吉林扶余油田含油污泥脫油實(shí)驗(yàn)研究

汪忠寶陳洪濤

（1.中國(guó)石油吉林油田分公司勘察設(shè)計(jì)院；2.東北石油大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院）

吉林扶余油田含油污泥脫油實(shí)驗(yàn)研究

汪忠寶1陳洪濤2

（1.中國(guó)石油吉林油田分公司勘察設(shè)計(jì)院；2.東北石油大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院）

通過(guò)對(duì)吉林扶余油田含油污泥進(jìn)行圖譜分析和X射線衍射分析，確定含油污泥的元素組成和礦物組成。含油污泥脫油率與液固比、溫度、攪拌時(shí)間和破乳劑的濃度有關(guān)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)液固比為1∶1，破乳劑SP加量為20mg／L，在溫度50℃下攪拌5min，處理后含油污泥脫油率可達(dá)到60%以上。

扶余油田；含油污泥；脫油率；破乳劑SP

0 引 言

隨著油田不斷深入開發(fā)，含油污泥的產(chǎn)量日益遞增，它主要產(chǎn)生于原油開采、油氣集輸、煉油化工廠污水處理等生產(chǎn)過(guò)程，含有油泥、油砂，呈膠狀結(jié)構(gòu)，具有油含量較高、親水、黏度大、固體顆粒極細(xì)、綜合利用方式少、處理難度大等特點(diǎn)［1-3］。我國(guó)各大油田開采、集輸、煉化產(chǎn)生的含油污泥情況見表1［4-6］。如表1所示，每年各大油田生產(chǎn)出的含油污泥量很大。含油污泥中含有大量老化原油、瀝青質(zhì)、蠟質(zhì)、膠體、細(xì)菌、鹽類、酸性氣體等，若不加以處理，不僅污染環(huán)境，而且造成資源浪費(fèi)［7］。本文針對(duì)吉林扶余油田含油污泥進(jìn)行采樣、成份分析，脫油實(shí)驗(yàn)，最終確定合理的含油污泥處理方案。

表1 我國(guó)部分油田含油污泥情況

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 含油污泥的元素組成和礦物組成

含油污泥取自吉林扶余油田，對(duì)泥質(zhì)進(jìn)行圖譜分析和X射線衍射分析。在圖譜分析中測(cè)出了各種元素出現(xiàn)的峰值位置、半峰全寬及元素含量?？芍?，含油污泥中含有Na、Fe、O、N、Ca、C、Si、Al、Mg、K等多種元素。其中O含量最多，C、Si含量相對(duì)較多，Na、Ca、K、Mg含量較少。含油污泥元素分析結(jié)果見表2。

表2 含油污泥元素分析結(jié)果

對(duì)處理后的純泥利用X射線衍射分析法測(cè)試泥土礦物組成，結(jié)果見表3。從表3數(shù)據(jù)可知，含油污泥中主要礦物是由伊利石和高嶺土組成，它們的含量占總量的90%以上，“蒙脫石+伊利石”與“蒙脫石+綠泥石”含量之和不到總量的10%。測(cè)試數(shù)據(jù)與普通天然巖石中膠結(jié)物礦物組成的結(jié)果一致，這表明原油開采產(chǎn)生的含油污泥的主要礦物組成是經(jīng)由水、鉆井液或聚合物溶液沖刷、脫落而被帶出地面的油藏巖石膠結(jié)物。

表3 含油污泥礦物組成 %

1.2 含油污泥脫油率的影響因素確定

通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法，探討含油污泥脫油率與哪些因素有關(guān)，向?qū)嶒?yàn)樣品中加入適當(dāng)?shù)钠迫閯┤榛?，加快含油污泥油水分離，在定量條件下，考慮液固比、溫度和攪拌時(shí)間對(duì)脫油率的影響。此外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出破乳劑加量最適值范圍。實(shí)驗(yàn)時(shí)選取非離子型破乳劑SP。

1.2.1 液固比

長(zhǎng)時(shí)間放置的含油污泥，含水率已經(jīng)不高，直接加藥攪拌脫油，會(huì)增加處理藥劑的使用量，加一定量的清水稀釋攪拌再加藥，能加大處理劑與含油污泥的接觸，使油滴更快地與水相分開分層，降低處理難度?？紤]到液固比過(guò)低稀釋效果不好，所以選取液固比1∶1，2∶1，3∶1，4∶1，5∶1幾種情況分別配制污泥漿，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖1。

圖1 液固比對(duì)脫油率的影響

由圖1可知，在處理?xiàng)l件相同的情況下，隨著液固比的增大，污泥脫油率逐漸遞減，因此，確定理想的液固比為1∶1。

1.2.2 溫度

溫度不僅影響脫油的效果，而且影響破乳劑破乳效果，取相同液固比的含油污泥樣品分別放入試管中，每個(gè)試管中加入等體積的破乳劑，將試管放進(jìn)水浴鍋內(nèi)加熱，溫度選取45～65℃，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 溫度對(duì)脫油率的影響

由圖2可知，隨著溫度的升高脫油率不斷遞增，這是因?yàn)轭w粒分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，顆粒分子間的碰撞也加劇，破乳脫油效果明顯。50℃后脫油率略有下降接著又平緩上升。因此，從節(jié)能環(huán)保的角度考慮，水浴溫度為50℃最為適宜。

1.2.3 攪拌時(shí)間

攪拌是含油污泥處理必不可少的流程，它可以加速含油污泥的油相和泥沙分離，使油相置于上層、泥沙沉降，攪拌時(shí)間對(duì)含油污泥脫油的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 攪拌時(shí)間對(duì)脫油率的影響

由圖3可知，隨著攪拌時(shí)間的增加脫油率也隨之增加，當(dāng)攪拌5min時(shí)，脫油率曲線達(dá)到峰值，繼續(xù)攪拌，脫油率曲線開始下降。

1.2.4 破乳劑

加熱溫度控制在50℃，連續(xù)攪拌5min，破乳劑加量濃度控制在10～50mg／L，考察破乳劑SP、破乳劑2＃和破乳劑21＃加量對(duì)脫油率的影響，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，隨著破乳劑加入量的增加，三種破乳劑脫油效果明顯。當(dāng)破乳劑SP加入量為20mg／L時(shí)，脫油率曲線達(dá)到峰值，繼續(xù)加入脫油率反而降低，這是因?yàn)殡S著破乳劑的濃度增加，致使混合物黏度加大，不利于泥沙的脫落，抑制了油泥的分離。破乳劑2＃和21＃最優(yōu)濃度為40mg／L和30mg／L。從用量和脫油效果綜合比較三種破乳劑，可知破乳劑SP最好，其次是21＃和2＃。因此，選定破乳劑SP，其加量為20mg／L。

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.03.008

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汪忠寶，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)在中國(guó)石油吉林油田分公司勘察設(shè)計(jì)院從事油氣集輸設(shè)計(jì)科研工作。通信地址：吉林省松原市沿江西路166號(hào)，138000