專利名稱：一種油田罐底油泥資源化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于固體廢棄物處理領(lǐng)域，具體涉及油田罐底油泥資源化處理方法。
背景技術(shù)：
油田罐底油泥是指在石油開采過程中沉積于各種儲存罐(貯油罐、油水分離罐) 底部的一類含油污泥。隨著我國大多數(shù)油田進入"三高"(高含水、高采油速度、高采出程 度)采油期以及三次采油技術(shù)的采用，這類油泥產(chǎn)生量不斷增大，在我國年產(chǎn)量超過30萬 噸。油田罐底油泥除含有泥砂與水外，還含有超過20%的原油，這部分油的存在使油泥具有 環(huán)境危害性，被歸為危險廢物；同時也使油泥具有資源化利用的潛力。但是，油田罐底油泥 是以油與泥砂、水緊密結(jié)合的強粘形態(tài)存在，而且組成波動性大，致使其中的油分離回收非 常困難。 熱解技術(shù)作為一種熱處理技術(shù)，具有可回收資源、適應性強、處理徹底、二次污染
小的特點，目前已應用于多種有機固體廢棄物的處理。因此，從理論上講熱解也適用于油田
罐底油泥的處理。但油田罐底油泥的強粘性導致其熱解時傳質(zhì)效果很差，在工程實踐上則
表現(xiàn)為結(jié)焦嚴重，并由此引發(fā)出一系列的問題，如進料攪拌困難、出料困難、資源回收率低
等，導致油田罐底油泥熱解在工程實踐中難以實現(xiàn)正常運行。 因此，開發(fā)一種新型的油田罐底油泥的處理方法具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前油田罐底油泥處理工藝由于油泥性質(zhì)波動性大與傳質(zhì)性能差導致運行
不穩(wěn)定、處理效果不好、油回收率低，不能真正實現(xiàn)油泥處理的資源化與無害化的問題，本
發(fā)明提供了一種運行穩(wěn)定、油回收率高、無害化效果好的油田罐底油泥資源化處理方法。
本發(fā)明所提供的油田罐底油泥處理方法，包括下述步驟先對油田罐底油泥進行
松散化改性，然后再在無氧條件下進行熱解，得到固體殘渣和氣體產(chǎn)物；所述氣體產(chǎn)物經(jīng)冷
凝后得到熱解液和可燃氣體；對所述熱解液進行油、水分離，得到熱解油。 其中，所述松散化改性的方法為將所述油田罐底油泥加熱至100°C 20(TC，并
向其中添加所述油田罐底油泥質(zhì)量5% _10%的固體顆粒物質(zhì)，攪拌混合。 所述固體物質(zhì)可為油泥熱解產(chǎn)生的固體殘渣。采用熱解產(chǎn)生的固體殘渣作為添加
的固體物質(zhì)，不僅方便易得，還能充分利用殘渣中的熱量，實現(xiàn)熱解物質(zhì)的內(nèi)部循環(huán)。為了
使固體物質(zhì)能夠有效地分散于油泥內(nèi)，需要預先對固體物質(zhì)進行粉碎，使所述固體物質(zhì)的
粒徑< lmm ;粉碎后的固體物質(zhì)容易與油泥混合均勻，摻加作用好。所述熱解的溫度可為500°C 550°C，時間可為30min 45min。
對所述熱解液進行油、水分離是按照下述方法進行的在所述熱解液中加入破乳
劑，攪拌后靜置，實現(xiàn)油水分離。 所述松散化改性與熱解所需熱量可由熱解產(chǎn)生的可燃氣體燃燒提供。
本發(fā)明對油田罐底油泥進行處理的具體步驟如下
(1)油泥松散化改性先將經(jīng)自然干化的油泥加熱至10(TC 20(TC，再摻加5^ 10%，粉碎至粒徑< lmm的固體殘渣，混合攪拌。通過此過程，油泥由不利于傳質(zhì)的強粘性態(tài)轉(zhuǎn)化為傳質(zhì)性能良好的松散顆粒態(tài)。 (2)熱解將改性的油泥進行熱解，即在無氧、50(TC 55(TC溫度條件下停留30min 45min。產(chǎn)生氣體與固體殘渣。排出的固體殘渣冷卻后可直接填埋或用作建筑材料原料。 (3)冷凝與油水分離熱解析出的氣體經(jīng)冷凝處理，得到熱解液與可燃氣。熱解液為油水混合物，乳化較為嚴重，通過添加破乳劑后進行油水分離，得到品質(zhì)較高的熱解油，可以達到燃料油的質(zhì)量要求。分離出的水中含有少量水溶性礦物油，需排入污水處理廠進行處理。 (4)可燃氣利用及煙氣凈化冷凝得到的可燃氣，熱值高，可用作系統(tǒng)加熱的熱源，即通過燃燒加熱熱解單元的熱載體；燃燒排出的熱煙氣引回至松散化改性單元加熱油泥。煙氣最終處理后排入大氣。 經(jīng)過上述工藝處理，油泥不僅得以無害化處理，而且得到品質(zhì)較高的石油產(chǎn)品，產(chǎn)
生的可燃氣與部分固體殘渣可以實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的物質(zhì)與能源循環(huán)，總體資源化利用水平高。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明處理油田罐底油泥的方法具有如下的有益效果 (1)本發(fā)明所提供的油泥資源化處理方法先對油泥傳質(zhì)性能進行改善，避免了熱
解時由結(jié)焦引起的諸多運行故障，保證油田罐底油泥熱解的正常穩(wěn)定運行； (2)該油田資源化處理方法明顯提升了油泥熱處理過程中傳質(zhì)性能，提高熱解油
與可燃氣的產(chǎn)率與質(zhì)量； (3)該油泥資源化處理方法以熱解產(chǎn)物-可燃氣作為供熱燃料，實現(xiàn)了系統(tǒng)能量的內(nèi)部回收利用，節(jié)約能源； (4)該油泥資源化處理方法以熱解產(chǎn)物_固體殘渣作為油泥改性的摻加劑供熱燃料，實現(xiàn)了系統(tǒng)物質(zhì)的內(nèi)部回收利用，節(jié)約資源。 (5)該油泥資源化處理方法產(chǎn)生的熱解液經(jīng)過添加破乳劑的油水分離處理后，得到品質(zhì)較高的石油產(chǎn)品； (6)經(jīng)該方法處理后，油泥中的礦物油經(jīng)熱解作用除去，固體殘渣達到無害化處理要求。 綜上，本發(fā)明所提供的油田罐底油泥資源化處理方法采用首先進行改善油泥傳質(zhì)性能的松散化改性，再進行熱解的工藝。這一方法不僅發(fā)揮了熱解處理可回收資源、對處理對象性質(zhì)變化不敏感，適應性強的優(yōu)勢，而且解決了由結(jié)焦引起的一系列運行故障，從而真正實現(xiàn)油田罐底油泥熱解的工程化應用。


圖1為本發(fā)明提供的油田罐底油泥松散化-熱解處理方法的工藝流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明方法采用的工藝設(shè)備可分為四個單元(如圖1所示)松散化改性單元、熱解單元、冷凝與油水分離單元、熱解氣利用及煙氣凈化單元。各單元的設(shè)備和工藝過程分別
4說明如下 (1)松散化改性單元本單元主體是立式加熱器、球磨粉碎機與臥式雙軸攪拌機。
經(jīng)自然干化后的油泥進入立式加熱器(問壁夾套型)，加熱至100°C 200°C。加 熱后的油泥與經(jīng)過球磨粉碎機作用的固體殘渣(顆徑< 1mm)在臥式雙軸攪拌機內(nèi)混合，油 泥由強粘性態(tài)轉(zhuǎn)化為松散顆粒態(tài)。 由于常溫狀態(tài)下，油泥粘度很大，若直接加入固體殘渣，即使進行攪拌，也難以將 固體顆粒均勻混合于油泥中，而且攪拌動力能耗較高，也容易使設(shè)備磨損加快。由于升高 溫度時，油泥粘度會明顯降低，便于與固體殘渣混合均勻，因此采用加熱摻加固體殘渣的方 式。在10(TC 20(TC時，油泥粘度基本處于較低水平，若再高于此溫度，油泥中的油則發(fā)生 揮發(fā)反應，低于此溫度，粘度下降有限。 通過添加細小固體顆粒物質(zhì)，可將油泥由強粘性半固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗缮㈩w粒態(tài)。由于 油泥中本身就含有大量細小固體顆粒，因此只要添加少量固體顆粒物質(zhì)就可以達到目的。 采用熱解產(chǎn)生的固體殘渣作為添加的固體物質(zhì)，不僅方便易得，還能充分利用殘渣中的熱 量，實現(xiàn)熱解物質(zhì)的內(nèi)部循環(huán)。但固體殘渣多為大小不一的松散顆粒，直徑為O. 5cm 3cm。 直接摻加時，顆粒難以有效地分散于油泥內(nèi)，需要預先對固體殘渣進行粉碎。殘渣的抗碎強 度較小，一經(jīng)粉碎就可變成粉狀。這種粉狀形態(tài)容易與油泥混合均勻，摻加作用好。
(2)熱解單元本單元主體是槳葉熱解爐與熱載體系統(tǒng)。 經(jīng)改性的油泥進入槳葉熱解爐，在500°C 55(TC溫度條件下停留30min 45min， 產(chǎn)生的固體殘渣排出爐體。溫度過低時，油泥中的部分重質(zhì)油不發(fā)生反應，熱解不完全；溫 度過高時，產(chǎn)生的熱解油產(chǎn)量會降低，不利于回收熱解油。時間過短時，反應進行不完全；時 間過長時，則會造成不必要的浪費。以熔鹽為熱載體的槳葉熱解爐具有攪拌效果好、傳熱條 件好，可以較為準確地控制溫度，保證爐內(nèi)溫度的均勻分布的特點。
(3)冷凝與油水分離單元本單元的主體是列管間接冷凝器與油水分離反應器。
由熱解爐析出的氣體流經(jīng)列管間接冷凝器，分離得到冷凝液與可燃氣。冷凝液隨 后在油水分離器內(nèi)，加入破乳劑，混合攪拌lmin 5min，停留lh 5h，實現(xiàn)油水分離。分 離得到的熱解油達到石油產(chǎn)品——燃料油的質(zhì)量要求。分離出的水中含有一定量的水溶性 油類，需要進入油田的污水處理系統(tǒng)處理。 (4)可燃氣利用及煙氣凈化單元本單元的主體是熱載體加熱爐與石灰漿洗滌塔。 可燃氣通過氣體燃燒嘴進入熱載體加熱爐，燃燒加熱熱解單元的熱載體，產(chǎn)生的
熱煙氣引回至改性單元的立式加熱器用于加熱，煙氣最終經(jīng)處理后，排入大氣。 該油田罐底油泥資源化處理方法可以高效回收油泥中的油資源，實現(xiàn)系統(tǒng)的自供
熱與能量的高效回收利用，同時達到油泥處理的無害化。與其它處理技術(shù)相比，該技術(shù)具有
運行穩(wěn)定可靠、油資源回收率高、適應性強、二次污染小的優(yōu)點，是一種值得推廣的油田罐
底油泥資源化處理技術(shù)。 下面通過具體實施例對本發(fā)明的方法進行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實 施例中所述實驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無特殊說明，均可 從商業(yè)途徑獲得。
實施例14
某油田的油田罐底油泥泥砂、油與水分三者比例為68. 27 : 22.71 : 9.21。
將油田罐底油泥加熱至15(TC，摻加5%的粒徑< lmm的固體殘渣，在雙軸攪拌機內(nèi)進行松散化改性；改性后的油泥進入槳葉式熱解爐，在50(TC時反應45min，固體殘渣排出爐體；析出氣體冷凝得到的冷凝液體再添加濃硫酸作為破乳劑，分離得到熱解油；可燃氣燃燒為系統(tǒng)供熱。反應結(jié)果，每處理1噸油田罐底油泥，可產(chǎn)生O. 13噸熱解油、0.07噸可燃氣體與0.80噸固體殘渣。處理減量化率達20%。從油泥中油轉(zhuǎn)化角度而言，有57%的油轉(zhuǎn)化為熱解油，30%轉(zhuǎn)化為可燃氣體，13%轉(zhuǎn)化至固相。熱解油質(zhì)量可達到1號燃料油的質(zhì)量要求，可直接出售。可燃氣體CH4與H2為主，熱值達37MJ/m3，符合天然氣的質(zhì)量要求，燃燒產(chǎn)生的有效熱量足以滿足為熱解與改性的需要，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自供熱，不需額外添加燃料。固體殘渣以粘土為主，屬于第I類一般工業(yè)固體廢物，可填埋處置，也可用作建筑材料原料。
實施例2 某油田的油田罐底油泥泥砂、油與水分組分質(zhì)量比為54. 26 : 39.12 : 6.62。
將油田罐底油泥加熱至15(TC，摻加5%的粒徑< lmm的固體殘渣，在雙軸攪拌機內(nèi)進行松散化改性；改性后的油泥進入槳葉式熱解爐，在55(TC時反應30min，固體殘渣排出爐體；析出氣體冷凝得到的冷凝液體再添加濃硫酸作為破乳劑，分離得到熱解油；可燃氣燃燒為系統(tǒng)供熱。反應結(jié)果，每處理1噸油田罐底油泥，可產(chǎn)生O. 25噸熱解油、0. 08噸可燃氣體與0. 67噸固體殘渣。處理減量化率達到33%。就油泥中油轉(zhuǎn)化角度而言，有64%的油轉(zhuǎn)化為熱解油，30%轉(zhuǎn)化為可燃氣體，6%轉(zhuǎn)化至固相。熱解油質(zhì)量可達到1號燃料油的質(zhì)量要求，可直接出售?？扇細庖訡H4與H2為主，熱值達36MJ/m 符合天然氣的質(zhì)量要求，燃燒產(chǎn)生的有效熱量足以滿足熱解與改性需要，系統(tǒng)可以實現(xiàn)自功熱，不需額外添加燃料。固體殘渣以粘土為主，屬于第I類一般工業(yè)固體廢物，可填埋處置，也可用作建筑材料原料。能量凈收益率超過60%，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自供熱與能量的高效回收利用。
權(quán)利要求
一種油田罐底油泥處理方法，包括下述步驟先對油田罐底油泥進行松散化改性，然后再在無氧條件下進行熱解，得到固體殘渣和氣體產(chǎn)物；所述氣體產(chǎn)物經(jīng)冷凝后得到熱解液和氣體；對所述熱解液進行油、水分離，得到熱解油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述松散化改性的方法為將所述油田罐底油泥加熱至100°C 200°C ，并向其中添加所述油田罐底油泥質(zhì)量5% 10%的固體物質(zhì)，攪拌混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述固體物質(zhì)為所述固體殘渣。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于所述固體物質(zhì)的粒徑< lmm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于所述熱解的溫度為500°C 550°C ，時間為30min 45min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于對所述熱解液進行油、水分離是按照下述方法進行的在所述熱解液中加入破乳劑，攪拌后靜置，實現(xiàn)油水分離。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于所述松散化改性與熱解所需熱量由熱解產(chǎn)生的氣體燃燒提供。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含油污泥處理方法。該方法包括下述步驟包括下述步驟先對油田罐底油泥進行松散化改性，然后再進行熱解，得到固體殘渣和氣體產(chǎn)物；所述氣體產(chǎn)物經(jīng)冷凝后得到熱解液和可燃氣體；對所述熱解液進行油、水分離，得到熱解油。本發(fā)明所提供的油田罐底油泥資源化處理方法可以高效回收油泥中的油資源，實現(xiàn)系統(tǒng)的自供熱與能量的高效回收利用，同時達到油泥處理的無害化。與其它處理技術(shù)相比，該技術(shù)具有運行穩(wěn)定可靠、油資源回收率高、適應性強、二次污染小的優(yōu)點，是一種值得推廣的油田罐底油泥資源化處理技術(shù)。
文檔編號C02F11/10GK101759339SQ20101003407
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者劉建國, 宋薇, 聶永豐 申請人:清華大學