加熱分離法處理三元淤積物技術研究

劉大志（大慶油田有限責任公司第四采油廠第三油礦，黑龍江　大慶　163511）

加熱分離法處理三元淤積物技術研究

劉大志（大慶油田有限責任公司第四采油廠第三油礦，黑龍江大慶163511）

油田污泥處理站現有處理污泥的主要工藝為調質、離心技術，可較好處理水驅區塊產生的淤積物，但在處理三元淤積物時，出現轉股分離器篩網堵塞、離心機振動大，處理完污泥含油量難以達標問題，因此開展三元淤積物處理技術研究。本文在室內處理試驗可行的基礎上研制了適合于現場的三元淤積物工藝及設施，經過現場試驗證明加熱分離法能夠有效處理三元淤積物，處理后污泥含油量能夠達到≤2%排放標準，為今后三元淤積物處理提供了有效的技術支撐。

三元淤積物；含油污泥處理；加熱分離

目前X油田三元復合驅工業化區塊有3個，杏六區東部三元復合驅于2010年2月注入三元主段塞，2011年11月出現摻水水質變差，加熱爐淤積嚴重，火管頻繁鼓包、燒穿問題，集輸系統管道淤積結垢問題導致壓力損失增加，通過2012年的不斷摸索與總結，形成了三合一每半年清淤一次，二合一每季度清淤一次，站間及單井摻水管道每年除垢兩次的《三元集輸系統容器、管道清淤管理制度》。

1　三元淤積物及處理工藝現狀

1.1三元淤積物成分分析

由于三元淤積物成份復雜，外觀為棕褐色粘稠狀，淤積物中含吸附水10%～40.3%，原油8.6%～76.8%，固體物質13.2%～51.1%，其中固體物質含碳酸鹽垢約31%，硅酸鹽垢約52%。與水驅淤積物成分相比，三元淤積物含聚濃度在600～1000mg/L，固體含量遠高于水驅淤積物固體含量（≤2%），從垢質成分來看，水驅淤積物含垢主要以碳酸鹽垢為主，而三元淤積物垢質初期以碳酸鹽垢為主，進入后期以硅酸鹽垢為主。以杏六區東部三元復合驅三元-1、三元-2轉油站為例，按照見劑高峰期三元加熱爐年清淤量45m3/臺，三合一清淤量40m3/臺，2座轉油站年淤積物量達350m3。

1.2污泥站處理技術現狀

X油田污泥處理站主要采用調質離心機處理技術，主體工藝采用調質、離心處理工藝，主要由污泥收集池、污泥預處理流化裝置、污泥調質裝置、污泥離心裝置、油水分離裝置、回摻水系統、導熱油加熱裝置等組成，設計處理量為10m3/h，設計指標為處理后污泥中含油量≤2%；最終污泥含水率≤70%。

2　三元淤積物處理技術研究

2.1室內試驗情況

實驗一：2013年11月21日上午9：40，取約500g三元加熱爐淤積物，置于電暖器片上進行加熱，中午12：00垢塊全部融化（55℃），將污油倒出后，繼續加熱剩余污泥，14：00污泥中水分全部蒸發，16：00時污泥已烘干成粉末狀態。經化驗污泥中含油量為0.175%，達到了含油≤2%的排放標準。

試驗二：2014年3月10日13：40，取13.2kg淤積物（經化驗含油76.8%），倒入桶中加熱，43分鐘后淤積物全部融化（58℃），將污油倒出后，加入5.5kg清水，使淤積物完全淹沒加熱到50℃，再將污水倒掉，第二次加入3.6kg清水，加熱到32℃，將污水倒掉，處理后污泥含油量0.75%。

通過室內實驗表明，三元淤積物可采用加熱的方式使淤積物內部的污油及水充分融化并上浮到淤積物頂部，將淤積物內的污油及水回收，剩余污泥繼續加熱一段時間后干涸成粉末狀，達到排放標準。

2.2研究內容

儲泥罐設計：用10mm厚壓力容器中板Q245R制作一個Φ 2.0×1.5m的儲泥罐，罐壁設計800×300mm過濾網（5目），加熱后的污油上浮，通過濾網流入儲油室，再從排污管排出進行回收，罐內部設計攪拌裝置（利舊），通過攪拌促使原油從污泥中分離出來，進一步提高污泥處理效果。

加熱裝置設計：罐下部設計導熱油室，用電加熱器進行加熱，電加熱控制系統與罐內部淤積物溫度連鎖，當溫度達到60℃停止加熱，加熱主要體現兩種功能，一是油泥在高溫情況下，使污油充分溶化，上浮到淤積物頂部，通過排油工藝進行回收；二是將油泥中的少量水分通過加熱烘烤作用蒸發掉，使油泥硬化，儲泥罐壁設計測溫孔安裝溫度變送器，與電加熱形成閉鎖，起到高溫斷電功能。

3　現場試驗情況

第一次試驗

2014年8月13日從三元-1轉油站拉運三合一清出的淤積物22袋，約0.78m3淤積物（含油68.68%）加入污泥罐內，先攪拌均勻，啟動54kW電加熱裝置80分鐘，淤積物全部融化，將污油從收油管線排出；第一次加入1m3熱水，攪拌2分鐘，靜沉10分鐘，將污油及污水排出；第二次加0.5m3熱水，攪拌2分鐘，靜沉10分鐘，將污油及污水排出；排出過程油水分離效果明顯，最終污泥含油1.53%，達到含油量≤2%的排放標準。

第二次試驗

2014年9月16日，從污油站5000m3儲泥池人工挖出1.1m3淤積物，倒入儲泥罐內，啟動加熱裝置，30min后污油開始融化，60min污油全部融化，用溫度測得污油溫度60℃，啟動攪拌器，攪拌5分鐘，靜沉10分鐘，將污油排出，加入55℃清水1.0m3，攪拌5分鐘，靜沉10分鐘，再將污水排出，“加熱水、攪拌、靜沉、排污水”，共循環3次，熱水用量2.0m3，處理后污泥含油量1.12%。

本次處理過程與第一次試驗對比，“加水、攪拌、靜沉、排污水”操作3次，比第一次試驗多加清水循環1次，且處理后的污泥含油量1.12%，處理效果不如第一次試驗效果好，而且處理后的污泥顏色深，分析原因認為5000m3儲泥池建成于2009年，內部存放的污泥長時間暴露于大氣中，發生氧化作用，原油已經完全浸入污泥顆粒內，致使含油污泥處理難度增加，導致處理后的污泥顏色較深。

經過現場三元淤積物處理技術試驗，初步形成了“加熱、攪拌、沉降、分離”的四步法處理過程。第一步：加熱，將淤積物加熱至60℃，使淤積物充分融化，由固態變為液態；第二步：攪拌，用轉速為60r/min的攪拌器對淤積物進行攪拌5分鐘，促使淤積物內的污油與固體泥顆粒進行分離；第三步：靜沉分離，靜置沉降10分鐘，根據泥、水、油三者的密度差異，質量重的污泥沉降到儲泥罐的底部，密度劇中水置于中間層，將分離出來的密度最輕的污油與污泥隔開；第四步：排油排泥，通過設計的排油工藝將最上層的污油排出，因油在最上層，距排油口的液位高、壓力最高，因此最先排出的是油，高排完污油后再排污水，排完污水后剩余的污泥經導熱油的余溫烘干，從排泥口排出。

4　結語

通過室內及現場試驗證明，加熱分離法能夠有效處理三元淤積物，淤積物處理成本148.1元/m3，與目前在用的調質、離心處理技術對比，處理成本下降76.4元/m3。加熱分離法處理工藝簡單可靠，均為國產設備，便于維修維護。