CN106554840A - 原油油泥处理方法及其使用的蒸汽烘热炉和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种原油油泥处理方法及其使用的蒸汽烘热炉和装置，属于油泥处理技术领域。所述的原油油泥处理方法，是将原油油泥经蒸汽烘热炉加热脱出原油和水，得到脱油油泥，脱油油泥再与煤粉、粘土混合后，经压饼机压制成煤饼后进行焚烧；所述的蒸汽烘热炉，包括移动车，移动车包括受液盘，受液盘底部设置车轮，受液盘顶部设置格栅，受液盘上设置用于导出原油的导出管。本发明工艺过程简单易行，设备投资费用少，工人劳动强度低，环境无异味，达到了安全环保，变废为宝的目的，使用的装置及蒸汽烘热炉结构简单，成本低，易于实现。

Description

原油油泥处理方法及其使用的蒸汽烘热炉和装置

技术领域

本发明涉及一种原油油泥处理方法及其使用的蒸汽烘热炉和装置，属于油泥处理技术领域。

背景技术

原油油泥一般由泥土、沙石、原油、水、机械杂质等组成，其中水占10～20％，油占30～70％，其余是泥沙和其他杂质，一般呈半固态状。不同来源的油泥，成分略有不同。有害成分多、处理困难是油泥的共同特点。

原油油泥主要来源于两个方面：首先在油田的石油勘探、开采、储运、装置检修以及拆油井过程中，由于自然沉降、跑冒滴漏、井喷和放喷等原因，原油与土壤、水或其它杂质形成含油污泥。其次是在原油炼制过程中，原油储罐中的高熔点蜡、沥青质、胶质和所夹带的沙粒、泥土、重金属盐类等无机杂质因密度差而沉积在罐底形成油泥，炼厂污水处理场污油池产生油泥。近几年由于原油重质化和劣质化的加剧，各炼油厂的电脱盐罐也产生大量油泥，严重影响电脱盐效果，并且形成的油泥粘度大，成分复杂，各种助剂和盐类掺杂在其中，处理起来比其它种类油泥困难。

油泥严重危害环境，油泥中石油的挥发成分进入大气会污染空气；油泥中的石油随雨水进人水体则会造成严重的水污染，破坏水的生态系统；油泥中的石油进人土壤，会对土壤自身的微生物和土壤植物生态系统产生危害；更严重的是原油中的许多有害物质具有致突变和致癌性，通过直接和间接途径会给人体健康带来严重损害。处理费用高，难度大也是各企业面临的实际问题。

现有的油泥处理技术，主要是资源利用，无害化处理。最典型的萃取溶剂法是污泥处理技术中常用的一种，根据“相似相溶”原理，选择合适的有机溶剂作为萃取剂，将有机物从油泥中溶解抽提出来，通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用，污油回炼。

专利CN201110174108是采用溶剂萃取技术，利用热萃取—脱水—固液分离处理含油污泥。首先将含油污泥进行机械脱水，然后萃取溶剂与油泥混合搅拌并预热，混合均匀后进行热萃取脱水处理，固液分离，液相进入装置回炼，固相作为燃料。处理后的水经破乳净化处理可以排放。溶剂萃取法处理油泥的缺点是萃取剂用量较大，工艺复杂，设备投资多，整体成本较高。

专利CN104211276是采用发酵技术将油泥处理。将玉米粉、豆秸粉、酵母粉、轻质碳酸钙等粉碎后，与油泥混合，堆成梯形进行发酵持续15～20天，将处理的油泥均匀的铺洒在场地上，可以种花、种草恢复土壤性能，但是存在投入费用大、持续时间长、人工成本高、油泥降解慢的问题。

除上述专利介绍的油泥处理技术外，目前各油田和炼化企业还采取油泥焚烧技术。

我国部分炼油厂有含油污泥焚烧装置，该装置不仅焚烧油泥，还要将炼油厂污水处理后产生的浮渣，活性淤泥混合后，用离心机离心分离液体，再用柴油在焚烧炉焚烧，将烟气用水喷淋处理排放。含油污泥焚烧前需要经过污泥调制和脱水预处理。缺点是运行成本高，设备容易出故障，工人操作环境差，劳动强度大。

国内外在油泥处理方面已有一些成熟的技术和方法，部分已经工业化，但都或多或少存在一些问题，因此，在油泥的净化处理技术和工艺方面还需要不断地创新。

发明内容

本发明的目的是提供一种原油油泥处理方法，工艺过程简单易行，设备投资费用少，工人劳动强度低，环境无异味，达到安全环保，变废为宝的目的；本发明同时提供其使用的蒸汽烘热炉和装置。

本发明所述的原油油泥处理方法是：原油油泥经蒸汽烘热炉加热脱出原油和水，得到脱油油泥，脱油油泥再与煤粉、粘土混合，压制成煤饼后进行焚烧。

本发明具体包括以下步骤：

(1)该工艺为间歇式生产过程，原油油泥用移动车载入蒸汽烘热炉，蒸汽烘热炉内加热至60～80℃，内有防爆风机将热空气循环对流，烘热炉内温度恒定。原油油泥中的原油受热后，粘度降低，蜡基网状结构溶解，胶质、沥青质流动性增强，原油与水以液态形式从原油油泥中渗出，从盛装原油油泥的格栅中滴入受液盘，受液盘收集后，流入收集槽，收集槽通过高压泵送入旋流分离器，旋流分离器将原油和水分离，分离后的原油去炼油装置，水去污水处理场。

(2)原油油泥中气相组分从蒸汽烘热炉上部的出气口逸出。原油油泥脱油后，通过移动车送出蒸汽烘热炉进脱后油泥库，用螺杆输送机送入混合搅拌器，同时，将煤粉和粘土挤压粉碎后通过带式输送机也送入混合搅拌器，混合质量比例为：脱油油泥、煤粉、粘土三者质量比为3:1:1，三者经过混合搅拌后，用压饼机挤压成中心带多孔的饼状，然后在通风空旷场地晾干，送入加热锅炉或出售。

本发明主要应用在原油开采、集输、储运过程中产生的油泥处理，其次是在石油炼制过程中炼油厂储油罐底部、电脱盐罐底部产生的含油污泥的处理，是原油开采和炼制技术的补充和延伸，也是环境保护的重要方面。

本发明概括说是对原油油泥采取加热和焚烧相结合的办法，原油油泥经过蒸汽烘热炉加热，原油和少量的水从原油油泥中渗出进入收集槽，经过高压泵去旋流分离器，旋流分离器将水和原油分开，分离后的原油进装置回炼，分离后的水进污水处理场。余下的脱油油泥用螺杆输送机送入混合搅拌器，同时将粉碎后的煤粉和粘土按一定比例也送入混合搅拌器，三者充分混合，进入压饼机压制成煤饼，将其送入空旷通风处晾干，用于加热锅炉焚烧，或去市场销售。

本发明所述的装置主要有以下设备构成：蒸汽烘热炉、旋流分离器、螺杆输送机、混合搅拌器等组成。其中蒸汽烘热炉是该发明的主要设备，内含有烘热炉加热盘管、防爆风机、移动车等部件组成。

所述的蒸汽烘热炉包括移动车，移动车包括受液盘，受液盘底部设置车轮，受液盘顶部设置格栅，受液盘上设置用于导出原油的导出管。

所述蒸汽烘热炉结构特点：外形为长方形，常压操作，加热温度控制60～80℃。表面有一层岩棉保温材料，内部DN25无缝钢管沿壳体内层环绕。顶部有两个对称的防爆风机，用于热空气对流，使炉膛内温度一致。装载原油油泥的移动车由车轮、受液盘、导出管、格栅四部分组成。最底层是带导轨的车轮，车轮上部是受液盘，受液盘的主要作用是接受从原油油泥中受热脱落的原油和水，受液盘后端部有一导出管，原油从导出管进入收集槽。受液盘上部是格栅，两者间隔200～250mm，格栅上面铺设两层不锈钢丝网，与原油油泥接触的一层是60目，底部铺垫层是20目，原油油泥就堆放在不锈钢丝网上。不锈钢丝网的作用是过滤，融化的原油可穿过，泥土被阻止。收集槽主要接受从受液盘流出的原油和水，一部分在烘热炉内部，大部分在外侧。底部有加热盘管，防止原油在温度降低时凝固。设备外壁有温度控制器，检测炉膛内温度，内侧设定的温度通过DCS系统，控制加热盘管的蒸汽量，达到温度恒定的目的。

所述旋流分离器结构特点：壳体为圆锥形，壳体内部设置圆锥形长管，圆锥形长管内有一螺带式稳定器，圆锥形长管两端由两块固定隔板固定于圆锥形壳体内，原油和水从圆锥形长管大端部切线方向进，沿圆锥形长管内管壁高速螺旋旋转流动，流向越来越细的小端，高速旋转产生离心力，且离心力是随越来越快的旋转运动而越来越大。由于原油和水的密度不一样，存在一个密度差，密度小的原油被离心反力压向中央，且离心力是从进口到出口越来越大，油受到的向心力也随之越来越大，中心油柱从小端压向大端，原油从大端顶部被挤出旋流分离器，水从小端排出。

本发明的其它设备螺杆输送机、粉碎机、带式输送机、混合搅拌器、压饼机均为定型设备，根据处理量大小，选型即可。

综上，本发明的主要特点如下：

(1)原油油泥经过蒸汽烘热炉加热，原油从原油油泥中渗出进入受液盘，经导出管进收集槽，再经高压泵进旋流分离器，分离后的原油进装置回炼，余下的脱油油泥与煤粉、粘土经带式输送机进混合搅拌器混合后，经过压饼机压制成煤饼，晾干送入加热锅炉焚烧或出售。

(2)所述的蒸汽烘热炉内部温度为60～80℃，操作压力为常压，原油油泥在格栅中的厚度为500～600mm，蒸汽烘热炉的升温时间1h，原油油泥在蒸汽烘热炉中保温2～4h。不同种类油泥保温时间不同。

(3)蒸汽烘热炉外形为长方体，其壳体材料为普通碳钢或用混凝土浇筑，保温材料用岩棉或聚氨酯，厚度50～100mm，加热方式为低压蒸汽或导热油。移动车自动进出，自动卸货，车轮上部的受液盘是平滑的钢板，厚度不小于4mm，周边100mm围堰，用于形成受热脱落的原油和水的盛放空间；后端部有DN50的导出管。盛装原油油泥的格栅是厚3mm，高度50mm的方形口，上部铺设两层不锈钢丝网，靠近格栅的一层20目，靠近原油油泥的60目，周边是400mm围堰，用于形成原油油泥的盛放空间，受液盘面积大于格栅，受液盘比格栅各边长出约20mm，两者间隔200～250mm。

(4)收集槽内设置加热盘管，收集槽一部分在烘热炉内部，大部分在外侧。

(5)脱出的原油和水，通过高压泵高速进旋流分离器，沿圆锥形长管内管壁螺旋旋转，将密度大的游离态水和密度小的原油进行分离。原油从侧面进，从大端出，分离出的游离水从小端出。

(6)脱油油泥含水小于15％，含油小于10％，与煤粉，粘土混合后制成饼装燃烧物，其中，脱油油泥、煤粉、粘土三者质量比为3:1:1。

本发明的有益效果如下：

本发明工艺过程简单易行，设备投资费用少，工人劳动强度低，环境无异味，达到了安全环保，变废为宝的目的。

本发明原油油泥由于来源不同，含油量及其它成分也不相同，脱油效果参差不齐。一般油泥成分：水占10～20％，油占20～50％，其余是泥沙和其他杂质。油田产生的油泥含油和含水量较少，炼油企业产生的油泥，含油量和含水量较高，粘度大，杂质多，成分复杂。无论哪一种来源的原油油泥，经过本发明的处理，脱油率均在50～80％之间，热值在29000～33000J/g之间，实现了废物的重新利用。本发明使用的装置及蒸汽烘热炉结构简单，成本低，易于实现。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

图2是本发明蒸汽烘热炉的结构示意图；

图3是本发明装置的结构示意图；

图4是本发明旋流分离器的结构示意图；

图中：1、车轮；2、受液盘；3、格栅；4、不锈钢丝网；5、原油油泥；6、防爆风机；7、烘热炉加热盘管；8、出气口；9、温度控制器；10、导出管；11、收集槽；12、脱出的原油和水；13、收集槽加热盘管；14、移动车；15、蒸汽烘热炉；16、油泥库；17、螺杆输送机；18、混合搅拌器；19、煤粉和粘土；20、混合物料出口；21、旋流分离器；22、原油；23、水；24、高压泵；25、原油和水入口；26、固定隔板；27、圆锥形长管；28、圆锥形壳体。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

某油田产生原油油泥45000kg，检测其含油量为25％，含水量为18％，其余为泥土，经过蒸汽烘热炉加热至80℃，并保持3小时，原油从油泥中脱出，在受液盘内聚集，进收集槽，从收集槽内收集部分原油和水，经旋流分离器分离出原油8900kg，水5500kg。产生的脱油油泥为30600kg，其中含油约7.67％，含水约8.49％，将10200kg煤粉，10200kg粘土与脱油油泥混合均匀制成煤饼，测其燃烧值为29890J/g，完全达到引火自燃标准，送燃烧锅炉作为燃料焚烧。

实施例2

某炼油厂原油罐区产生原油油泥10000kg，检测其含油量为35％，含水量为21％，其余为泥土和其它杂质，经过蒸汽烘热炉加热至80℃，并保持4小时，原油从油泥中脱出，在受液盘内聚集，进收集槽，从收集槽内收集部分原油和水，经旋流分离器分离出原油3100kg，分离出水1600kg，产生的脱油油泥为5300kg，脱油油泥中含油7.5％，含水9.4％，将1767kg煤粉，1767kg粘土与其混合均匀制成煤饼，测其燃烧值为32000J/g，完全达到引火自燃标准，送燃烧锅炉作为燃料焚烧。

实施例3

某炼油厂电脱盐罐产生原油油泥15000kg，检测其含油量为45％，含水量为17％，其余为泥土和其它杂质，经过蒸汽烘热炉加热至80℃，并保持2小时，原油从油泥中脱出，在受液盘内聚集，进收集槽，从收集槽内收集部分原油和水，经旋流分离器分离出原油6200kg，分离出水1850kg，产生的脱油油泥为6950kg，脱油油泥含油7.9％，含水10％，将2317kg煤粉，2317kg粘土与其混合均匀制成煤饼，测其燃烧值为32000J/g，完全达到引火自燃标准，送燃烧锅炉作为燃料焚烧。

实施例4

采用不同种类原油油泥脱油脱水后，按脱油油泥、煤粉、粘土3:1:1的质量比例制成煤饼进行检测，其结果见下表1：

表1检测结果表

实施例5

实施例1-3中所使用的原油油泥处理方法如下：

(1)原油油泥5送入蒸汽烘热炉15进行加热，原油油泥5中的原油与水以液态形式从原油油泥5中渗出，从盛装原油油泥5的格栅3的空隙中滴入受液盘2，受液盘2收集后，流入收集槽11，收集槽11通过高压泵24送入旋流分离器21，旋流分离器21将原油和水分离，原油22进炼油装置进行回炼，水23进污水处理厂进行处理；

(2)原油油泥5中气相组分从蒸汽烘热炉15上部的出气口8逸出，脱油油泥与煤粉、粘土送入混合搅拌器18，经过混合搅拌后，用压饼机压制成煤饼后进行焚烧。

实施例6

实施例1-3中所使用的装置以及蒸汽烘热炉15结构如下：

如图1-4，本发明所述的装置主要有以下设备构成：蒸汽烘热炉15、旋流分离器21、螺杆输送机17、混合搅拌器18等组成。其中蒸汽烘热炉15是该发明的主要设备，内含有烘热炉加热盘管7、防爆风机6、移动车14等部件组成。

所述的蒸汽烘热炉15包括移动车14，移动车包括受液盘2，受液盘2底部设置车轮1，受液盘2顶部设置格栅3，受液盘2上设置用于导出原油和水的导出管10。

所述蒸汽烘热炉15结构特点：外形为长方形，常压操作，加热温度控制60～80℃。表面有一层岩棉保温材料，内部DN25无缝钢管沿壳体内层环绕。顶部有两个对称的防爆风机6，用于热空气对流，使炉膛内温度一致。装载原油油泥5的移动车14由车轮1、受液盘2、导出管10、格栅3四部分组成。最底层是带导轨的车轮1，车轮1上部是受液盘2，受液盘2的主要作用是接受从原油油泥5中受热脱落的原油和水，受液盘2后端部有一导出管10，原油和水从导出管10进入收集槽11。受液盘2上部是格栅3，两者间隔200～250mm，格栅3上面铺设两层不锈钢丝网4，与原油油泥5接触的一层是60目，底部铺垫层是20目，原油油泥5就堆放在不锈钢丝网4上。不锈钢丝网4的作用是过滤，融化的原油可穿过，泥土被阻止。收集槽11主要接受从受液盘2流出的原油，收集槽11一部分在蒸汽烘热炉15内部，大部分在外侧。底部有收集槽加热盘管13，防止原油在温度降低时凝固。设备外壁有温度控制器9，检测炉膛内温度，内侧设定的温度通过DCS系统，控制烘热炉加热盘管7的蒸汽量，达到温度恒定的目的。

所述旋流分离器结构特点：壳体为圆锥形，壳体内部设置圆锥形长管27，圆锥形长管27内有一螺带式稳定器，圆锥形长管27两端由两块固定隔板26固定于圆锥形壳体28内，原油和水从圆锥形长管27大端部切线方向进，沿圆锥形长管27内管壁高速螺旋旋转流动，流向越来越细的小端，高速旋转产生离心力，且离心力是随越来越快的旋转运动而越来越大。由于油和水的密度不一样，存在一个密度差，密度小的油被离心反力压向中央，且离心力是从进口到出口越来越大，油受到的向心力也随之越来越大，中心油柱从小端压向大端，原油22从大端顶部被挤出旋流分离器21，水23从小端排出。

本发明的其它设备螺杆输送机、粉碎机、带式输送机、混合搅拌器、压饼机均为定型设备，根据处理量大小，选型即可。

Claims (10)

1.一种原油油泥处理方法，其特征在于：原油油泥(5)经蒸汽烘热炉(15)加热脱出原油和水，得到脱油油泥，脱油油泥再与煤粉、粘土混合，压制成煤饼后进行焚烧。

2.根据权利要求1所述的原油油泥处理方法，其特征在于：脱出的原油和水(12)进入收集槽(11)，经高压泵(24)去旋流分离器(21)将原油和水分离，原油(22)进炼油装置进行回炼，水(23)进污水处理厂进行处理。

3.根据权利要求1所述的原油油泥处理方法，其特征在于：脱油油泥、煤粉、粘土三者质量比为3:1:1，脱油油泥含水小于15wt％，含油小于10wt％。

4.根据权利要求1所述的原油油泥处理方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)原油油泥(5)送入蒸汽烘热炉(15)进行加热，原油油泥(5)中的原油与水以液态形式从原油油泥(5)中渗出，从盛装原油油泥(5)的格栅(3)的空隙中滴入受液盘(2)，受液盘(2)收集后，流入收集槽(11)，收集槽(11)通过高压泵(24)送入旋流分离器(21)，旋流分离器(21)将原油和水分离，原油(22)进炼油装置进行回炼，水(23)进污水处理厂进行处理；

(2)原油油泥(5)中气相组分从蒸汽烘热炉(15)上部的出气口(8)逸出，脱油油泥与煤粉、粘土送入混合搅拌器(18)，经过混合搅拌后，用压饼机压制成煤饼后进行焚烧。

5.根据权利要求4所述的原油油泥处理方法，其特征在于：蒸汽烘热炉(15)内部温度为60～80℃，操作压力为常压，原油油泥(5)在格栅(3)中的厚度为500～600mm，蒸汽烘热炉(15)的升温时间为1h，原油油泥(5)在蒸汽烘热炉(15)中保温2～4h。

6.一种权利要求1～5任一所述的原油油泥处理方法中使用的蒸汽烘热炉，其特征在于：包括移动车(14)，移动车(14)包括受液盘(2)，受液盘(2)底部设置车轮(1)，受液盘(2)顶部设置格栅(3)，受液盘(2)上设置用于导出原油和水的导出管(10)。

7.根据权利要求6所述的蒸汽烘热炉，其特征在于：蒸汽烘热炉(15)顶部设置出气口(8)、烘热炉加热盘管(7)和防爆风机(6)，底部设置收集槽(11)，用于接收导出管(10)导出的原油和水，蒸汽烘热炉(15)外壁设置温度控制器(9)。

8.根据权利要求6所述的蒸汽烘热炉，其特征在于：受液盘(2)由钢板制成，厚度不小于4mm，受液盘(2)设置100mm高的围堰，用于形成受热脱落的原油和水的盛放空间；格栅(3)厚度为3mm，高度为50mm；格栅(3)上部铺设两层不锈钢丝网(4)，靠近格栅(3)的一层为20目，靠近原油油泥(5)的一层为60目，格栅(3)设置400mm高的围堰，用于形成原油油泥(5)的盛放空间，受液盘(2)面积大于格栅(3)，受液盘(2)、格栅(3)两者间隔200～250mm的距离。

9.一种权利要求1～5任一所述的原油油泥处理方法使用的装置，其特征在于：包括蒸汽烘热炉(15)，蒸汽烘热炉(15)包括移动车(14)，移动车(14)包括受液盘(2)，受液盘(2)底部设置车轮(1)，受液盘(2)顶部设置格栅(3)，受液盘(2)上设置用于导出原油和水的导出管(10)。

10.根据权利要求9所述的原油油泥处理方法使用的装置，其特征在于：还包括旋流分离器(21)，其壳体为圆锥形，壳体内部设置圆锥形长管(27)，圆锥形长管(27)内有一螺带式稳定器，圆锥形长管(27)两端由两块固定隔板(26)固定于圆锥形壳体(28)内，壳体大端部分别开设原油和水入口(25)、原油出口，壳体小端部开设水出口。