一种干化池油泥密闭清洗技术研究

1、项目背景

1.1 干化池油泥产生现状

第五采油厂共有采出水处理站点 40 座，配套干化池 83 座，年生产污油泥约 5400tt，主要来自各类功能处理罐、处理装置排污。干化池油泥主要由池底淤泥、采出水、含油浮渣组成，其中：

（1）池底淤泥：密度 1.4-1.6t/m³ ，粒径较大，主要是井筒、管道中的泥砂和垢渣组成，沉积在池底；

（2）采出水：密度 1.0-1.1t/m³ ，含有少量悬浮物，处于中部；

（3）含油浮渣：密度 0.8-0.9t/m³ ，主要由过滤器反冲洗产生的悬浮物和沉降罐老化油组成。

1.2 现有干化池清理工艺

目前干化池清理方式主要采用人工清理方式开展，存在两个方面的问题：一是干化池为半封闭或封闭状态，清理周期长，人员进入受限空间作业安全风险高；二是干化池种油泥含水率高，委外处理工作量大。以上两个方面的问题制约采出水站点正常的生产运行，影响采出水回注水质。

为了解决以上问题，需对干化池污泥清理技术进行研究，形成一种高效、节约、安全的干化池污泥处理技术。

1.3 前期干化池自抽清淤技术运用情况

1.3.1 试验开展情况

为消减人工清理作业安全风险，降低污泥委外处理量，2021 年引进干化池自抽清淤技术，主要技术原理为利用高压水流对干化池油泥进行冲洗、回收。采用“热化学+离心分离”油泥减量化处理技术，对干化池油泥中的液相组分进行回收。

1.3.2 试验主要参数

（1）清洗枪压力：0.5-1.5MPa；

（2）加热温度： 60-80^∘C ；

（3）减量处理能力：20-30t/d；

（4）加热方式：柴油加热，循环水换热；

（5）电源电压：柴油发电机 24v；

1.3.3 试验效果

2021 年试验 2 座，累计清理污油泥 529.6t，减量 91.5% ，回收污水 485.5t，剩余渣泥 45.1t 处理后污水含油、悬浮物指标 <300mg/l ，渣泥含水率 41.9% 。

1.3.4 存在问题

（1）高杂质站点处理效果较差：在姬六转油站处理后污水呈糊状，悬浮物严重超标，多次调整药剂配方和离心机参数均未达标，取消该站点试验。

（2）设备撬装集成工艺需优化：设备由 2 台撬体组成，单撬宽 2.5m× 长 12m （含牵引车头 13.5m） × 高 4m，不适用于路况复杂的中小型场站。

2、干化池油泥自抽清淤技术完善与推广

针对前期试验过程中存在的问题，通过多次讨论，计划从减量处理指标提升、设备小型化设计两个方向，开展 7 项技术研究，达到干化池自抽清淤技术完善与推广的目标。

2.1 主要研究内容

1、减量处理指标提升

通过开展干化池油泥的组分分析，针对池底油泥、顶部含油浮渣筛选优化调质剂配方，优化调质分离温度、离心机转速差范围，提高油泥、含油浮渣的处理指标。

2、设备小型化设计

（1）简化污水、原油罐配置：处理后的原油通过管道进入污油箱，污水利用罐车转运至返排液处理站；

（2）简化筛分设施配备：在泥浆泵进口配备粗分栅格，替换筛分器；

（3）热源罐容积优化：热源替代优化，减小热源罐的容积。

2.2 关键技术完成情况

1、细化检测分析，明确浮渣主要组分构成

对 10 座站点干化池油泥进行取样分析，联合站干化池油泥组分中平均浮渣含量 37% ，较转油站浮渣含量高，浮渣呈絮状胶结聚集。

干化池浮渣组分检测结果显示胶质、沥青质物质含量较高（ 27.1% ）。

表 2-2 姬塬油田干化池污油泥体积组分表

表 2-3 姬塬油田干化池污油泥体积组分表

2、优化筛选配方，提升油泥分离处理效果

表 2-4 药剂配方优化调整表

参照前期污油泥减量化处理配方，优化破乳剂配方（多元醇型非离子表面活性剂、硅酸盐），同时增加以生物酶为主的生物调质剂，静置处理 2 小时，油泥中的油、水、泥界面清晰，无悬浮絮状物，达到原油、浮渣分离效果。

配方一：常规处理添加剂

配方二：生物法处理添加剂

生物法处理添加剂分离效果

常规处理添加剂分离效果

二、改进主要参数，明确设备最佳温度转速

（1）调质分离温度优化

实验室对加药后的干化池油泥样进行加热搅拌，在不同处理温度下，检测分离出的油泥含油率，确定以 70^∘C 作为清洗油泥的最佳温度设定值。

生物法处理添加剂分离效果图

现场应用结果显示：随着运行温度的增加，残渣含油率逐步降低，在 70-80℃时达到最低11.8% ，此后提高温度，含油率上升。考虑到温度更高时损耗的水更多，热能损失增加，设备损耗增加，因此选择 70^∘C 作为油泥清洗的最佳工况参数。

（2）转速差确定

污油泥经过调质、加热处理后，调质处理罐底部水、泥混合物进入卧式两相离心机（最高转速 2300r/min ），根据处理渣泥含水、处理水质调节转速，确定现场固定转速和转速差控制范围。

表 2-5 离心机不同转速差油泥处理效果统计表

现场应用结果显示：

① 转鼓转数越高，渣泥含水率越低，在 2200r/min 下，含水率在 54%-59% ，基本达到渣泥控制指标限值。

② 转鼓转速一定的情况下，转速差越大，渣泥含水率越低，废水悬浮物指标越高，为确保渣泥含水率和废水悬浮物指标达标，最终控制转速差为 30-50r/min 。

4、优化设备集成，实现设备灵活化小型化

按照“小型化、撬装化”设计思路，从回收罐、筛分器、热源系统三个方面优化调整，将 2套大型车载撬装设备拆分为 3 套中小型撬装设备，可根据现场情况灵活调整位置，同时将电气系统按照 Exd11BT4 防爆等级配置，满足油区现场防爆要求。

原处理工艺流程图

优化后工艺流程示意图

（1）简化污水、原油罐配置：简化污水、原油罐各 1 具，处理后的原油通过管道进入污油箱，污水利用罐车转运至返排液处理站；

（2）简化筛分设施配备：在泥浆泵进口配备粗分栅格，简化筛分器配置；（3）热源罐容积优化：改用电加热蒸汽发生装置，加热系统体积下降至 5m³∘

3、现场应用情况

3.1 组织开展情况

2022 年在 5 座站点扩大试验，其中联合站 3 座，转油站 2 座，现场设备运输、布置、运行顺畅，未受到路况、场站空间因素限制。共完成干化池油泥减量处理 1922t，回收污水1822.8m3 ，剩余渣泥 70.8t，减量 96.3% （较前期提升 4.8% ）。

表 2-6 离心机不同转速差油泥处理效果统计表

3.2 经济效益

经计算，累计处理油泥 1922t，回收污水 1822.8m³ ，发生费用共计 102.09 万元（含清淤处理费、渣泥处理费、水处理费），对比常规人工清理，每吨油泥节约处理单价 53.8% （624.3元/t），共计节约费用 120 万元。

4、取得的认识

在国家政策法规密集出台，标准越高要求越严，地方政府督导检查力度大、频次高、追责严的形势下，围绕提升采出水水质管理，功能罐反冲洗、排污产生油泥量不断增加，人工清理、委外处理工作量逐年控减，基层单位生产运行难度增大。通过对自抽清淤技术的不断完善，可降控油泥清理、处置费用，降低人工清理的安全风险和劳动强度，具有良好的运用前景。

本次试验过程中所选用离心机最高转速 2300r，从试验参数趋势线可以看出，在高转速下，渣泥的含水率指标和污水悬浮物指标，有进一步调整的空间，可根据现场情况继续开展试验。

本项目设备电控系统基本为人工控制，可调范围相对较小，下步可开展数字自动化控制系统的开发和完善，进一步提高设备的现场适用性。

参考文献

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