專利名稱：流動式多級化學熱力清洗油泥方法
技術領域：
本發明涉及一種針對含油污泥的原油回收、環境保護的綜合處理工藝方法。
背景技術：
油田、石油煉廠石油儲運系統常產生落地油泥、罐底沉泥、及煉化廠含油“三泥(隔油池底泥、溶氣浮選浮渣和事故泄露污油)”等，將它們統稱為含油污泥。這些污泥中含有的苯系物、酚類、蒽等物質有惡臭味和毒性，若直接排入自然環境中，會對周圍土壤、水體和植被造成較大污染，同時也浪費了大量的石油資源。因此，無論是從環境保護還是從回收能源的角度考慮，都必須對含油污泥進行處理。但含油污泥的性質特殊，其妥善處理和處置技術難度大，成本高，一直是困擾國內外煉油行業的環保難題。
含油污泥，成分極其復雜，性質各不相同，因此處理方法也不盡相同。傳統油泥處理模式為污泥調制-離心脫水-焚燒，法國、德國的石化企業多采用焚燒的方式，灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋場，焚燒產生的熱能用于供熱發電。在國內，大多數煉油廠采用的是焚燒處理，如湖北荊門石化廠、長嶺石化廠采用的順流式回轉焚燒爐，燕山石化采用的流化床焚燒爐，含油污泥在經焚燒處理后，多種有害物質幾乎全部除去，效果良好；但是，污泥焚燒需要大量的柴油或污油，熱量又大都沒有回收利用，成本很高，投資也大，加之焚燒過程中伴有嚴重的空氣污染，有的還有大量灰塵，焚燒裝置的實際利用率很低。到目前為止，國內油田對油泥的處理和利用尚處于試驗和研究階段，尚無技術、工藝可靠，設備運行穩定的處理與利用示范工程。
從80年代中期開始，發達國家如美國、日本等開始進行污泥分流，注重研究高效低耗處理油泥的方法和工藝，使用溶劑萃取、熱水洗滌、超聲波除油、熱解吸等復合處理工藝得到了應用。如美國專利6673231介紹使用熱原油沖洗罐底泥再進行蒸餾處理達到清罐與油泥處理兩方面目的，但由于工藝需要大量熱原油限制工藝的應用場所，另外我國目前各煉油廠所使用得蒸餾塔并不能滿足工藝要求，因此該專利技術并不適用于我國。再如世界專利92/04424介紹采用一系列蒸發/凝結工藝處理油泥，不適用于處理含油量高的油泥。工藝中包括蒸餾、離心等復雜設備，技術要求精度高，一次行投資成本大。因此復合處理工藝比起離心脫水分離方法其處理設備和設施逐步完善，處理過程的能耗和費用逐步下降且處理效率高，回收資源徹底。如超聲波、熱解吸等工藝回收資源一般在99％以上。但隨著處理工藝的復雜化，設備自動化程度的提高，工程造價大幅度上升，很多方法不適合我國國情。
使用熱水洗分離工藝比起傳統模式具有靈活性強，回收資源較徹底，一次性處理量大等優勢，且對原料的適應性強，能有效地彌補罐底泥時間性強的缺點。較之目前新興的如熱解吸技術、溶劑萃取技術及微波破乳離心分離技術等，成本投資大大降低，且處理效果也能滿足要求，各項指標均能達到國家標準，技術可行性強。美、英、荷蘭、加拿大等國報道有用70℃的熱堿水和洗滌劑反復洗滌，在液固比值為2的條件下，洗滌20min后，可將油含量為30.0％的含油污泥洗至殘油率為0.3％，離心脫水后再將固體進行固化填埋。但國外此工藝僅用于了處理落地油泥和含油泥沙，且離心設備的選用不僅提高了處理的成本，加大了動力消耗，也同時減低了設備運行的穩定性。

發明內容
本發明的目的在于提供一種經濟、有效、適用范圍廣的含油污泥處理方法。采用化學熱洗多級分離工藝綜合處理含油污泥(主要為落地油泥、罐底泥和浮渣)，達到原油回收，殘土無害化兩方面目的本發明流動式多級化學熱力清洗油泥方法是采用化學藥劑熱洗多級分離綜合處理含油污泥，整個工藝技術方案(見附圖1)是由預處理區A、清洗區B和水處理區C組成；預處理區內設有原料儲槽(1)、格柵(2)、輸送泵(5)泥水混合罐(6)、高速攪拌機(7)和閥門(8)；清洗區有加藥裝置(9)、第一洗槽(10)、盤管加熱器(11)、第二洗槽(12)、中間槽(13)、第三洗槽(14)和儲油槽(20)；水處理區設有加壓溶氣氣浮裝置(15)和高壓泵(16)；綜合處理工藝流程為首先儲槽(1)中的含油污泥原料(3)由履帶傳送進料至鏈帶式移動格柵(2)上面，經歷循環高壓熱水和少量補充水(4)以5～10m/s流速強力沖洗5分鐘，原料與水比例為1∶3～8，流態化的油水泥混合物從格柵底部由輸送泵(5)送至泥水混合罐(6)，經強力攪拌5～10min，混合均勻，底部沉積泥由泵(5)送回原料槽(1)，上部油水混合物經閥門(8)自流進入清洗區；混合物首先進入第一洗槽(10)，由盤管加熱器(11)加熱至60℃～90℃，從加藥裝置(9)加入破乳劑DL，由泵(5)循環水力攪拌10～20min，溢流出水經閥門進入第二洗槽(12)，再加藥，重力沉降20～40min，混合物在槽內分為三層，頂部油層被刮油機刮至儲油罐(20)，中間水層自流進入中間槽(13)，底部沉泥由泵送也送至中間槽，泥水兩相和后續水處理區回流的凈水在中間槽混合后，加入清洗劑或絮凝劑，攪拌5～10min，出水由泵送至第三洗槽(14)，重力沉降20～40min后分層，刮出頂部浮油會同第二洗槽出油進入儲油罐(20)，底泥(18)刮出作進一步處置，最終達標排放；第三洗槽(14)的中間水層溢流進入凈水區加壓溶氣氣浮裝置(15)，浮選除去油及少量懸浮物，部分凈水回流至中間槽，部分經高壓泵(16)輸送至工藝最前端沖洗原料，若系統水量較大，外排部分出水(17)。
A..預處理區原料槽位混凝結構半地下儲次池，邊緣由擋板劃出格柵區，格柵區頂部設置鏈帶式移動格柵，格柵兩側安裝放測漏擋板。原料經履帶進料系統輸送至格柵上，經歷循環性高壓熱水的強力沖洗，起到剝離細小顆粒使之流態化和洗凈大塊固體物如布和石子等。柵上原料再經機械絞壓器械脫水，同系統出泥作最終處置；柵底流態化的混合物用泥漿泵直接進入泥水混合罐。泥水混合罐為自行設計的鋼結構罐裝置，攪拌器采用雙層槳葉，高速攪拌。底部沉泥可通過泵回至格柵區，保證原料與水的充分混合。
B.清洗區第一洗槽，為鋼材質箱體結構，洗槽始端加藥，當進料為落地油泥時，調節pH值為7～9，水溫為60℃～70℃；進料為浮渣時，加藥是破乳劑DL-100100ppm～500ppm，pH值為4～6，水溫為60℃～70℃；進料為罐底泥時，加藥是破乳劑DL-4020 100～200ppm，pH值為8～11，水溫為70℃～90℃。具體工藝參數視進料含油率大小而定。為保證原料與藥劑充分混合，槽中分別設兩個整流壁，開孔φ100mm，孔間距300mm，中段設盤管加熱器；使用水力攪拌流速為3～5m/h.；末端設溢流堰，溢流出水。
第二洗槽鋼材質箱體結構，設刮油機與泥斗。進口處設加藥裝置，當進料為落地油泥時調節pH值為7～8；當進料為浮渣時調節pH值為7～8；進料為罐底泥時，調節pH值＝7～8，靜置重力分離，末端設溢流堰出水。
中間槽為混凝土結構，攪拌采用雙槳葉攪拌器，進口加藥，當進料為落地油泥時，加AEO-9 0～5000ppm；進料為浮渣時，加聚鐵100～500ppm，CPAM(分子量百萬級以上)10～50ppm；進料為罐底泥時，加入AEO-9 2000～5000ppm，出料由泥漿泵送至第三洗槽。
第三洗槽為鋼材質箱體結構，構造與二洗槽相似。不設加藥裝置。油水泥在第三洗槽中三相分離，上層浮油匯同第二洗槽出油共同送至儲油罐，出油可直接進入煉廠回收利用；中間水層進凈水單元；底泥的最終處置視出料性質的不同而不同，一般情況下落地油泥的出土已完全符合國家的污染物排放標準，可作為凈土直接排放。罐底泥及浮渣的出土可焚燒或制磚。
C.凈水區凈水區采用加壓溶氣氣浮法對于水相進行分離，必要時加入水質調節劑，主要目的為去除水中過量的浮油及雜質，保證清洗工藝的正常運行。循環水經高壓泵送至起端，提供高流速，由多排噴嘴來完成對柵上原料的強力沖擊。
本工藝特點1.預處理區，采用高壓循環熱水沖洗原料，可同時達到原料破碎及流態化兩方面目的。原料儲槽與泥水混和罐間采用泵循環不但能保證進料充分混合，而且混和罐內不易產生淤泥沉積，免除了沖洗罐的麻煩。
2.在清洗區，工藝大部分采用自流，減輕了動力消耗。各洗槽間采用溢流輸送，使得相互間的物料平衡較為容易，流程的耦合的工藝范圍較大。在清洗過程中多槽的設置使該方法的處理能力和對原泥變動的適應性有了較大的提高。如在輕度含油污泥時可省去中間槽和第三槽；當重度含油且介質粒度分布復雜的原泥時則充分發揮二槽的分級作用和三槽的漂洗作用使泥相得到較徹底的凈化。
3.由于用水采用循環方式，系統的運行質量將由凈土的含油狀況衡量和調節。而循環水相中的油分則可保留在一定的程度。這樣就避開了對水處理的要求。若工藝進料含水率較高時，產生的多余廢水將考慮并入原有的水處理設施，一并處理。
4.水的循環導致的無機鹽富集，從液相化學性質來看是多數有利于氣泡的生成和油相的分離。一些無機鹽可能利于原油的乳化，但在循環使用的方式下，則成為凈化泥相的有利因素。這也是本工藝設計用水循環的原因之一。


附圖1所示1-原料儲槽，2-格柵，3-油泥進料，4-補充水，5-輸送泵，6-泥水混合罐，7-高速攪拌機，8-閥門，9-加藥裝置，10-第一洗槽，11-盤管加熱器，12-第二洗槽，13-中間槽，14-第三洗槽，15-加壓溶氣氣浮裝置，16-高壓泵，17-外排水，18-外排泥，19-外排油，20-儲油罐具體實施方式
實施例1落地油泥清洗實驗落地油泥取自遼河油田某煉油廠，常溫下為黑色固體，內含油、泥沙、水等。
取100g落地油泥含水率4.8％，油分15.22％，灰分79.98％(平均值)于2升燒杯中，加入溫水500ml，調節pH值＝9，強力攪拌10min后置入60℃水浴中靜置30min后，放入保溫袋中，刮出上層浮油，調節水相pH值＝7，向其中添加100g/l AEO-94ml攪拌5min后靜置30min。刮出上層浮油于第一次刮出物混合后測定其水分及雜質含量，測底泥的含油率。
上層浮油21.55g 含水率38.12％ 含油率61.07％ 雜質0.81％底泥96.42g 含水率28.85％ 含油率0.58％ 灰分70.57％油回收率 86.47％ 清洗率96.33％ 殘油浸出率5％以下實施例2浮渣清洗實驗浮渣來自某廢油再生公司，系煉油及污水凈化過程中的產生的浮渣。常溫下為液體，內含石油、乳化物、水及少量化學物質。
取100g浮渣含水率70.04％，油分8.29％，灰分21.67％(平均值)于2升燒杯中，加入溫水300ml，調節pH值＝5，加破乳劑DL-100 200ppm，強力攪拌5min后置入60℃水浴中靜置30min后，放入保溫袋中，刮出上層浮油并測定其雜質含量，調節水相pH值＝7，向其中添加10g/L聚鐵5ml，1g/L CPAM(分子量六百萬)2ml，攪拌5min后靜置30min.刮出上層浮油測定其雜質含量，測底泥的含油率。
上層浮油9.24g含水率46.03％ 含油率51.42％ 雜質2.55％底泥37.47g 含水率42.15％ 含油率1.20％ 灰分56.65％油回收率57.31％ 清洗率94.58％ 殘油浸出率3％以下實施例3罐底泥清洗實驗罐底泥來自某廢油再生公司系船艙底及儲油罐底清罐的油垃圾。常溫下為黑褐色半固體，內含石油、泥沙、鐵銹、水及雜質。
取100g罐底泥含水率7.70％，油分78.75％，灰分13.55％(平均值)于2升燒杯中，加入溫水800ml，加破乳劑DL-4020 100ppm，調節pH值＝11，強力攪拌5min后置入60℃水浴中靜置30min后，放入保溫袋中，刮出上層浮油并測定其雜質含量，調節水相pH值＝7，向其中添加100g/L AEO-9 1ml，攪拌5min后靜置30min。刮出上層浮油測定其雜質含量，測底泥的含油率。
上層浮油79.46g 含水率12.31％ 含油率86.75％ 雜質0.94％底泥26.78g 含水率16.59％ 含油率35.79％ 灰分47.62％油回收率87.53％ 清洗率87.83％ 殘油浸出率5％以下實施例4本發明在某廢油再生公司進行了試運行，各項工藝指標均達到了預期的效果。
1.基礎數據處理總量為20噸/日，按10小時工作時間/日操作，設計能力2噸/小時估計處理體積為20立方米/日，折合2.0立方米/小時2.原料性質(1)煉油廠浮渣5,000噸/年。
(2)罐底泥1,000噸/年。
(3)落地油泥1,000噸/年。
3.工藝參數(一)落地油泥處理(見表1)(1)格柵間距15mm，進料2.0噸/小時，高壓水7m/s，料水比為1∶5；(2)泥水混合塔攪拌時間為5分鐘，處理量12噸/小時(3)第一洗槽停留時間30分鐘，處理量12噸/小時；溫度50℃～60℃，pH值8～9，pH調節劑配藥時間30min，加藥壓力0.2Mpa(4)第二洗槽停留時間40分鐘，處理量12噸/小時；pH值7～8，pH調節劑配藥時間30min，加藥壓力0.2Mpa(5)中間槽攪拌時間5min，AEO-9投加量4％，配藥濃度10％，配藥時間1d，加藥壓力0.3Mpa(6)第三洗槽停留時間40min，處理量15噸/小時(7)氣浮裝置停留時間10min，處理量15噸/小時(二)浮渣處理(見表2)(1)格柵間距15mm，進料3.0噸/小時，高壓水7m/s，料水比為1∶3；(2)泥水混合塔攪拌時間為5分鐘，處理量12噸/小時(3)第一洗槽停留時間30分鐘，處理量12噸/小時；溫度60℃～70℃，pH值3～5，pH調節劑配藥時間30min，加藥壓力0.2Mpa；破乳劑DL-100投加量2％，配藥濃度1％，配藥時間1d，加藥壓力0.3Mpa(4)第二洗槽停留時間40分鐘，處理量12噸/小時；pH值7～8，pH調節劑配藥時間30min，加藥壓力0.2Mpa(5)中間槽攪拌時間5min，聚鐵投加量5％，配藥濃度10％，配藥時間5h，加藥壓力0.4Mpa；CPAM(分子量六百萬)投加量1％，配藥濃度0.1％，配藥時間5h，加藥壓力0.4Mpa(6)第三洗槽停留時間40min，處理量15噸/小時(7)氣浮裝置停留時間10min，處理量15噸/小時(三)罐底泥處理(見表3)(1)格柵間距15mm，進料1.3噸/小時，高壓水8m/s，料水比為1∶8；(2)泥水混合塔攪拌時間為5分鐘，處理量12噸/小時(3)第一洗槽停留時間30分鐘，處理量12噸/小時；溫度80℃～90℃，pH值9～11，pH調節劑配藥時間30min，加藥壓力0.2Mpa；破乳劑DL-4020投加量1％，配藥濃度1％，配藥時間1d，加藥壓力0.3Mpa(4)第二洗槽停留時間40分鐘，處理量12噸/小時；pH值7～8，pH調節劑配藥時間30min，加藥壓力0.2Mpa(5)中間槽攪拌時間5min，AEO-9投加量1％，配藥濃度1％，配藥時間1d，加藥壓力0.3Mpa；(6)第三洗槽停留時間40min，處理量15噸/小時(7)氣浮裝置停留時間10min，處理量15噸/小時各段工藝技術指標實測表表1.落地油泥處理工藝指標(平均值) 表2.浮渣處理工藝指標(平均值)

表3.罐底泥處理工藝指標(平均值)

權利要求
1.一種含油污泥的綜合處理方法，其特征在于該方法是采用化學藥劑熱洗多級分離綜合處理含油污泥，整個工藝過程是由預處理區A、清洗區B和水處理區C組成；預處理區內設有原料儲槽(1)、格柵(2)、輸送泵(5)泥水混合罐(6)、高速攪拌機(7)和閥門(8)；清洗區有加藥裝置(9)、第一洗槽(10)、盤管加熱器(11)、第二洗槽(12)、中間槽(13)、第三洗槽(14)和儲油槽(20)；水處理區設有加壓溶氣氣浮裝置(15)和高壓泵(16)；綜合處理工藝流程為首先儲槽(1)中的含油污泥原料(3)由履帶傳送進料至鏈帶式移動格柵(2)上面，經歷循環高壓熱水和少量補充水(4)以5～10m/s流速強力沖洗5分鐘，原料與水比例為1∶3～8，流態化的油水泥混合物從格柵底部由輸送泵(5)送至泥水混合罐(6)，經強力攪拌5～10min，混合均勻，底部沉積泥由泵(5)送回原料槽(1)，上部油水混合物經閥門(8)自流進入清洗區；混合物首先進入第一洗槽(10)，由盤管加熱器(11)加熱至60℃～90℃，從加藥裝置(9)加入破乳劑DL，由泵(5)循環水力攪拌10～20min，溢流出水經閥門進入第二洗槽(12)，再加藥，重力沉降20～40min，混合物在槽內分為三層，頂部油層被刮油機刮至儲油罐(20)，中間水層自流進入中間槽(13)，底部沉泥由泵送也送至中間槽，泥水兩相和后續水處理區回流的凈水在中間槽混合后，加入清洗劑或絮凝劑，攪拌5～10min，出水由泵送至第三洗槽(14)，重力沉降20～40min后分層，刮出頂部浮油會同第二洗槽出油進入儲油罐(20)，底泥(18)刮出作進一步處置，最終達標排放；第三洗槽(14)的中間水層溢流進入凈水區加壓溶氣氣浮裝置(15)，浮選除去油及少量懸浮物，部分凈水回流至中間槽，部分經高壓泵(16)輸送至工藝最前端沖洗原料，若系統水量較大，外排部分出水(17)。
2.按照權利要求1所述含油污泥的綜合處理方法，其特征在于本方法適用于處理的含油污泥為落地油泥、罐底泥或浮渣。
3.按照權利要求1所述含油污泥的綜合處理方法，其特征在于在清洗區的第一洗槽中，當進料為落地油泥時，應調節pH＝7～9，水溫為60℃～70℃；進料為浮渣時，pH＝4～6，水溫為60℃～70℃，所加藥劑是破乳劑DL-100100～500ppm；進料為罐底泥時，pH＝8～11，水溫為70℃～90℃，所加藥劑是破乳劑DL-4020 100～200ppm；槽中分設兩個整流壁，開孔Φ100～200mm，孔間距300～600mm，中段設盤管加熱器，水力攪拌流速為3～5m/h。
4.按照權利要求1所述含油污泥的綜合處理方法，其特征在于在清洗區第二洗槽中，當進料為落地油泥、罐底泥或浮渣時，調節pH為7～8。
5.按照權利要求1所述含油污泥的綜合處理方法，其特征在于在清洗區中間槽中，當進料為落地油泥時，所加藥劑是清洗劑AEO-9 0～5000ppm；當進料為浮渣時，所加藥劑是絮凝劑聚鐵100～500ppm和絮凝劑CPAM 10～50ppm；當進料為罐底泥時，所加藥劑是清洗劑AEO-9 2000～5000ppm。
全文摘要
本發明提供一種針對落地油泥、罐底泥和浮渣等含油污泥的綜合處理方法，該方法是采用化學藥劑流動式多級熱力清洗油泥的處理工藝。整個工藝過程是由預處理區、清洗區和水處理區組成。各區依次連接，結構緊湊。在預處理區，通過高壓循環熱水沖洗含油污泥，使油泥破碎流態化；清洗區采用多級洗槽串聯清洗，各洗槽分投不同的化學藥劑，最終達到原油回收，殘土無害化的目的，是一種經濟、有效、適用范圍較廣的含油污泥綜合處理方法。
文檔編號C02F1/24GK1724422SQ20051004662
公開日2006年1月25日 申請日期2005年6月7日 優先權日2005年6月7日
發明者王棟, 林海英, 曾宏德 申請人:大連理工大學