物进行管理。

随着国家对环保要求日趋严格，含油污泥减量化、无害化、资源化处理将成为污泥处理技术发展的必然趋势。

含有石油和其他有害物质的污泥，采用一定的回收处理技术，可将污泥中的的原油回收，在实现环境治理和防治污染的同时，可以取得一定的经济效益；

另外处理后的污泥可用于高渗透率油层调剖，或再采用相应治理技术处理，达到国家排放标准，或者铺路等综合利用，能够彻底实现含油污泥的无害化处理。

因此，对含油污泥进行经济有效的治理与利用对油田可持续发展具有重要的实际意义。

油田在开发生产过程中，不可避免地产生大量含油污泥。

油田含油污泥主要包括落地油泥、沉降罐污泥、三相分离器油泥及生产事故产生的溢油污泥等。

随着原油开采的不断深入，含油污泥总量不断增加，经初步调查我国每年新产含油污泥4×

105t左右，对环境造成的污染日趋严重。

含油污泥已被列入《国家危险废物名录》，按照《中华人民共和国清洁生产促进法》要求必须对含油污泥进行无害化处理。

目前国内外动用了大量人力、物力进行含油污泥有效处理的研究，相继尝试过焚烧、固化、脱水、回注、生物等方法处理含油污泥，但到目前为止还没有研发成功一种既高效又经济的技术。

现行的许多方法视含油污泥为废物，仅仅利用了含油污泥的燃烧热，忽略了含油污泥本身所含油的资源价值。

随着天然资源的短缺和固体废物排量的激增，许多国家把固体废物作为“资源”积极开展综合利用，固体废物已逐渐成为可开发的“再生资源”，含油污泥资源化利用将是其最终处置的根本方式。

我国由于在油田环保方面起步较晚，含油污泥的处理没有得到足够的重视，国内这方面的技术研究较少，国外技术成功引进的案例更少。

1.2国内外相关技术及发展趋势

1.2.1国内外含油污泥的处理现状

含油污泥种类繁多、性质复杂，相应的处理技术和设备也呈现多元化趋势，目前含油污泥处理技术有筛选流化—调质—离心工艺、热处理工艺、化学热洗处理、化学焚烧处理、化学湿法氧化处理、生物处理法、溶剂萃取技术及对含油污泥的综合利用等。

目前，国内外应用较多并且比较成功的是采用物理法和化学药剂处理相结合，即调质—机械脱水工艺，该技术比较成熟，在欧美各地的油田应用广泛并且处理效果良好。

该方法的不足是处理效果会受污泥来源的影响，对于含有大量的砖瓦、草根、塑料等杂物的污泥，需要配套预处理设备和工艺。

胜利油田、辽河油田和河南油田近几年采用焚烧法处理含油污泥，缺点是污泥中具有较高经济价值的原油没有回收利用。

国内其他油田采用的污泥处理工艺只是简单地进行浓缩和分离。

国外如加拿大MG工程公司采用的是机械脱水工艺（配合自己专有的药剂）；

荷兰吉福斯公司采用的是调质—机械脱水＋生物处理法；

德国HILLER公司采用的是调质—机械脱水＋电化学工艺；

新加坡的CLEANSEAS公司则采用机械脱水＋美国ADTU热解吸的工艺；

而法国、德国的石化企业多数采用焚烧的方式。

溶剂萃取技术目前只局限于实验室研究，很难达到工业化应用。

减量化、无害化、资源化处理仍然是目前含油污泥处理的目标和趋势。

在国际上，各地由于在地质和地理条件上的差异，土壤对油类有机物的耐受程度不同，因此对于污泥中的总石油烃或者油含量，世界上没有统一的标准，但是很多国家和地区都根据本地区的实际情况以法规或指导准则的形式提出了相应的现场专用指标，对土壤或污泥中的含油量及有机物和重金属含量提出了相应的限制。

大部分含油污泥处理指标要求都与污泥的最终处置方式有直接的关系。

不同国家对处理后含油污泥中的含油量要求的指标见表1.1。

表1.1不同国家对处理后含油污泥中剩余油含量要求的指标

国别

土壤中含油量的要求（质量分数）/%

填埋处置

筑路、铺路

加拿大

≤2

≤5

美国

法国

—

针对固体废物我国出台了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，并在此基础上制定了《国家危险废物名录》和《危险废物鉴别标准》，且对危险废物的处置给出了规定，制定了《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2001）和《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）等，在这些标准和法规中，将含油污泥归类为危险固体废物，但是并没有对含油污泥中的含油量提出量化指标。

大庆油田根据已建和在建的含油污泥处理站筛分流化—调质—离心处理工艺，依据国外对含油污泥处理后污泥中剩余油含量要求的指标（≤2％）开展处理试验，并对处理后的污泥采用微生物处理技术和电化学处理技术进行深度处理，是深度处理后的污泥中含油的指标≤3‰，满足《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284—1984）的要求。

1.2.2国外油田含油污泥处理关键技术

荷兰吉福斯公司采用的是生物处理法，加拿大TDS公司、美国的SWACO公司采用的是热解吸技术，法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式。

随着环保法规的逐步完善和企业技术进步的要求，含油污泥的污染治理技术已日益引起人们的关注和重视，半个多世纪以来，含油污泥处理技术发展很快，常见油泥处理工艺的特点见表1.2。

表1.2常见油泥处理工艺的特点

处理方法

优点

缺点

主要适用物料

筛分流化-调质-离心处理工艺

适应性较强，可回收大部分油，实现资源化利用

处理后污泥含油量≤2％，满足填埋铺路要求，要达到农用污泥处理标准需要后接深度处理工艺

多种含油污泥

热解法

含油污泥完全无机化，烃类可回收利用；

处理速度快；

对污泥处理彻底

反应条件要求高，操作比较复杂；

设备投资大，能耗高；

处理不好容易产生大气的二次污染

含水量不高，有机物含量高的污泥；

经过物理化学方法处理后的含油污泥

焚烧技术

可以较好地解决污泥污染问题，满足环保要求；

可以变废为宝，资源化利用；

处理量较大

需要掺水煤浆一同燃烧，成本较高，能耗高，设备投资大，工艺技术要求较高，焚烧后可能存在粉尘、SO2等二次污染

含水量不高，烃类含量高的污泥

生物处理技术

避免了污染物的多次转移；

能耗低处理成本低

处理周期长，对环烷烃、芳烃处理效果差，对含油率高的油泥砂难适应，占地面积大，受气候影响大

含油量较低的污泥

溶剂萃取工艺

效率高，处理彻底，大部分石油类物质提取回收

对设备密闭性要求较高，溶剂回收过程较复杂；

萃取剂价格昂贵，过程中存在部分损失，处理成本高

罐底泥等含油量大的污泥

调剖技术

实现资源化利用

配伍性要求高，需要深入细致的工作，才能扩大应用规模

含油量不太高的污泥

1.调质-机械脱水技术

机械分离法是指污泥经重力、气浮等方法浓缩后，用机械力使污泥进一步脱水、减容或分离，以便于运输并满足污泥达标排放或利用要求。

要通过调质-机械脱水使含油污泥实现油-水-固（无机固体）的三相分离，关键是使其中粘度大的吸附油解吸和破乳。

为促使油从固体离子表面分离，加入合适的电解质可增加系统的电荷密度，使它们取代油组分优先吸附在粒子表面，并使粒子更分散，为油从固体颗粒表面脱附创造更好的条件。

在国外炼厂落地油、钻井废液、罐底油泥等含油废弃物的处理中，大部分采用调质-机械脱水的处理工艺，处理后的污泥大部分可以达到直接填埋处理的要求。

但是，鉴于目前对废弃物填埋要求越来越严格的发展趋势，这种方法只能作为含油污泥的预处理方法，必将需要辅以后续的深度处理方法，使污泥的处置更彻底。

2.溶剂萃取技术

萃取是某物质由一相（固相或液相）转移到另一相（为液相）内的相间传质过程，作为一种用以除去污泥所夹带的油和其他有机物的单元操作技术而被广泛研究，其中包括正处于开发阶段的超临界流体萃取。

溶剂可分为有机溶剂和超临界溶剂，有机废物从污泥中被溶剂抽提出来后，通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用。

萃取法处理含油污泥不但能有效去除泥中的油，也能有效去除其他微量有害物质。

经萃取后大多数泥渣都能达到最佳常规污染控制技术的要求，回收油则可用于回炼。

溶剂萃取在化工、冶金、环境及综合利用方面有广阔的发展前景，近年来随着我国石油化工工业的不断发展，为这项技术的推广奠定了更加稳定的基础，也开发了多种萃取剂和萃取装置，使萃取工艺能更好地应用与实际生产中。

目前，在国外，由于成本高，萃取法还没有广泛应用于含油污泥处理。

3.热处理技术

1）化学热洗

化学热洗法（也称热脱附法）以热碱水溶液反复洗涤，再通过气浮实施固液分离。

洗涤温度多控制住70℃左右，液固比2:

1，洗涤时间20min，能将含油率为30％的落地油泥洗至残油率1％一下。

混合碱可由廉价的无机碱和无机盐组成，也可选用廉价的洗衣粉等。

该方法能量消耗低，费用不高，但是目前单纯以回收污油为处理目的的工艺在油田应用较少。

2）焚烧

焚烧是最彻底的含油污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，使有害的金属离子固化于焚烧灰渣中，难于溶出，可以最大限度地减少污泥体积。

另外，焚烧法处理污泥速度快，不需要长期储存和远距离运输，可以就地焚烧。

长期以来一直被国外大多数油田及炼油厂采用，但它对污泥预处理脱水要求严格，污泥含水率达到38％以下时才可不需要辅助燃料直接燃烧。

虽然焚烧仍是目前处理固体废物最彻底的主流工艺，但其缺点十分明显。

处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生二恶英等剧毒物质，通过热量利用进行能源回收的效率不高，同时为满足日益严格的大气环保标准，需配套复杂的烟气净化措施，增加了处理工艺成本。

3）热解吸

高温热处理是目前国外广泛用于含油污泥无害化处理的一种工艺。

含油污泥在无氧条件下加热到水的沸点以上，烃类物质裂解温度以下的温度，使烃类物质及水蒸发出来，剩余泥渣能达到BDAT要求，烃类物质可以回收利用，但其