臥螺離心機在新疆油田含油污泥處理中的應用

閻 崎 郭治勇 王 浩 向 濤

（1．中國石油新疆油田公司百口泉采油廠，新疆 克拉瑪依 834000；2．中國石油新疆油田公司風城油田作業區，新疆 克拉瑪依 834000；3．中國石油新疆油田公司重油開發公司，新疆 克拉瑪依 834000）

0 引言

臥螺沉降式離心機在石油開采等行業中應用非常廣泛，具有分離效果好、對處理介質的適應性強、員工勞動強度輕、處理裝置占地面積小、運行保養以及維護維修費用低等優點，并且還能實現自動密閉不間斷工作。中國石油新疆油田公司風城油田，采用阿法拉伐-ALDEC G-75 離心機處理油田開采過程中的污油泥，效果顯著。

1 臥螺沉降離心機的結構和工作原理以及風城油田污油泥處理工藝

1.1 臥螺沉降離心機的結構和工作原理

臥螺沉降離心機主要由動力系統、轉鼓、螺旋推料器、差速器、可調節堰板、進料口、排渣口和控制系統等部件組成。當污油泥漿混合物通過進料口進入離心機轉鼓后，旋轉的轉鼓會產生離心力，比重大的油泥沙會甩打到轉鼓腔壁上。因螺旋推料器葉片與轉鼓是做相對轉動， 泥沙被螺旋葉片推到轉鼓小端干燥區，從排渣口排出。較輕的油水等液體會流向液相出口，由可調節液體高度的堰板排出離心機轉鼓。附著在轉鼓筒壁上的脫水油后的泥沙，由螺旋推進器擠壓到轉鼓的小端，從出渣口排出。

圖1 含油污泥離心分離處理工藝

1.2 新疆油田公司風城油田污油泥處理工藝

主要由臥螺沉降離心機、污泥漿泵、計量加藥泵裝置、絮凝劑投加設備、無軸螺旋輸送機等構成。含油污泥臥螺沉降離心分離處理工藝流程圖，如圖1 所示：含油污泥分離處理工藝流程圖。

2 絮凝劑制備-臥螺沉降離心分離技術

2.1 絮凝劑制備-臥螺沉降離心分離技術

向含油污泥液體中添加絮凝劑（化學藥劑），將高分子聚丙烯酰胺按照1 ∶260 水的比例配制成溶劑均勻緩慢加入到含油污泥液體中，便會使含油污泥液體中的懸浮微粒失去穩定性，形成絮凝體，在離心力和重力的雙重作用下，絮凝體就會脫離水油相沉淀，從而去除含油污泥液體中的大量泥砂和膠質體，把原油從含油污泥表面剝離下來。新疆油田公司風城油田開發了一系列新型高效的有機絮凝劑，按照污油泥的組分和性質選擇不同的種類絮凝劑，在進入臥螺沉降離心機脫水油時，按照不同的比例添加到污油泥液體中，來提高污油泥脫水油的性能。處理設備時，選擇處理效率高的臥螺沉降離心機加疊片離心機相結合的處理方式。

2.2 對含油污泥進行絮凝調質離心處理試驗

試驗結果表明， 采用臥螺沉降離心機處理后的污油泥中含油在0.2 %～0.3 %， 干泥可直接排放， 其平均分離效率為89.5%。新疆油田公司風城油田作進行了對不同種類含油污泥處理技術研究。研究表明， ALDEC G-75臥式螺旋離心機，當離心速度在 1 450 r/min～1 850 r/min，處理量在18 m3/h～25 m3/h，差轉速為2 r/min ～6 r/min 時， 處理在油田開采生產過程和鉆修井作業過程中產生的落地污油泥效果最佳。

2.3 利用離心分離以及表面活性劑處理罐底和池底污油泥的研究，效果明顯

通過絮凝劑調質加離心分離技術，將罐底和池底污油泥液體加熱到75 ℃左右、投加化學藥劑調質等預處理，提高油水分離性能，加速固液分離速度。用表面活性劑25 mg/L、聚丙烯酰胺2.8 mg/L、鋁磷酸鹽36 mg/L 用作脫水油劑，把含油污油泥及稠油中的水油分脫出來，脫水油率達到91%。應用表面活性劑等進行含油污泥液體的調質與離心分離技術相結合的工藝，對原油儲罐罐底油泥和蒸發存放池底油泥進行處理。結果表明：再加溫到75℃，保溫時間在30 min ～40 min，含油污泥去除水油率最高，離心機轉速在1 950 r/min ～2 450 r/min，差轉速為2 r/min ～4 r/min時，分離后泥中含油率≤0.2%，液相含油量不大于980 mg/L，膠質體等固體含量≤160 mg/L，風城油田每年處理污油泥液體量在54 000 方，減排合格干泥砂12 500 方，達到了國家直接排放的標準要求。

3 影響臥螺沉降離心機處理效果的因素

影響臥螺沉降離心機脫水油效果的因素較多，污油泥組分的因素尤為重要，且各個因素又互相影響，找到污油泥成分、絮凝劑、加熱溫度、保溫時間、分離設備等之間的關系和運行數據非常重要。新疆油田公司風城油田污水處理車間，通過實驗和不斷探索，得出影響離心機脫水油效果的主要因素有2 個方面。

3.1 離心機處理效果轉速因素

離心機的轉速越高，離心力越大，對提高泥餅含固率，濾后液體清澈度都有幫助，但對于易沉降的介質，例如落地油泥，含水率相對較低的，轉速越高越容易引起膠質體和泥砂來不及推出，造成堵塞離心機固體出料口和芯管。因此要根據離心機的處理能力以及絮凝劑的絮凝效果等因素來選擇合適的離心機轉速以及進料量等。經研究表明，新疆油田公司風城油田風城油田的污油泥處理，離心機的轉速控制應控制在1 850 r/min ～2 500 r/min。

3.2 離心機處理效果差轉速因素

離心機差轉速的控制直接影響了離心機的生產能力、固體泥砂以及膠質體的干度和水油的清澈質量，是離心機運行中最重要的可調節參數。差轉速的大小主要取決于所需固體和膠質體排量的大小。差轉速太高沉固在干燥區的停留時間減少，會使沉渣的含水油率增高，但差轉速過低又會增大螺旋推料器的推料阻力。因此，新疆油田公司風城油田應根據污油泥的組分、性質以及離心機的生產能力等參數來確定差轉速控制范圍。風城油田離心機的差轉速控制在2 r/min ～8 r/min 為宜，泥漿單螺桿泵流量為25 m3/h ～30 m3/h。

3.2.1 聚丙烯酰胺的投加和濃度選擇

風城油田污油泥處理車間，將聚丙烯酰胺絮凝劑投加位置設定在離心機的進料口處，與污油泥液體充分混合攪拌后進入離心機的轉鼓腔內，體分離成油水泥砂（膠質體）。聚丙烯酰胺配比液加入污油泥液體中的時間和比例也非常的關鍵，如果在進入轉鼓腔之前加入，絮凝成膠質絮團，膠質絮團進入離心機后，將被再次打碎，使泥油水不易分離，效果變差；另外投加量要有計量和調控方式。投加量小起不到絮凝作用；而投加量大會造成浪費，也會因加藥量超過一定的量會形成反膠質體，使得污油泥液體分離難度加大。選用單螺桿泵和流量計量泵來控制聚丙烯酰胺的投加量，用量一般為4 kg/TDS ～6 kg/TDS。

3.2.2 稠油污油泥組分含量分析

隨機取一定量的風城油田污水處理系統中3 種最常見的污油泥（池底油泥、罐底油泥、落地油泥），用蒸餾法測其含水量，并用石油醚和丙酮的混合溶劑反復洗滌直至殘余物不含油為止，最后測定泥砂等其他物質含量，實驗結果見表1。

表1 3 種污油泥測定泥砂物質含量對比表

4 結語

新疆油田公司風城油田污油泥處理車間，引進阿法拉伐臥螺沉降離心機來處理含油污泥至今已5 年時間，通過試驗和實際的運行，總結出了處理各種污油泥的最佳控制參數：離心機轉速控制在1 850 r/min ～2 500 r/min，差轉速控制在2 r/min ～6 r/min，聚丙烯酰胺濃度控制在2%～3.5%，泥餅含水率在75%～85%，臥螺沉降離心機的處理能力大、分離效果好，而且自動化程度高，管理難度小。