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卧螺离心机在新疆油田含油污泥处理中的应用
发布时间: 2020-04-02 来源:未知 点击次数:

引言

卧螺沉降式离心机在石油开采等行业中应用非常广泛,具有分离效果好、对处理介质的适应性强、员工劳动强度轻、处理装置占地面积小、运行保养以及维护维修费用低等优点,并且还能实现自动密闭不间断工作。中国石油新疆油田公司风城油田,采用阿法拉伐-ALDEC G-75离心机处理油田开采过程中的污油泥,效果显著。

1 卧螺沉降离心机的结构和工作原理以及风城油田污油泥处理工艺

1.1 卧螺沉降离心机的结构和工作原理

卧螺沉降离心机主要由动力系统、转鼓、螺旋推料器、差速器、可调节堰板、进料口、排渣口和控制系统等部件组成。当污油泥浆混合物通过进料口进入离心机转鼓后,旋转的转鼓会产生离心力,比重大的油泥沙会甩打到转鼓腔壁上。因螺旋推料器叶片与转鼓是做相对转动,泥沙被螺旋叶片推到转鼓小端干燥区,从排渣口排出。较轻的油水等液体会流向液相出口,由可调节液体高度的堰板排出离心机转鼓。附着在转鼓筒壁上的脱水油后的泥沙,由螺旋推进器挤压到转鼓的小端,从出渣口排出。

1.2 新疆油田公司风城油田污油泥处理工艺

主要由卧螺沉降离心机、污泥浆泵、计量加药泵装置、絮凝剂投加设备、无轴螺旋输送机等构成。含油污泥卧螺沉降离心分离处理工艺流程图,如图1所示:含油污泥分离处理工艺流程图。

2 絮凝剂制备-卧螺沉降离心分离技术

2.1 絮凝剂制备-卧螺沉降离心分离技术

向含油污泥液体中添加絮凝剂(化学药剂),将高分子聚丙烯酰胺按照1∶260水的比例配制成溶剂均匀缓慢加入到含油污泥液体中,便会使含油污泥液体中的悬浮微粒失去稳定性,形成絮凝体,在离心力和重力的双重作用下,絮凝体就会脱离水油相沉淀,从而去除含油污泥液体中的大量泥砂和胶质体,把原油从含油污泥表面剥离下来。新疆油田公司风城油田开发了一系列新型高效的有机絮凝剂,按照污油泥的组分和性质选择不同的种类絮凝剂,在进入卧螺沉降离心机脱水油时,按照不同的比例添加到污油泥液体中,来提高污油泥脱水油的性能。处理设备时,选择处理效率高的卧螺沉降离心机加叠片离心机相结合的处理方式。

图1 含油污泥离心分离处理工艺

图1 含油污泥离心分离处理工艺   下载原图

 

2.2 对含油污泥进行絮凝调质离心处理试验

试验结果表明,采用卧螺沉降离心机处理后的污油泥中含油在0.2%~0.3%,干泥可直接排放,其平均分离效率为89.5%。新疆油田公司风城油田作进行了对不同种类含油污泥处理技术研究。研究表明,ALDEC G-75卧式螺旋离心机,当离心速度在1 450 r/min~1 850 r/min,处理量在18 m3/h~25 m3/h,差转速为2 r/min~6 r/min时,处理在油田开采生产过程和钻修井作业过程中产生的落地污油泥效果最佳。

2.3 利用离心分离以及表面活性剂处理罐底和池底污油泥的研究,效果明显

通过絮凝剂调质加离心分离技术,将罐底和池底污油泥液体加热到75℃左右、投加化学药剂调质等预处理,提高油水分离性能,加速固液分离速度。用表面活性剂25 mg/L、聚丙烯酰胺2.8 mg/L、铝磷酸盐36 mg/L用作脱水油剂,把含油污油泥及稠油中的水油分脱出来,脱水油率达到91%。应用表面活性剂等进行含油污泥液体的调质与离心分离技术相结合的工艺,对原油储罐罐底油泥和蒸发存放池底油泥进行处理。结果表明:再加温到75℃,保温时间在30 min~40 min,含油污泥去除水油率最高,离心机转速在1 950 r/min~2 450 r/min,差转速为2 r/min~4 r/min时,分离后泥中含油率≤0.2%,液相含油量不大于980 mg/L,胶质体等固体含量≤160 mg/L,风城油田每年处理污油泥液体量在54 000方,减排合格干泥砂12 500方,达到了国家直接排放的标准要求。

3 影响卧螺沉降离心机处理效果的因素

影响卧螺沉降离心机脱水油效果的因素较多,污油泥组分的因素尤为重要,且各个因素又互相影响,找到污油泥成分、絮凝剂、加热温度、保温时间、分离设备等之间的关系和运行数据非常重要。新疆油田公司风城油田污水处理车间,通过实验和不断探索,得出影响离心机脱水油效果的主要因素有2个方面。

3.1 离心机处理效果转速因素

离心机的转速越高,离心力越大,对提高泥饼含固率,滤后液体清澈度都有帮助,但对于易沉降的介质,例如落地油泥,含水率相对较低的,转速越高越容易引起胶质体和泥砂来不及推出,造成堵塞离心机固体出料口和芯管。因此要根据离心机的处理能力以及絮凝剂的絮凝效果等因素来选择合适的离心机转速以及进料量等。经研究表明,新疆油田公司风城油田风城油田的污油泥处理,离心机的转速控制应控制在1 850 r/min~2 500 r/min。

3.2 离心机处理效果差转速因素

离心机差转速的控制直接影响了离心机的生产能力、固体泥砂以及胶质体的干度和水油的清澈质量,是离心机运行中最重要的可调节参数。差转速的大小主要取决于所需固体和胶质体排量的大小。差转速太高沉固在干燥区的停留时间减少,会使沉渣的含水油率增高,但差转速过低又会增大螺旋推料器的推料阻力。因此,新疆油田公司风城油田应根据污油泥的组分、性质以及离心机的生产能力等参数来确定差转速控制范围。风城油田离心机的差转速控制在2 r/min~8 r/min为宜,泥浆单螺杆泵流量为25 m3/h~30 m3/h。

3.2.1 聚丙烯酰胺的投加和浓度选择

风城油田污油泥处理车间,将聚丙烯酰胺絮凝剂投加位置设定在离心机的进料口处,与污油泥液体充分混合搅拌后进入离心机的转鼓腔内,体分离成油水泥砂(胶质体)。聚丙烯酰胺配比液加入污油泥液体中的时间和比例也非常的关键,如果在进入转鼓腔之前加入,絮凝成胶质絮团,胶质絮团进入离心机后,将被再次打碎,使泥油水不易分离,效果变差;另外投加量要有计量和调控方式。投加量小起不到絮凝作用;而投加量大会造成浪费,也会因加药量超过一定的量会形成反胶质体,使得污油泥液体分离难度加大。选用单螺杆泵和流量计量泵来控制聚丙烯酰胺的投加量,用量一般为4 kg/TDS~6 kg/TDS。

3.2.2 稠油污油泥组分含量分析

随机取一定量的风城油田污水处理系统中3种最常见的污油泥(池底油泥、罐底油泥、落地油泥),用蒸馏法测其含水量,并用石油醚和丙酮的混合溶剂反复洗涤直至残余物不含油为止,最后测定泥砂等其他物质含量,实验结果见表1。

表1 3种污油泥测定泥砂物质含量对比表     下载原表

表1 3种污油泥测定泥砂物质含量对比表

4 结语

新疆油田公司风城油田污油泥处理车间,引进阿法拉伐卧螺沉降离心机来处理含油污泥至今已5年时间,通过试验和实际的运行,总结出了处理各种污油泥的最佳控制参数:离心机转速控制在1 850 r/min~2 500 r/min,差转速控制在2 r/min~6 r/min,聚丙烯酰胺浓度控制在2%~3.5%,泥饼含水率在75%~85%,卧螺沉降离心机的处理能力大、分离效果好,而且自动化程度高,管理难度小。