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油田污泥的回收与再利用方法

2017-01-21阿地力江肉孜

中国资源综合利用 2017年9期
关键词:油泥油性含油

阿地力江·肉孜

(新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州国土资源规划勘测院,新疆 阿图什 845350)

油田污泥的回收与再利用方法

阿地力江·肉孜

(新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州国土资源规划勘测院,新疆 阿图什 845350)

由于种种原因,油田开发过程会产生大量油性污泥,如地面污泥、浮渣污泥等。随着油田开发的进程加快,污泥的产生量将继续增加,对周边环境的污染会越来越严重。为解决油性污泥排放处置问题,油田必须制定相关标准体系,建立油污处理站,来实现污泥处理和资源利用。因此,本文首先阐述了油田污泥的来源和特征,然后分析了油田污泥的处理技术和环保再利用。

油田污泥;回收利用;资源利用

随着工业化进程的不断加快,石油消费量逐渐上升,石油生产规模越来越大。但是,石油生产过程会产生大量污泥,如果油性污泥处理不当,很可能会造成严重的环境污染,导致油田区域空气中总烃浓度超过国家标准,分散的油污会污染地表水和地下水,导致水和COD指标超过国家标准。油性污泥中有许多有毒有害物质,如石油、苯、苯酚和硫化物,这些有害物质对于人体来说具有致病性、致癌性、致畸性和致突变性。因此,人们必须大力研发和改进油田污泥的处理技术,促进油田污泥的环保再利用。

1 油田污泥的来源

油田污泥主要有三个来源:采矿过程产生的粗污泥,在采矿过程中,一些原油通过油管喷洒或运输到地面,进入土壤会形成粗污泥;生产加工过程中产生的污泥,由中继站、联合站的各种储罐、沉淀池、脱水罐周边形成的污泥;分离罐、反应槽和浮选装置周边形成的污泥[1]。

在石油生产和开发过程中,进行石油勘探,如地下作业,会产生污泥;进行勘探着陆和管道穿孔,石油的意外流出物也可产生污泥。由于种种原因,这些污泥回收困难,可能造成环境污染,仅新疆中石化油田每年就可产生10~15万t污泥。

2 油田污泥的特征

油性污泥组成复杂,其中含有大量原油、悬浮固体、盐、细菌等,油性污泥是一种相对稳定的悬浮乳液系统,其阻力通常为污泥的40倍,压缩因子约为20倍。因此,污泥一般难以过滤,同时它也是固体颗粒絮凝,粒径小、含水量高、体积大,难以实现固液分离。

随着经济的发展,石油生产仍在增加,给生产所在地带来严重的环境压力。油污处理过程中,根据《中华人民共和国固体废物法定污染防治管理办法》《危险废物识别标准》《危险废物垃圾填埋污染防治标准》和《危险废物焚烧污染控制标准》及其他法律法规和国家标准可知,油性污泥是一种危险的固体废物,具有含油污染物的标签。随着中国有关资源和环境保护法律法规的成熟,相关监督管理体系将越来越完善,更加符合资源节约型和环境友好型社会的需要,相关油泥处理将变得更加严格。

3 油田污泥的处理技术

目前,石油污泥处理使用最多的是物理方法,采用化学处理污泥的脱水工艺,技术开发成熟、效果好,被广泛应用于世界各地油田。但化学处理技术还存在一些缺点,人们必须研发一套完整的预处理设备和技术,其处理结果受污泥状况的影响[2]。

3.1 综合治理

新疆石油勘探公司对油田污泥综合处理设备的推广和应用进入了绿色营销阶段,实现了油性污泥处理的使用,减少有害化,解决油田安全环保问题,为公司创造可观的经济效益。新疆油勘探公司根据不同污泥成分和油泥特点,建立了多目标技术体系,取得了良好的效果,每年处理5万多吨各类污泥。加拿大MG工程公司采用机械脱水程序,并拥有自己的专有代理商;德国HILLER公司采用温度-机械脱水-电化学工艺。新加坡清洁海洋公司采用机械脱水和ADTU热解吸技术[3]。美国、英国、加拿大等发达国家广泛应用热洗方式,运用70℃热碱性水和洗涤剂反复清洗油泥,降低油污残渣油率,降低排放油含量、含油污泥,循环利用资源。

3.2 溶剂萃取法

在回收油性污泥的过程中,溶剂萃取可用于回收大部分石油材料,溶剂可回收利用,以避免大量浪费。目前,人们正在研究超临界萃取的新技术,在高压下得到污泥液体的提取物,提取物具有较强的溶解能力,易于再循环利用。该技术进行溶剂萃取处理的原理是“相类相溶”。该技术利用有机溶剂从油泥中提取石油物质,达到污泥处理的目的。污泥采用氯仿和石油醚提取的物质含油量超过90%。采用多级萃取和其他工艺共同处理油性污泥,如“化学解毒-多级萃取-机械分离”更为有效。溶剂萃取技术尚处于试验阶段,其优点是能够有效分离油泥,缺点是成本较高,该技术应用的关键在于开发一种高效、低廉的提取溶剂[4]。

3.3 热处理技术

新疆石油公司采用热处理技术和氧化技术,采用闭环系统的固体控制设备对污泥进行加热、碳循环、污泥标准处理。在高温处理工艺中加入合适的催化剂和添加剂,可以缩短化学反应时间,提高加工产品的质量,减少污泥的产生。热处理技术已在国外得到广泛应用,加工效果好,但操作复杂,反应条件要求较高。

热解技术是在高温条件下将热解和蒸馏合为一体,污泥会被热解为固体、液体、气体,固体主要为无机矿物,液体主要是水,气体主要是二氧化碳、甲烷等物质。热处理技术可有效分离油、沉积物,回收油和可燃气体,回收率高、适应性强、二次污染少等。但该技术还处于试验阶段,尚不成熟,对工艺、设备要求较高。

3.4 焚烧技术

焚烧技术是油性污泥脱水固化后,用原粉按照一定比例混合燃烧煤质,焚烧加热产生热量等,燃烧后的灰分可用于采矿、铺路,实现最大限度的利用资源。目前,美国、德国、法国的石油化工企业主要采用回转窑和流化床焚烧炉来处理污泥,产生的热量可用于发电、采暖等,焚烧后灰可用于道路铺填。通过含油污泥焚烧技术研究,人们确定了含油污泥的油泥灰化技术,深入研究了油田混合污泥、燃烧污染物和混合污泥燃烧试验的热效率。此种方法是可行的,却会产生较多的灰尘和二氧化硫污染物。

4 油田污泥的环保再利用

油田开发过程中,由于种种原因,会产生大量污泥,如地面污泥、浮渣等。在分离污泥的过程中,如果油泥未妥善处理,油品会产生挥发,导致油田的油气浓度超过国家标准,分散在整个油污层中,会造成严重的环境污染,需要有效的研究和控制。油污处理是油田最为迫切的问题之一,国内外油泥环保处理技术的研究,开始涉及生物处理技术。

油性污泥的生物处理技术,是指污泥中的石油烃通过生物强化和生物过滤被分解,分解后的污泥土壤能够进行耕作,土壤耕作能进一步减少土壤中的油污。油性污泥处理可以添加土壤养分,同时调整土壤水分和pH值,而微生物降解过程可以有效分解油性污泥。生物处理的方法是,将微生物杀菌剂添加到油性污泥中,常用的微生物剂可以降解污泥里的直链烷烃、环烷酸芳香族或硫化物芳族化合物[5]。

在油田污泥处理过程中,重油废水处理会产生大量污泥。污泥积聚在露天中,对生态环境和人体健康有害。同时,高峰期生产期间缺乏适当的设备来处理油性污泥,导致污泥往往不能及时处理。因此,实现污泥资源和无公害处理,是石油行业最为迫切的问题之一。污泥在注入井中分解,能有效降低注水率,减少污泥分解造成的污染物排放,能大大提高经济效益和社会效益。

某些油性污泥经处理后,可用作建筑材料,如铺路材料、坝筑墙体材料等。综合利用污泥处理材料,能降低油性污泥处理对周围环境的影响,减少企业加工成本,提高经济效益。污泥经过盐水、油和压滤机的水处理后,掺入一定比例的黏土和混合物,可以制作出耐高压烧结的建筑材料。

5 结语

近年来,随着人们环保意识的提高和地方政策支持力度的加大,新疆油性污泥处理技术取得了较大的进展。新疆开展了油田污泥的再利用研究,开发了各种加工技术和设备,并已进行测试和初步应用。在实践过程中,人们要根据油污特点、组成和性质等,适时引进先进的技术与装备,以有效的处理技术和管理手段为基础,逐步实现油性污泥的资源化处理。

1 燕 红,孙 静,赵 颖,等.中原油田含油污泥的处理[J].集输处理,2014,33(3):65-66.

2 胡 剑,黄战卫,张 昊,等.安塞油田含油固体废弃物焚烧技术研究与应用[J].中外能源,2014,19(2):84-87.

3 刘可祥,魏 巍,曾 飞.姬塬油田污泥处理技术探讨[J].化工管理,2014,(23):84-85.

4 刘 磊,罗 跃,刘清云,等.江汉油田含油污泥焚烧处理技术研究[J].石油与天然气化工,2014,43(2):200-203.

5 林海波,王玉晶,刘兆福,等.吉林油田含油污泥无害化处理技术应用[J].石油规划设计,2013,24(2):25-27.

Method for Recovering and Reusing Oil Field Sludge

Adilijiang·Rouzi
(Kirgiz Autonomous Prefecture of Xinjiang Land Resources Planning Survey Institute, Artux 845350, China)

For a variety of reasons, the oil field development process will produce a large number of oily sludge, such as ground sludge, scum, sludge and so on. With the development of oilfield development, the amount of sludge will continue to increase, and the pollution to the surrounding environment will become more and more serious. In order to solve the problem of disposal of oily sludge, a standard system must be established and an oil treatment station should be established to realize sludge treatment and resource utilization. Therefore, this paper first describes the source and characteristics of oilfield sludge, and then analyzes the treatment of oilfield sludge technology and environmental reuse.

oilfield sludge; recovery and utilization; resource utilization

X703

A

1008-9500(2017)09-0060-03

2017-07-09

阿地力江·肉孜(1977-),男,维吾尔族,新疆阿图什人,工程师,从事土地测绘工作。

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