论文部分内容阅读
摘 要：在油田的开发过程中，不可避免的会产生许多的含油污泥。本文从化学的角度解释了这种含油污泥的特性，介绍了几种利用热化学分离剂处理含油污泥的方法，并且对各种方法的优缺点进行探讨。
关键词：石油开采 化学分离 环保
含油污泥是一种由污油、泥沙、污水、菌类等许多中物质组成的复杂混合物，如果不及时进行处理，不仅会对周围的土壤空气带来极大的危害，还造成了原油的浪费。也正是由于含油污泥的成分复杂，处理起来也极为不易。传统的处理方法包括固化、萃取、填埋和堆肥等物理方法还有焚烧这种化学方法。但萃取的成本太高，堆肥所需周期过长，固化填满和焚烧又会破坏环境，都不适合。现在普遍使用热化学的方法对含油污泥进行处理，效果还是很乐观的。
一、含油污泥的来源
1.从开发和开采油田过程中产生
这种污泥一般为黑色，含油量都比较高，有时甚至可达40～50%。这种污泥往往呈泥状块状，里面夹有木块石子等固体杂质。
2.储油罐内
这种含油污泥的产量比较大，通常含有30%左右的原油，另外还含有泥沙和水等杂质。
3.联合站中污水处理设备上的污泥
这种污泥含水量比较高，往往只含有少量的油和固体。
二、热化学反应机理
在一定条件下，将含油污泥加热到特定的温度，使其中的有机物分解。在通氧条件下，转化成二氧化碳和水，这是传统的焚烧。新型的热化学处理技术是在无氧微正压的条件下，将含油污泥加热至特定温度，此过程分为两个阶段：第一是蒸发阶段，当温度在350摄氏度以下的时候，沸点较低轻质烃就从污泥中挥发了出来；第二阶段为反应阶段，当反应温度超过350摄氏度的时候，重质油也开始发生裂解反应，400摄氏度的时候重质由的分子会在热作用下被活化成自由基，这些自由基经过一些复杂的反应之后，一部分裂解成了小分子烃，还有一部分则生成了水、焦炭、油和不凝气。根据条件的不同，得到各种产物的量也不同。
三、几种热化学分离剂的使用方法
1.阳离子型聚丙烯酰胺分离剂法
首先，通过特殊的机械将含油污泥提取出来，加热到50摄氏度左右。把加热后的含油污泥放入搅拌罐中，加入3.54倍的油田热污水，油田污水的温度也保持在50摄氏度左右，然后在把阳离子型聚丙烯酰胺分离剂也加入其中，经过一系列搅拌之后，就可以实现油、水、渣的分离。油、水混合物进入沉淀罐进一步分离。处理过的污泥就可以排放了。
2.低温热解法
在存在热化学分离剂、无氧微正压的条件下，将温度控制在250～500摄氏度之间，经过蒸馏热分解等过程，含油污泥中的有机物会生成油品。污泥的组成与热化学分离剂的种类决定反应的转换率。再用带有加热套的卧式搅拌反应器将温度加热到400～500摄氏度，半个小时以后，就能得到最大的收油率。而且，用此种方法处理过后的污泥也能达到BDAT标准。
3.焦化法
这种方法是利用焦化反应来处理含有大量重油和渣油的含油污泥。根据反应途径和产物不同，可以分为两种。第一种是直接拿含油污泥作为焦化设备的原料，许多企业都采取这种做法。这种工艺是把油泥直接放到焦化设备中，在清焦前对热焦炭进行冷却，污泥中的水也被循环利用起来，烃类循环到工艺装置中，重烃则随着固体扩散在焦炭孔洞中；第二种是先对油田产生的高油污泥进行脱水处理，然后将热化学分离剂与处理过的污泥混入反应釜中进行焦化反应，经过缩合、裂解等许多化学反应，生成油品、焦炭、不凝气。
4.直接液化法
这种方法的实质是含油污泥中的有机物在一定的温度压力下，发生了裂化反应。在反应过程中，污泥的颗粒悬浮在溶液之中，把固液气三相的化学反应与传递结合起来，当然，这个反应实在无氧气的条件下进行的。这种方法适合污水处理处含油量较低的污泥。
由于这种方法不需要将污泥中的水分蒸发出去，与另外的处理方法相比，在一定程度上节省了资源。但是这种方法也有弊端，就是对温度和压力的要求比较严格，需要在设备上扩大投资。
四、总结
用热化学的方法处理含油污泥，有占地面积小、杀菌效果号、处理之后的污泥稳定、可回收一部分原油等许多优点。然而由于热化学处理含油污泥对设备的温度要求较高，最低也要400摄氏度，和其他热处理方法相比，加热的方式和另外的能源损耗，使这种方法的推广受到限制。而且，处理过程中怎样保持设备的气密性，防止裂解过程中产生更多的有害气体也是一个限制热化学法处理油泥的因素。
随着国内油田的不断开发，热化学处理污泥的方法凭借效果好、回收效率高等特点，将广泛应用到实际的生产中去。
参考文献
[1]党民芳，高桂龄.含油污泥处理工艺影响因素试验[J].中原油田井下特种作业处.2011.30（10）：15—17.
[2]王万福，何银花，季红梅，谢陈鑫.含油污泥资源化技术综述[J].中国石油环境监测总站.2006.16（3）：47—49.
[3]姜勇，董铁有.含油污泥热化学处理技术[J].江苏石油勘探局勘察设计研究院.2007.14（2）：60—62.
[4]马飞，李陈，玛莉莎，杜宇斌.含油污泥的回收处理工艺[J].长江大学教育部油气资源与勘测技术重点实验室.2012.22（1）：26—30.
[5]郑永生，王江，张力杰.含油污泥固液分离技术的试验研究[J].胜利油田有限公司孤岛采油厂.2002.30（6）：4—6.
[6]杜杰，张帆，徐建蓉，查广平.热化学洗涤—超声波分离技术处理油田含油污泥.西安长庆科技工程有限责任公司.2006.19（1）：9—10.
关键词：石油开采 化学分离 环保
含油污泥是一种由污油、泥沙、污水、菌类等许多中物质组成的复杂混合物，如果不及时进行处理，不仅会对周围的土壤空气带来极大的危害，还造成了原油的浪费。也正是由于含油污泥的成分复杂，处理起来也极为不易。传统的处理方法包括固化、萃取、填埋和堆肥等物理方法还有焚烧这种化学方法。但萃取的成本太高，堆肥所需周期过长，固化填满和焚烧又会破坏环境，都不适合。现在普遍使用热化学的方法对含油污泥进行处理，效果还是很乐观的。
一、含油污泥的来源
1.从开发和开采油田过程中产生
这种污泥一般为黑色，含油量都比较高，有时甚至可达40～50%。这种污泥往往呈泥状块状，里面夹有木块石子等固体杂质。
2.储油罐内
这种含油污泥的产量比较大，通常含有30%左右的原油，另外还含有泥沙和水等杂质。
3.联合站中污水处理设备上的污泥
这种污泥含水量比较高，往往只含有少量的油和固体。
二、热化学反应机理
在一定条件下，将含油污泥加热到特定的温度，使其中的有机物分解。在通氧条件下，转化成二氧化碳和水，这是传统的焚烧。新型的热化学处理技术是在无氧微正压的条件下，将含油污泥加热至特定温度，此过程分为两个阶段：第一是蒸发阶段，当温度在350摄氏度以下的时候，沸点较低轻质烃就从污泥中挥发了出来；第二阶段为反应阶段，当反应温度超过350摄氏度的时候，重质油也开始发生裂解反应，400摄氏度的时候重质由的分子会在热作用下被活化成自由基，这些自由基经过一些复杂的反应之后，一部分裂解成了小分子烃，还有一部分则生成了水、焦炭、油和不凝气。根据条件的不同，得到各种产物的量也不同。
三、几种热化学分离剂的使用方法
1.阳离子型聚丙烯酰胺分离剂法
首先，通过特殊的机械将含油污泥提取出来，加热到50摄氏度左右。把加热后的含油污泥放入搅拌罐中，加入3.54倍的油田热污水，油田污水的温度也保持在50摄氏度左右，然后在把阳离子型聚丙烯酰胺分离剂也加入其中，经过一系列搅拌之后，就可以实现油、水、渣的分离。油、水混合物进入沉淀罐进一步分离。处理过的污泥就可以排放了。
2.低温热解法
在存在热化学分离剂、无氧微正压的条件下，将温度控制在250～500摄氏度之间，经过蒸馏热分解等过程，含油污泥中的有机物会生成油品。污泥的组成与热化学分离剂的种类决定反应的转换率。再用带有加热套的卧式搅拌反应器将温度加热到400～500摄氏度，半个小时以后，就能得到最大的收油率。而且，用此种方法处理过后的污泥也能达到BDAT标准。
3.焦化法
这种方法是利用焦化反应来处理含有大量重油和渣油的含油污泥。根据反应途径和产物不同，可以分为两种。第一种是直接拿含油污泥作为焦化设备的原料，许多企业都采取这种做法。这种工艺是把油泥直接放到焦化设备中，在清焦前对热焦炭进行冷却，污泥中的水也被循环利用起来，烃类循环到工艺装置中，重烃则随着固体扩散在焦炭孔洞中；第二种是先对油田产生的高油污泥进行脱水处理，然后将热化学分离剂与处理过的污泥混入反应釜中进行焦化反应，经过缩合、裂解等许多化学反应，生成油品、焦炭、不凝气。
4.直接液化法
这种方法的实质是含油污泥中的有机物在一定的温度压力下，发生了裂化反应。在反应过程中，污泥的颗粒悬浮在溶液之中，把固液气三相的化学反应与传递结合起来，当然，这个反应实在无氧气的条件下进行的。这种方法适合污水处理处含油量较低的污泥。
由于这种方法不需要将污泥中的水分蒸发出去，与另外的处理方法相比，在一定程度上节省了资源。但是这种方法也有弊端，就是对温度和压力的要求比较严格，需要在设备上扩大投资。
四、总结
用热化学的方法处理含油污泥，有占地面积小、杀菌效果号、处理之后的污泥稳定、可回收一部分原油等许多优点。然而由于热化学处理含油污泥对设备的温度要求较高，最低也要400摄氏度，和其他热处理方法相比，加热的方式和另外的能源损耗，使这种方法的推广受到限制。而且，处理过程中怎样保持设备的气密性，防止裂解过程中产生更多的有害气体也是一个限制热化学法处理油泥的因素。
随着国内油田的不断开发，热化学处理污泥的方法凭借效果好、回收效率高等特点，将广泛应用到实际的生产中去。
参考文献
[1]党民芳，高桂龄.含油污泥处理工艺影响因素试验[J].中原油田井下特种作业处.2011.30（10）：15—17.
[2]王万福，何银花，季红梅，谢陈鑫.含油污泥资源化技术综述[J].中国石油环境监测总站.2006.16（3）：47—49.
[3]姜勇，董铁有.含油污泥热化学处理技术[J].江苏石油勘探局勘察设计研究院.2007.14（2）：60—62.
[4]马飞，李陈，玛莉莎，杜宇斌.含油污泥的回收处理工艺[J].长江大学教育部油气资源与勘测技术重点实验室.2012.22（1）：26—30.
[5]郑永生，王江，张力杰.含油污泥固液分离技术的试验研究[J].胜利油田有限公司孤岛采油厂.2002.30（6）：4—6.
[6]杜杰，张帆，徐建蓉，查广平.热化学洗涤—超声波分离技术处理油田含油污泥.西安长庆科技工程有限责任公司.2006.19（1）：9—10.