华北油田罐底油泥清洗试验研究＊

曾浩见 邹 华 梅 平

（长江大学化学与环境工程学院）

0 引 言

原油开采和原油处理的过程中，油品中高熔点蜡、沥青质、胶质还有一些密度相对较大的沙粒、泥土等物质，因密度差会与水一起沉降聚集在油罐底部，罐底油泥中存在苯系物、酚类等恶臭型有毒物质，成分复杂。储罐中往往存在大量的罐底油泥在底部，需要定期清理，同时罐底油泥中含有大量的原油，需要清洗，回收原油，从而达到罐底油泥的资源化利用和无害化［1］。针对华北油田罐底油泥黏稠、乳化严重、含有原油的特征气味、含油率73%、含水率7%、含泥率20%，本文介绍了一种复配药剂，可达到较好的效果。

1 材料与方法

1.1 药品与仪器

氧化剂样品、絮凝剂样品、无水乙醇（分析纯）、石油醚（分析纯）。

岛津气相色谱仪GC-2010、岛津UV2450紫外可见分光光度计、精密恒温试验仪DF-101s、激光粒度仪Mastersizer3500、1720E浊度仪。

1.2 实验方法

1.2.1 氧化絮凝实验

称取10g罐底油泥放入500mL的烧杯中，60℃水中预热，加入氧化剂和絮凝剂，均匀搅拌，静置后，对三相进行分析。

1.2.2 色谱分析

油样处理：油样经初步静置脱水，用无水硫酸钠去除其中微量的水。用二氯甲烷作为溶剂溶解油样，仪器预热后，取油样1μL注入气相色谱仪中，采用归一法处理，得到不同组分的含量。

仪器参数：色谱柱固定相为聚甲基硅氧烷（SE-30、OV-1等）交联石英毛细柱，最高使用温度不低于320℃，柱长35～50m，内径0.22～0.25mm，柱效不低于3000理论板／m。

1.2.3 粒径中值和浊度测定

罐底油泥清洗后的水层200mL，摇匀，通过激光粒度仪和浊度仪测定粒径中值和浊度。

1.2.4 泥层含油量测定

取出泥样，利用紫外可见分光光度计绘制标准曲线，测定泥样含油量［2-3］。

2 结果与讨论

2.1 氧化剂筛选试验研究

氧化剂通过对油水界面的状态改变，使油水相的极性发生改变，原油中本身的乳化剂被其破坏掉部分或大分子物质氧化成小分子，从而达不到之前稳定的状态，使泥与油分离，达到破乳的效果［3］。

浓度0.5%的5种氧化剂，分别对10g罐底油泥进行氧化清洗，将分出来的泥与油通过加热水的方式隔开，冷却，取出洗出的油，倒掉热水，烘干剩下的泥土。取出处理后的泥，用万分之一天平称重，获得洗出泥质量。不同药剂对罐底油泥洗涤效果影响见图1。

由图1可知，对10g罐底油泥进行处理，不同的氧化剂在相同浓度的条件下洗出的泥的含量不同，比较得到，YHJ-2氧化剂洗出泥的质量为1g左右，效果较好。

图1 不同药剂对罐底油泥洗涤效果影响

2.2 YHJ-2氧化剂浓度的筛选

通过调节YHJ-2氧化剂浓度来实现洗出泥的最大化，从而达到更好的洗涤效果，配制不同浓度的YHJ-2氧化剂，对10g罐底油泥进行清洗。YHJ-2氧化剂浓度对罐底油泥洗涤效果影响见图2。

图2 YHJ-2氧化剂浓度对罐底油泥洗涤效果影响

由图2可知，在不同浓度的YHJ-2氧化剂的作用下，处理罐底油泥的效果有所不同。当药剂浓度低于1%时，处理效果不好，可能是药剂加量不够，作用不完全的结果。当药剂浓度高于1%时，处理效果不好，可能是因为体系中其他离子成分阻碍了反应的进行，从而产生拮抗作用。当YHJ-2氧化剂浓度为1%时，效果较好。

2.3 絮凝剂筛选试验研究

先用YHJ-2氧化剂氧化10g罐底油泥，加入50 mL的60℃热水，用于放大实验效果。选取7种絮凝剂，浓度为0.2%，各取30mL分别对氧化后的罐底油泥进行絮凝实验［4-5］。通过恒温60℃，均匀搅拌，静置冷却，测定溶液的浊度来衡量絮凝的效果。药剂种类对絮凝效果的影响见图3。

由图3可知，在不同种类的絮凝剂的作用下，絮凝的效果有所不同。对于不同的絮凝剂，由于罐底油泥成分复杂，体系环境的复杂，可能存在某些有机离子或无机离子或者是其他物质，从而减弱了絮凝作用，针对这一体系发现XNJ-4絮凝剂和XNJ-5絮凝剂适应这一体系，絮凝效果较好。测得在浓度为0.2%时，XNJ-4絮凝剂的浊度只有16.3NTU，XNJ-5絮凝剂的浊度只有16.7NTU。但是考虑成本计算，选择XNJ-4絮凝剂。

图3 药剂种类对絮凝效果的影响

2.4 XNJ-4絮凝剂浓度的筛选

絮凝剂浓度的筛选，遵循成本最低原则，分别取不同浓度XNJ-4絮凝剂进行试验。XNJ-4浓度对絮凝效果的影响见图4。

图4 XNJ-4浓度对絮凝效果的影响

由图4可知，在不同浓度的XNJ-4絮凝剂的作用下，絮凝的效果各有不同，当絮凝剂浓度小于0.15%时，形成的胶粒量比较少，胶粒体积较小，泥土颗粒粒径中值较低，达不到所期望的效果，当絮凝剂浓度高于0.15%时，可能会导致溶液矿化度比较高，溶剂化作用比较大，从而中和了表面的电荷，并且粒子表面吸附达到饱和，吉布斯自由能降低，从而影响絮凝效果。当浓度为0.15%时，处理效果较好。

2.5 药剂复配试验

将30mL的XNJ-4絮凝剂（0.15%）与YHJ-2氧化剂（1%）进行混配，称取10g罐底油泥与50mL热水混合，60℃预热，加入复配药剂，均匀搅拌，静置冷却，观察试验效果［3］。

2.5.1 罐底油泥清洗前后油样色谱图对比

采用色谱法分析油样的碳数分布，研究罐底油泥油样与清洗后的油样成分有何差异。华北油田罐底油泥的油样处理清洗前后色谱图对比见图5。清洗前后原油烃类碳数组成分析见表1。

图5 华北油田罐底油泥的油样处理清洗前后色谱图对比

表1 华北油田罐底油泥清洗前后原油烃类碳数组成分析

通过气相色谱图对比，油样在清洗前后，只是在保留时间为21.198min时有所变化，原油组分分布基本没有变化，说明洗出油组分稳定，洗出油纯度较高，有利于原油回收，有利于实现罐底油泥资源化［5］。

2.5.2 清洗后水样浊度和粒径中值测定

利用浊度仪，绘制标准曲线，测定水层的浊度为6.8NTU。收集水层水样，摇匀后，利用激光粒度仪测定其粒径分布，粒径中值为10.79，说明絮团较大，沉降比较完全，絮凝效果较好。处理后的水体清澈，粒径较小，有利于二次利用［6］。

2.5.3 清洗后泥样含油量的测定

取出泥样，利用岛津UV2450紫外可见分光光度计选取波长为275nm，利用外标法绘制标准曲线，测定泥层含油量，泥层含油量0.25%。

3 结 论

◆复配出一种药剂，为XNJ-4絮凝剂（0.15%）与YHJ-2氧化剂（1%）的复配体系，洗出油组分稳定，纯度较高。处理后的水体清澈，粒径较小，泥层含油量低，清洗效果较好。

◆通过气相色谱图对比，油样在清洗前后，只是在保留时间为21.198min时有所变化，原油组分分布基本没有变化，有利于实现罐底油泥资源化。

◆清洗后水层浊度为6.8NTU，粒径中值为10.79，水层有利于二次利用；泥层含油量较低，仅为0.25%，基本实现泥渣无害化。

［1］邓皓，刘子龙，王蓉沙，等.含油污泥资源化利用技术研究［J］.油气田环境保护，2007（1）：27-30.

［2］巫树锋，刘发强，杨岳，等.罐底含油污泥萃取溶剂的选择与优化［J］.环境工程学报，2013（8）：3191-3195.

［3］李美蓉，冯刚，娄来勇，等.原油破乳剂筛选及破乳效果研究［J］.精细石油化工进展，2006（11）：14-18.

［4］董燕，胡相嵩.油田污水处理絮凝剂的研究［J］.精细石油化工进展，2007（11）：45-47.

［5］张维.油罐清洗与罐底泥处理技术研究及应用［J］.油气田环境保护，2011，21（6）：18-21.

［6］吴莉娜，陈家庆，程继坤，等.石油化工污水处理技术研究［J］.科学技术与工程，2013（15）：4311-4317.