油田油泥砂处理工程新技术与设备

〖枯井老树〗于2006-07-21发布，有效期2009-10-06天。

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                      油田油泥砂处理工程新技术与设备

    大庆油田地处茫茫沼泽和草原，原始环境自然优美。

    1.1油泥现状

    油田已有数十年的历史，自油田开采那天起便开始，油泥日积月累。给自然环境造成了严重污染破坏了地表生态环境，更为严重的是已经污染了地下水资源给人民的生存造成了实际危害并遗害于子孙后代。

    油泥产生主要有四条渠道：

    一是：勘探钻井过程中发生的落地油，泥浆和油水。

    二是：采油进在后期产油生产中已含有大量的水和泥沙。

    三是：储油罐底积累的底泥中，含有不同比例的石油。

    四是：输油过程中管道泄漏于泥土中。

    油田经过几十年开采，把这些油泥视作废弃物和暂时法处理的垃圾，堆放于人造大池坑中和自然洼地里。

    油泥中油质，由于数年及至于数十年，暴露于大气中，日晒风蚀，轻质油组份已挥发，剩之为重质油和沥青质与土、沙等深深的融合成为人们常通称之为的老化油泥，已难处理。

    就一些油池而论，已存在数十年，里面存放有采稠油污水，清罐的罐底泥，以及落地油连带泥沙混合体，一起注入大坑中，其中含油约几百万吨。

    1.2油泥特性

    大庆一厂三矿油泥坑、头台油田油泥坑等。

    外观：油浸于泥土中，整体为黑色膏状

    比重：≥1，约为1.5--1.8（沉于水中）

    含油率：通常在20~30%范围。

    环境温度：16度。

    主要化学成份

沙与土，石油类，还有大量的阳离子Na⁺，K⁺，Ca⁺，Mg²⁺，Fe²⁺等、阴离子Cl^-，SO₄^2-，CO₃^2-，HCO₃^-等以及还有一些重金属离子。

石油质密度：--0.92

石油质凝点：--42℃

另外还含有：较多的有机物质和玻璃瓶、塑料袋、树树等生活垃圾及其它固体废弃物。

尤为重要的油泥、水逐步向地层深度渗透，在某油田地区发生了对居民饮用水的污染，给人体健康已经造成严重损害。

2.1处理目标

·恢复生态环境，还土予大自然。恢复其原始生态。

·排放污水，做到达标排放，灌溉周边土地。

·回收能源，把石油类物质收回，这是一笔可观的收入。

2.2工艺流程

见流程示意图（见附图）

首先把油泥水导入均混加热池（1），同时向池中注入A剂，经加热混溶后油泥水用泵提升进入反应器（2）。由反应器出来，浮油流入油净化器，泥沙和含油污水进入除砂器（3）然后在进入超声波除油器中（4），经超声波辐射震荡和药物破解等多种力道作用下，发生了实质性的分离，水中的乳化油，溶解油及粘附于泥沙体中的原始油、烃类，均已分离出体，成为油、水、泥沙三相混合体，共同流向旋流分离器（5）。由于旋流器的功能性结构作用，油、水、泥沙分三路各自流向自已的再处理器。

油在净分器内再一步净化分离后流入储油罐待外运。

水流向水净化器，整流后连续流入水再热器，提升温度后，回送均混池、反应器等循环作用。

污泥由旋流器排泥管排出，流向污泥再洗器（8），或者直接排入泥沙干化池（14），洗水回流进入净化器（12），底泥由排泥管排出存于污泥干化池（9）待运，可回填于大自然，可以种花，种草与水配合养植芦苇，绿化环境等，还可以用来作型煤。

2.3工艺特点

该项工艺是我公司自行研发的发明专利和实用专利技术。该项油泥处理技术具有投资少，运行成本低，治理效果达标。经在油田现场处理实践，取得良好的效益。

此项技术为下述四个环节组成

（1）加热均混

稠油、超稠油在常温状态下呈固状物形式存在。处理时与水混于一体，加温至溶混状态时，投入药剂AB，药剂AB的作用是可使乳化了的油水大分子聚合体施反向乳化，破坏掉油包水型和水包油型的分子间视合力，以及电引力，为下一步实施分离作业打下基础。

（2）强力剪切

该项油泥沙分离技术，是针对各个油田不同油质特性而研制，主要由强力反应器分离器组成。经药剂破乳了的油、水、泥沙混合体，在反应器中受机械冲击力作用，继续强化破乳反应，并依据它们各自比重的不同在旋流分离器中依层分离。分离器是针对油、泥沙、水三相物质的不同个性而设计。其结构的特殊性保证了油、泥沙、水的相位分离。

（3）超声波振荡破乳、除油

在加热均混、机械搅拌旋流分离基础上，仍有一些溶解于水中油质，仍然紧密地结合成水合分子；另外，由于油与泥沙多年浸渍，相互渗透也牢固地结合在一起。而且这些油泥沙团多年曝露于大气中，风吹雨淋、阳光照射使得油品中轻组份已经挥发殆尽，剩之较多的沥青质、胶质粘附于沙粒表面和孔隙中，非常难以剥离，只有在超声波辐射下，打断离子间化学键和其它力键使得油沙分离。

超声波在水介质中产生强力振荡，从进而发生三种效应

·空化效应

由于水介质中存在有微量气体，在超声波作用下，产生无数的的微空化核。核内是被绝热压缩的气体，在被压缩终了的瞬间，核内产生高温、高压。一资料表明；可产生50~500Mpa压强、1600℃~~5000℃高温，这样的环境中核内有机物被氧化降解；不同物质结合力被破坏，油被从泥沙体中剥离出来。

·自由基效应

水混液中由于氧气的存在，在高温高压核破裂的瞬间，产生了强大的冲击力，分子间相互作用国遭到破坏，形成子大量的自由基（OH），这种自由基是强氧化剂与溶液混合体中各种物质发生氧化还原反应从而破坏了油与泥沙的粘附力而脱落。而在空化核破裂瞬间又会产生强大的冲击波轰击泥沙，从而导至泥沙表面粘附的油脂类物质脱落。

·传质效应

超声波振荡的结果，使得混合液内部发生了强力振荡并波及到泥沙体的每一隙中，于是保证了混合液中每个颗粒、每个分子集团、每个有隙间都受了均匀的辐射的作用。

超声波分离器保证了油、泥沙与油脂类物质的分离

（4）静化分离

油泥沙水混合液，在被加热、均混、化学破乳、机械设备强化分离，以及超声波降解降粘、剥离和清洗应综合作用结果，这个不相容的三相混合体，在后续的功能性分离器中，净化分离，从而实现了油、泥沙、水三相物质的分离效果。

油净化分离器，由于他的特殊结构，保证了分离出的油的纯净性。

水净化分离器更起到水、油两路畅通的分离的效果。

泥沙则因自己的特性排出于混合体外，流入泥沙干化池中，还于大自然。

（1）伴热均混器（池）

（2）综合反应器

（3）油净化器

（4）油储罐

（5）泥沙再洗器

（6）旋流分离器

（7）水净化器

（8）水再热器

（9）泥沙再洗器

（10）污泥干化池

（11）泵管件

（12）配电、控制柜等

（13）配药、投药系统

（14）供热系统

（15）超声波发生器系统

4.1投资预算：本投资按每小时处理油泥10磁性吨,每年工作六各月,则可处理40000吨计算。

设备与价格如下表主要：

另（１）设计费

Ａ、工艺流程设计费；设备投资的０.５－２％　　取１％　　　２.０５万

Ｂ、单项设备设计费：设备投资的１０－２５％　　取１０％　　２０.５万

Ｃ、专利技术使用费：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５０万

（２）工程安装费（设备总投资的６％）　　　　　取６％　　　１２.３万

（３）试车调试费（设备总投资的２％）　　　　　取２％　　　４.１万

（４）培训费：　（设备总投资的１％）　　　　　取１％　　　２.０５万

（５）小计：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９０万

（６）利润；设备总投资的１５％　　　　　　　　　　　　　　３０.７５万

（７）税金；

Ａ、设备投资１７％（３０.７５＋２０５）÷１７％　　　　　　４０。１万

Ｂ、其余投资６％（前５项的６％）　　　　　　　　　　　　　４.９２万

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　总计：３６２.８３万元

其中水、电、供热、药剂及人工等消耗

５.１水

清水每天须９０吨（按２元／Ｔ）１８０元

污水１０００吨

５.２电耗

主电机１５ＫＷ４台

注药电机１.５ＫＷ３台

全厂照明１０ＫＷ

超声波电源１６ＫＷ　

合计；９０.５ＫＷ按２元／ＫＷ.Ｈ计１８１元

每小时处理１０吨油泥折合每吨用电费用１８１元

 

 

５.３供热

每小时须９０吨水，由１５℃增到６０℃，循环使用，燃煤或燃油须６０元／吨油

５.４药剂费１２.７５元／吨油泥

５.５人工费　１６人每天工作１２小时每人每月２０００元，折合每吨油泥４.４元

全年处理４００００吨油泥，按每吨回收０.３石油计算，全年收油１.２万吨，以每吨２５００元计算则可获３０００万元。

３０００－３８８（成本）＝２６１２万元

７、结论

７.１投资少、见效快，当年回收成本投资还有利税２６１２万元之多。

７.２为环境治理作出了贡献

７.３给国家回收了大量能源物资