一种处理油田污油泥的工艺方法

摘要

本发明属于污油泥处理技术领域，具体涉及一种处理油田污油泥的工艺方法，该工艺方法为：固态含油污泥筛选、固态含油污泥干蒸汽化油、固态含油污泥高压水粉碎、液态含油污泥预处理、一级清洗、二级清洗、三级清洗、四级清洗、脱水处理及油水回收；其中化油箱包括箱体、均布的环腔筛柱及干蒸汽喷头，干蒸汽喷头位于环腔筛柱的内部，环腔筛柱内外壁的筛孔直径为5毫米，环腔筛柱底部设有可翻转出料盖板；粉碎箱包括外壳、均布的料箱及高压水喷枪，高压水喷枪位于料箱的顶部，料箱的两个侧壁上设有均布的圆孔。本发明的工艺设计合理，安全环保，处理效果好，处理效率高，处理能力强，节约成本，经济适用。

说明书

技术领域：

本发明属于污油泥处理技术领域，具体涉及一种处理油田污油泥的工艺方法。

背景技术：

目前，油田处理污油泥技术方案是：污油泥打入加热搅拌罐，加入破乳剂和 清洗剂等药剂后加热到60～80℃，然后进入两相普通污水卧螺离心机同时加入絮 凝剂，将污泥和油水混合物分离，然后再将油、水分离。 然而采用现有技术存在以下缺点：由于过程中加入药剂，一方面浪费资源， 另一方面能够产生二次污染，此外该工艺处理难以达到国家污泥中油含量规定 的标准，如果做到污泥含油量低于国家标准也难以进行产业化生产，处理量小， 一般在200～300KG/H。 现有处理工艺复杂，模块数量多，故障率高，占地空间大，油、水、通过 沉降分离罐分离；如果每小时生产2吨以上泥沙含油3％～6％，水中含油大于 500PPM，油中含水大于5％。

发明内容：

本发明弥补和改善了上述现有技术的不足之处，提供一种工艺设计合理、安全环保、处理效果好、处理效率高、处理能力强、节约成本、经济适用的一种处理油田污油泥的工艺方法，可以大规模地推广和使用。

本发明采用的技术方案为：一种处理油田污油泥的工艺方法，该工艺方法为：

步骤一、固态含油污泥筛选

将固态含油污泥通过污泥分选装置进行打散，打散后的固态污油泥块通过振动筛选机进行筛选，污泥中大于2厘米的颗粒输送至污泥分选装置重新打散，颗粒小于2厘米的污泥块通过输送至化油箱内待处理，在振动筛选的过程中，将石块及纤维等杂物分拣到收集箱内；

步骤二、固态含油污泥干蒸汽化油

将振动筛机筛出的不大于1厘米的污油泥颗粒通过螺旋上料机输送至化油箱的环腔筛柱内，环腔筛柱装满污油泥颗粒后，将环腔筛柱内的干蒸汽喷头与装有过热器的蒸汽锅炉连接，启动蒸汽锅炉进行化油，其中干蒸汽的温度为250℃—300℃，析出的油进行回收处理；

步骤三、固态含油污泥高压水粉碎

将步骤二中化油后的污油泥颗粒输送至粉碎箱的料箱内，将料箱顶部的高压水喷枪与高压水清洗机连接，启动高压水清洗机，对料箱内的污油泥颗粒进行高压水粉碎，粉碎后的液态含油污泥输送至一级清洗装置进行处理；

步骤四、液态含油污泥预处理

将液态含油污泥通过筛网过滤装置进行过滤，将滤出的固态含油污泥或半固态含油污泥重复步骤一至步骤三，将过滤后的液态含油污泥输送至一级清洗装置进行清洗；

步骤五、一级清洗

将步骤三和步骤四的液态含油污泥通过输送泵输送至一级清洗装置内进行一级清洗，一级清洗装置包括一级清洗槽、一级清洗超声污泥处理器、一级清洗气浮装置、药剂加药装置、收油泵及一级清洗收油装置，污油泥通过输送泵一级清洗槽上部的进泥口，污泥沿布泥板滑入一级清洗装置中，在一级清洗槽内通过超声污泥处理器、清洗剂和气浮的共同作用，对含油污泥进行清洗，对析出的原油进行回收，一级清洗装置的操作温度为90℃；通过投入加药剂并辅以加热减粘的调质手段，调整固体粒子群的性状和排列状态，使其中粘度大的吸附油解吸和破乳，使之适合不同脱水条件的处理；

步骤六、二级清洗

将一级清洗后的混合泥浆输送至二级清洗装置进行二级清洗，二级清洗装置包括二级清洗槽、二级清洗超声污泥处理器、二级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、提升泵、收油泵及二级物理收油装置，进入二级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行二级清洗，回收上部浮油，下部泥浆被送至三级清洗装置；

步骤七、三级清洗

将二级清洗后的混合泥浆输送至三级清洗装置进行三级清洗，三级清洗装置包括三级清洗槽、三级清洗超声污泥处理器、三级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、提升泵、收油泵及三级物理收油装置，进入三级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行三级清洗，回收上部浮油，下部泥浆被送至四级清洗装置；

步骤八、四级清洗

将三级清洗后的混合泥浆输送至四级清洗装置进行四级清洗，四级清洗装置包括四级清洗槽、四级清洗超声污泥处理器、四级清洗气浮装置、氧化剂加药装置、提升泵、收油泵及四级物理收油装置，进入四级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行四级清洗，清洗结束后加入氧化剂和絮凝剂，并将混合泥浆输送至离心处理装置进行处理；

步骤九、脱水处理

将四级清洗后的混合泥浆通过离心处理装置进行脱水处理，该装置集成了絮凝剂加药装置，从离心处理装置分离出来的污泥，其含油≤2%，含水为75%，如需深度处理，可由螺旋输送机送至深度处理装置进一步处理；

步骤十、油水回收

通过油罐对一级清洗槽、二级清洗槽、三级清洗槽及四级清洗槽上部的浮油进行回收，通过水罐分离出的含油污水进行回收利用。

所述步骤二中为实现污油泥处理工艺的化油箱包括箱体、均布的环腔筛柱及干蒸汽喷头，干蒸汽喷头位于环腔筛柱的内部，环腔筛柱内外壁的筛孔直径为5毫米，环腔筛柱底部设有可翻转出料盖板。

所述步骤三中为实现污油泥处理工艺的粉碎箱包括外壳、均布的料箱及高压水喷枪，高压水喷枪位于料箱的顶部，料箱的两个侧壁上设有均布的圆孔。

本发明的有益效果：工艺设计合理，安全环保，处理效果好，处理效率高，处理能力强，节约成本，经济适用。处理后的污泥中含油一般为2%左右，含水率80%左右，如果不需深度处理，可直接外排处理，如需深度处理，可由螺旋输送机或污泥卸料车运送到深度处理设施附近；整套工艺管线外设保温，防止热量损耗及操作人员高温烫伤，工艺中电动机手动阀门选择内衬聚四氟阀芯，减少泥沙对阀体的损害。

附图说明：

图1是本发明中实施例二的含油污泥处理工艺流程图。

图2是本发明中化油箱的结构示意图。

图3是本发明中粉碎箱的结构示意图。

具体实施方式：

实施例一

参照图2和图3，一种处理油田污油泥的工艺方法，该工艺方法为：

步骤一、固态含油污泥筛选

将固态含油污泥通过污泥分选装置进行打散，打散后的固态污油泥块通过振动筛选机进行筛选，污泥中大于2厘米的颗粒输送至污泥分选装置重新打散，颗粒小于2厘米的污泥块通过输送至化油箱内待处理，在振动筛选的过程中，将石块、纤维、杂草、建筑垃圾等杂物分拣到收集箱内；

步骤二、固态含油污泥干蒸汽化油

将振动筛机筛出的不大于1厘米的污油泥颗粒通过螺旋上料机输送至化油箱的环腔筛柱2内，环腔筛柱2装满污油泥颗粒后，将环腔筛柱2内的干蒸汽喷头3与装有过热器的蒸汽锅炉连接，启动蒸汽锅炉进行化油，其中干蒸汽的温度为280℃，析出的油进行回收处理；

步骤三、固态含油污泥高压水粉碎

将步骤二中化油后的污油泥颗粒输送至粉碎箱的料箱5内，将料箱5顶部的高压水喷枪6与高压水清洗机连接，启动高压水清洗机，对料箱5内的污油泥颗粒进行高压水粉碎，粉碎后的液态含油污泥输送至一级清洗装置进行处理；

步骤四、液态含油污泥预处理

将液态含油污泥通过筛网过滤装置进行过滤，将滤出的固态含油污泥或半固态含油污泥重复步骤一至步骤三，将过滤后的液态含油污泥输送至一级清洗装置进行清洗；

步骤五、一级清洗

将步骤三和步骤四的液态含油污泥通过输送泵输送至一级清洗装置内进行一级清洗，一级清洗装置包括一级清洗槽、一级清洗超声污泥处理器、一级清洗气浮装置、药剂加药装置、收油泵及一级清洗收油装置，污油泥通过输送泵一级清洗槽上部的进泥口，污泥沿布泥板滑入一级清洗装置中，在一级清洗槽内通过超声污泥处理器、清洗剂和气浮的共同作用，对含油污泥进行清洗，对析出的原油进行回收，一级清洗装置的操作温度为90℃；通过投入加药剂并辅以加热减粘的调质手段，调整固体粒子群的性状和排列状态，使其中粘度大的吸附油解吸和破乳，使之适合不同脱水条件的处理；

步骤六、二级清洗

将一级清洗后的混合泥浆输送至二级清洗装置进行二级清洗，二级清洗装置包括二级清洗槽、二级清洗超声污泥处理器、二级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、提升泵、收油泵及二级物理收油装置，进入二级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行二级清洗，回收上部浮油，下部泥浆被送至三级清洗装置；

步骤七、三级清洗

将二级清洗后的混合泥浆输送至三级清洗装置进行三级清洗，三级清洗装置包括三级清洗槽、三级清洗超声污泥处理器、三级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、提升泵、收油泵及三级物理收油装置，进入三级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行三级清洗，回收上部浮油，下部泥浆被送至四级清洗装置；

步骤八、四级清洗

将三级清洗后的混合泥浆输送至四级清洗装置进行四级清洗，四级清洗装置包括四级清洗槽、四级清洗超声污泥处理器、四级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、氧化剂加药装置、提升泵、收油泵及四级物理收油装置，进入四级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行四级清洗，清洗结束后加入氧化剂和絮凝剂，并将混合泥浆输送至离心处理装置进行处理；

步骤九、脱水处理

将四级清洗后的混合泥浆通过离心处理装置进行脱水处理，该装置集成了絮凝剂加药装置，从离心处理装置分离出来的污泥，其含油≤2%，含水为75%，如需深度处理，可由螺旋输送机送至深度处理装置进一步处理；

步骤十、油水回收

通过油罐对一级清洗槽、二级清洗槽、三级清洗槽及四级清洗槽上部的浮油进行回收，通过水罐分离出的含油污水进行回收利用。

实施例二

参照图1，一种处理油田污油泥的工艺方法，该工艺方法为

步骤一、自动进料

由于各地含油污泥来源广泛，主要组成为原油、水和固体颗粒，其中还含有部分大块物料，固体垃圾等。比如辽河油田的地理位置，四季温差较大，夏季高温使含油污泥中原油析出，形成浮油，流动性较强，泥中的固体颗粒沉积在储泥池的底部，固体和浮油之间有含水层；秋季气温降低后，使上层浮油凝结形成油盖，随着温度的降低，污泥流动性减弱，至冬季冰冻。所以在含油污泥转运进料中要考虑液态污泥和固态半固态污泥的进料。液态含油污泥通过气动隔膜泵或渣浆泵输至预处理装置的进料口；固态和半固态含油污泥通过斗式污泥提升机或螺旋输送机送入地埋调质罐进行调质处理，其中固态或半固态含油污泥操作温度为常温，液态含油污泥操作温度为85℃；

步骤二、调质处理

通过投加药剂并辅以加热减粘等调质手段，调整固体粒子群的性状和排列状态，使其中粘度大的吸附油解吸和破乳使之适合不同脱水条件的预处理操作，由斗式提升机或气动隔膜泵输送来的污油泥进入地埋罐进行稀释、加温、搅拌、加药并充分调质、混合并进行初步破乳、破胶，调整温度为85℃，鉴于单个撬体混合液停留时间较长，因此采用三套调质罐轮流调质进料的方式，缩短工艺中污泥的停留时间；

步骤三、预处理

由自动进料泵输送过来的含油污泥首先进入污泥预处理装置的进料口，预处理装置包括预处理装置槽、污泥分选器、预处理超声污泥处理器、预处理气浮装置、破乳剂加药装置、收油泵及预处理收油装置，含油污泥在进料口处通过污泥分选器的转轮与筛板的共同作用，大块聚结在一起的污泥通过污泥分选转轮的旋转被打散，污泥中大于2厘米的颗粒被分选转轮推进预处理装置一侧的大块物料收集箱内，小于2厘米的污泥通过污泥分选筛板的筛孔进入污泥预处理槽，通过含油污泥分选转轮和筛板共同作用，实现含油污泥的杂物去除，纤维物粉碎，均匀分散。通过筛板的含油污泥沿布泥板进入预处理槽内，通过槽内的超声污泥处理器和投加破乳剂的相互作用，促使原油从固体颗粒表面分离，通过气浮管的上升气泡，使原油上浮，回收部分原油，预处理操作温度为90℃，添加药剂为破乳剂；

步骤四、一级清洗

经预处理后的含油污泥由与处理槽内下部的穿孔管连接的泵输送至一级清洗装置内进行一级清洗，一级清洗装置包括一级清洗槽、一级清洗超声污泥处理器、一级清洗气浮装置、药剂剂加药装置、收油泵及一级清洗收油装置，污油泥通过输送泵一级清洗槽上部的进泥口，污泥沿布泥板滑入一级清洗装置中，在一级清洗槽内通过超声污泥处理器、清洗剂和气浮的共同作用，对含油污泥进行清洗，对析出的原油进行回收，一级清洗装置的操作温度为90℃，添加药剂为除油剂；

步骤五、二级清洗

将一级清洗后的混合泥浆输送至二级清洗装置进行二级清洗，二级清洗装置包括二级清洗槽、二级清洗超声污泥处理器、二级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、提升泵、收油泵及二级物理收油装置，进入二级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行二级清洗，回收上部浮油，下部泥浆被送至三级清洗装置，二级清洗装置的操作温度为90℃，添加药剂为清洗剂；

步骤六、三级清洗

将二级清洗后的混合泥浆输送至三级清洗装置进行三级清洗，三级清洗装置包括三级清洗槽、三级清洗超声污泥处理器、三级清洗气浮装置、清洗剂加药装置、提升泵、收油泵及三级物理收油装置，进入三级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行三级清洗，回收上部浮油，下部泥浆被送至四级清洗装置，三级清洗装置的操作温度为85℃，添加药剂为清洗剂；

步骤七、四级清洗

将三级清洗后的混合泥浆输送至四级清洗装置进行四级清洗，四级清洗装置包括四级清洗槽、四级清洗超声污泥处理器、四级清洗气浮装置、氧化剂加药装置、提升泵、收油泵及四级物理收油装置，进入四级清洗装置的混合泥浆通过超声、气浮及搅拌的共同作用，对含油污泥进行四级清洗，清洗结束后加入氧化剂和絮凝剂，并将混合泥浆输送至离心处理装置进行处理，四级清洗装置的操作温度为80℃，添加药剂为氧化剂；

步骤八、离心处理

将四级清洗后的混合泥浆通过离心处理装置进行脱水处理，离心处理撬包括两相离心机、絮凝剂加药装置及静态混合器，该撬集成了絮凝剂加药装置，从离心机分离出来的污泥，其含油≤2%，含水为75%，如需深度处理，可由螺旋输送机送至深度处理装置进一步处理，其中两相离心机为卧螺离心机，操作温度为62℃，添加药剂为絮凝剂；

步骤九、油水回收

通过油水储存撬进行油水回收，通过油罐对预处理装置、一级清洗槽、二级清洗槽、三级清洗槽及四级清洗槽上部的浮油进行回收，通过水罐分离出的含油污水进行回收利用。

超声波在液体媒质中传播时，不仅具有空化作用，而且还有机械搅拌作用和热效应。主要表现在以下方面：

1、超声空化作用

（1）存在于液体中的微气泡在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡将继续变大，然后突然闭合，在气泡闭合时产生的冲击水波能在其周围产生上千个大气压的压力，破坏不溶性污染物而使他们分散在清洗液中。

（2）气泡振动对固体表面进行清洗，使污层脱落。

（3）空化气泡本身在震荡过程中将伴随着一系列二阶现象发生，如辐射扭力。辐射扭力在均匀液体中作用于液体本身，从而导致液体本身环流，成为声流。微声流可以使振动气泡表面处于很高的速度梯度和粘滞应力，足以使固体表面污物造成破坏而脱落。

（4）超声空化在固体和液体界面上所产生的高速微射流能够除去或消弱边界污层，增加搅拌作用，加快可溶性污物的溶解，强化化学清洗剂的清洗作用。

2、机械搅拌作用

超声波是机械能量的传播形式，与波动过程有关，会产生线性交变的振动作用，超声波在液体中传播时，质点位移振幅虽然很小，但超声引起的质点加速度却非常大，因此当超声波作用于液体时会产生激烈而快速变化的机械运动。

3、热效应

超声波在媒质中传播，其振动能量不断被媒质吸收转变为热能而使媒质温度升高。吸收的能量可升高媒质的整体温度、边界外的局部温度和空化形成激波时波前处的局部温度等。含油污泥进入超声处理装置，经高频振动产生的超声波，使水中的固体颗粒周围包覆的原油形成大颗粒浮油上浮。

超声波是指频率高于20kHz的声波，当一定强度的超声波通过媒体时，会产生一系列的物理、化学效应。因为超声在液体中波长为10~0.015cm（相当于15kHz至10MHz），远远大于分子的尺寸，而且和液体中产生的空化气泡的崩灭（collapse）有密切关系，其动力来源是声空化（sound cavitation）。足够强度的超声波通过液体时，当声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡（空化核）就会迅速增大，在相继而来的声波正压相中气泡又绝热压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成局部热点（hotspot），其温度高达5000K，压力达500atm，持续数微秒之后，该热点随之冷却，冷却率达109k/s，伴有强大的冲击波（对均相液体媒质）和时速达400km的射流（对非均相液体媒质）。当超声波通过有微小油粒的流体介质时，其中的油粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振动速度，油粒将相互碰撞、粘合，体积和重量均增大。然后，由于粒子变大已不能随超声振动，只能作无规则的运动，继续碰撞、粘合、变大，最后上浮，形成浮油。

气浮选技术是通过气浮产生的含微小气泡的溶气水对液态油泥中粒径更细小的油滴进行进一步的浮选分离，从而达到分离油的目的。

实施例二的离心分离设备采用卧螺离心机，卧螺离心机是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备，其工作原理为：转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层。输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外。较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外。本机能在全速运转下，连续进料、分离、洗涤和卸料。具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点。

实施例二的整套装置共分十个处理单元，其中包括一套自动进料装置、三套地埋调质撬、四套污泥清洗橇、一套油水储存撬及一套离心机巧撬，每个橇体尺寸为8米×2.8米×2.6米,每个撬体的重量约为6.5t--8t。液态含油污泥进料泵采用罗茨油泵、隔膜泵或渣浆泵，整套工艺管线外设保温，防止热量损耗及操作人员高温烫伤，工艺中电动机手动阀门选择内衬聚四氟阀芯，减少泥沙对阀体的损害，各撬体需要工人检修及维护处设爬梯与围栏，气浮采用罗茨风机气浮网管。