（环境工程专业论文）集输泵站油砂治理工艺技术研究.pdf

s t u d yo nt r e a t m e n tt e c h n o l o g yo fo i ls a n df r o m p u m p i n gs t a t i o no f d i s t r i b u t i n gc e n t e r l iz e n g q i n g ( e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db ya s s o c i a t ep r o f e s s o rz h a n gx i u x i a a b s t r a c t w h e no i lf i e l dg e t si n t ot h el a t e rp e r i o do fe x p l o i t a t i o n ，s o i ll a y e rh a sa v e r ys e r i o u sp r o b l e mo fo v e r f l o w i n gl o t so fs a n d s ，s oi tw o d d n tr e a c ht h e n a t i o n a ls t a n d a r d si fl e t t i n go f fd i r e c t l y o i l ys a n db e l o n g st oh a z a r ds o l i d w a s t e ，i tw i l lb r i n ga b o u tg r e a te c o n o m i cl o s si f n o tb e i n gt r e a t e dp r o p e r l y a p r o c e s so f s o l i d - l i q u i dr e v o l v i n g l i q u i dh a sb e e na p p l y i n gt ot r e a to i l ys l u d g e i nc o l l e c t i n g - t r a n s p o r t i n gp u m p i n gs t a t i o n t h ee f f e c t so fr e v o l v i n g l i q u i d t r e a t i n gp r o c e s s ，o p e r a t i o np a r a m e t e r s ，t h ep r o p e r t yo fs u s p e n d e dl i q u i da n d a g e n to fw a s h i n gs a n d s o nt h e t r e a t i n ga b i l i t yh a v eb e e ns t u d i e da n d o p t i m u mp r o c e s s i n gc o n d i t i o na l s oh a sb e e nd e t e r m i n e d w h e nt e m p e r a t u r e i sa t4 3 c ，o v e r f l o wf l u xi s1 2 6 m h , p u m pp r e s s u r ei s0 2 9 5 m p a , w e i g h t p e r c e n t a g eo ft h ef e e d i n go i li sm o r et h a n1 7 a n do i l b a s ew a s h i n gs a n d a g e n ti su s e d ，i tc a nm e e tt h el e t t i n gs t a n d a r d ，t h a ti s ，t h eo i lr e m o v a l e f f i c i e n c yc a nr e a c h9 8 a n dw e i g h tp e r c e n t a g ec a nb e e nc o n t r o l l e dw i t h i n o 4 5 b a s i n go nt h ep r i n c i p l eo fm o r er e d u c t i o n ，l e s sh a r m f u la n dm o r e r e s o u r c e s ，o i l ys a n dp r o d u c t st h a th a v eb e e nw a s h e dh a v eb e e ns o l i d i f i e d ， s e l e c t e da n do p t i m i z e da n dt h o u g ht h et e s to ft h er e s i s t i n gp r e s s u r ea n dt h e p o i s o np e r m e a t i o n ，i tc a nr e a c hg e n e r a lu s i n gs t a n d a r d t h ei n d u s t r i a l i z a t i o n e x p e r i m e n t a t i o ni sc a r r i e do u ti nl a b o r a t o r ya n do n - s i t e ，r e v o l v i n gt e c h n i c a l h p r o c e s so fw a s h i n gs a n dw a sd e s i g n e d ，a u t o m a t i z a t i o ns y s t e mw a sm a t c h e d ， ap r yi n s t a l l e de q u i p m e n tw a sd e v e l o p e d ，a n dt h ei n s t a l l a t i o nw a so p e r a t e d e a s i l ya n d h a dv e r yw e l lt r e a t i n ge f f e c t o i li sr e c l a i m e df r o mt h eo i l ys a n d b y t h e p r o c e s s ，w h i c h b e n e f i t s c l e a n i n gp r o d u c t i o n i nt h e c o l l e c t i n g t r a n s p o r t i n gp u m p i n g s t a t i o no f t h eo i lf i e l d k e yw o r d s ：r e v o l v i n g l i q u i de q u i p m e n t ，o i lf i e l d ，o i l ys l u d g e ，s e p a r a t i o n ， p o l l u t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导帅指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致l 射的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中囤 石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示 了谢意。 签名： 门胂z 年歹月夕同 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公白论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 茎黧。尘殛 娥1 a 学生签名： 羔= 罡! 芒 新签名：耻弘 ，t ，年占只t 罚 三彳年月，日 中国柏油人学( 华东) l 。稃硕+ 学位论文第1 章前言 第1 章前言 我国东部大庆、胜利、辽河等油田，自上世纪六十年代丌发至今， 其主力油区均已进入高含水期，原油综合含水率己达8 0 , - - 9 0 。疏松 砂岩油藏在胜利及沿海油区十分发育，这类油藏成岩性差，胶结疏松， 砂含量高。胜利采油厂经过四十多年的开发、提液，油层含水上升，地 层粘土膨胀、分散、运移加剧、地层亏空增大、骨架破坏多，出砂越来 越严重，油井采出液中的携砂量f 1 益增多。虽然在井下采取了机械防砂、 化学固砂、复合防砂等措施，但仍有大量砂进入地面集输系统。 调查统计，胜利油田油泥砂的产生量每年在1 l 力| 吨左右，胜利采 油厂的产生量约占1 1 0 。这部分含油泥砂经管道输送，绝大部分油砂沉 积在集输泵站的各种容器、储罐中。油泥砂属危险固体废物，目前接转 站、联合站的贮存池不具备防渗透、防流失、防扬散功能，积满后一般 用挖掘机直接将油砂挖出露天堆放或采取简易填埋等方式进行处置，占 用了大片土地，长期堆放对大气及土壤造成影响，严重污染了地表水和 地下水环境。 近几年来，国家加大了环保执法力度，尤其是中华人民共和国固 体废物污染环境防治法的实施，对危险废物排放提出了更加严格的要 求，油砂污染问题已经成为严重的环境问题，如不妥善处理将给油f 日带 来巨大的经济损失。国内外在油砂处理方面虽有一些专利技术和成套设 备，但在设备投资、技术配套和现场操作等方面要求高，不适宜油硐大 面积普及应用。研制丌发技术先进、经济可行的工艺技术与装备，解决 集输泵站油砂污染及综合利用问题，已经成为油罔企业达标排敖和清洁 生产的迫切需要。 研究的目的是探索油砂污染治理和综合利用途径。提出适合胜利采 油厂乃至油田实际的油砂治理方案，改善油区环境质量，促进油田清洁 中国i 油夫学( 华尔) l 。稃硕十学待论文第l 章前言 生产。技术路线是：立足“减量化、无害化、资源化”原则，采用旋流沈 砂、药剂除油和固化相结合的方法，研制开发一体化的处理设备，对集 输泵站产生的油砂实施综合治理，提高油砂污染物去除率，回收和利用 油砂产品，变废为宝，实现经济效益、环境效益和社会效益的最大化。 技术主要创新点：一是对固液旋流器的结构参数、性能指标、工作 效率等进行优化，研制刀：发出具有自主知识产权的，适合泵站油砂治理 的专用旋流器；二是结合油f f i 生产实际，研制开发自动化程度高、配套 工艺技术先进、处理效果好的一体化装置。装置工艺流程要求设计科学、 安全性能高，运行稳定、操作简便；三是立足污染物削减和资源利用最 大化原则，开发适合油砂处理的沈砂药剂和固化配方，回收油砂含油， 根治危险废物污染。 论文共八章。主要包括前言、现状调查、工艺研究的基本思路、现 场实验、工业化装置的研制与实验、应用效果评价和结论等部分。 中国i i 油人学( 华尔) l 平! ! 硕十学俯论文第2 章概述 第2 章概述 2 1 油砂现状调查与分析 ( 1 ) 采出液量大，含砂率高 胜利采油厂管辖的胜坨和宁海两油田已进入三高丌发阶段，采出液 综合含水高达9 4 5 ，平均同产液1 3 万m 3 。油田属疏松的砂岩油藏， 经过几十年的开采，采出液携砂现象非常严重，目前砂液比已高达 0 0 3 ，年产生油砂1 4 0 0 0 吨。 ( 2 ) 油砂占地多，存放困难 采油厂每年都对集输泵站大罐、分离器等设备进行清砂，而清出的 油砂未经处理全部堆置在存砂池内。经过多年积累。除少量油砂被拉走 挚房基、路基外，8 0 的油砂只能存放在集输泵站的简易存砂池内。由 于各泵站场地有限，征地困难，致使新清出的油砂无处存放，只能征用 新的场地，浪费了大量土地资源。 表1 - 1 胜利采油厂油砂产生量统计表单位：吨年 中国f i 油人学( 华尔) l 稃硕十学仿论文第2 章概述 ( 3 ) 环境危害严重 截至2 0 0 3 年，采油厂有存砂池7 个，全部为露天土池子，均无防 渗漏、防流失、防扬散措施，达不到安全处置条件。进入雨季后，雨水 冲淋和渗出的污油易漂溢，对土壤、水体和大气都造成t - 次环境污染。 随着油田后期开发生产，采液量逐年增大，油砂产生量将逐年增大，由 此造成的环境污染迸一步加剧。 2 2 油砂综合治理的意义 油f 目开发产尘的大量油砂对油区环境都构成了巨大威胁。国家危 险废物名录的h w 0 8 项规定，油砂所含“矿物油，属危险固体废物，根 据“固体废物及危险废物排污费征收标准”规定，对以填埋方式处置危险 废物不符合国家有关规定的，危险废物排污费征收标准为每次每吨1 0 0 0 元，胜利油田仅油泥砂排放一项需要交纳的排污费就达1 1 0 0 0 万元，胜 利采油厂每年需缴纳千万元的油砂排污费。寻找一种可行的油砂综合处 理方法，去除油砂污染物，回收油砂中的原油，实现油砂综合利用，已 经成为油田开发长期降本增效和可持续发展的必由之路。对油砂污染实 施治理既是企业自身可持续发展的需要，也是政府环保部门的要求。同 时，油砂中含有5 - 3 5 左右的原油，这些可大量可回收的原油直接排 放，造成了资源的严重浪费2 0 世纪9 0 年代以来，一些科研部门和企 业致力予该类课题的相关研究，已经取得了认识，并积累了一些实验数 掘，解决解决油砂污染是可以实现的。 2 3 国内外油砂治理技术现状 2 3 1 油砂治理技术简介 目前国内外的油砂治理技术有：生物降解、固化、焚烧、溶剂萃 取、离心分离等方法，下面对主要方法做一简介 ( 1 ) 生物降解法 生物降解法是种生物处理技术，依靠微生物对石油类等有机物进 4 中国l i 油人学( 华尔) f 释硕十学位论文第2 章概述 行分解，达到油砂无害化处理的目的。资料介绍，生物降解周期大约在 7 6 0 天，有的降解时l 日j 甚至更长，通常降解受油砂的含油量、原油的物 性、石油菌的生长和繁殖的条件( 如温度、湿度等) 多种因素影响，处 理时需较大的生化降解场地。该技术和管理难度大、占地面积大、处理 费用高。处理周期长。在油e 珂难以大面积推广应用。 ( 2 ) 固化法 油砂固化法是在油砂中添加固化剂，以改变油砂的物性，使原油不 渗出或不被淋浸出来。固化后的油砂综合利用率不高，处理后必须征用 土地进行卫生填埋，土地的再利用价值低，该法并没有从根本上对油砂 进行无害化处理，增加了一些固化药剂费用。该法处理成本高、占地面 积大，污染隐患未根本消除。处理少量油砂时可考虑选用。 ( 3 ) 焚烧法 焚烧法是一种简单而较实用的处理方法，该法在国外也有应用，油 砂含油量高时，其燃烧热能可以回收利用，具有一定的经济价值和实用 性。该法需对油砂进行脱水干化预处理，以利于油砂的引燃和焚烧，减 少因含水率高而损耗热能。受油砂的性状、气候等影响，油砂脱水效果 差，脱水后的油砂含水率大约在5 0 左右，该法应用需配套建设干化场 地。当含油量低于燃烧值，不但没有余热回收价值，还须添加燃料，同 时还须对排放烟尘进行除尘治理。 ( 4 ) 溶剂萃取法 溶剂萃取法利用有机溶剂对油砂进行清洗，萃取出原油，液相进炼 化系统，或对液相进行溶剂和油的分离，回收有机溶剂循环使用，起到 油、砂分离的目的。该法技术可行，但受萃取溶剂的需用量大、处理费 用高，萃取剂回收循坏利用操作难度大等制约，其推广应用受到一定局 限。 ( 5 ) 离心分离法 离心分离法是在离心力的作用下，利用密度差实现两种或多种物流 中国i i 油大学( 华东) 【柙硕十学位论文第2 章概述 分离的一种物理方法。目前该法在石化行业主要用于炼化油砂处理和浮 渣脱水浓缩领域，国外已应用于油砂分离领域，国内尚处于研究开发阶 段。离心分离设备包括机身固定的水力旋流器和机身旋转的离心机两 类。两者的区别在于获得离心力的方法不同。 旋流器：按其功能一般可分为固液、液一液、气液分离三种旋流器。 用于固液分离的旋流器早在1 8 9 7 年就获得了美国专利，二战后广泛应 用于选矿1 2 训。近几年来，旋流器在石油工业中的应用极为广泛，几乎涉 及所有分离领域p 4 l ，特别是在固液分离过程中显得更为重要。 离一i i , 机：离心机的主要部件为快速旋转的转鼓。转鼓安装在竖直或 水平轴上，由电机带动，来液通过中心降液管进入转鼓，油、水，砂混 合物在转鼓中依靠离心力分离，油经环形空问向上从出油口流出，水、 砂从转鼓底部的的开口甩出。水进入敞口储罐从出水口流出，砂等固体 杂质沉积在储水罐底从沉砂排放口排出。油田采用离心机除砂、洗砂， 国内外文献报道不多，原因：一是各出砂油田的砂子粒径较大，用重力 沉降和旋流分离能够达到除砂的目的：二是离心机有运动部件，制作、 操作管理要求比较高，限制了它在油田上的应用。 2 3 2 国内主要工业技术应用情况 大庆油田油砂治理研究起步较旱，1 9 9 6 年投资4 0 万英镑，从英国 引进一套离一1 1 , 设备，在采油二厂进行了国内配套工艺实验。大港油田在 这方面也进行了长期深入的研究和探讨。取得了一些认识。胜利油用设 计院在孤岛采油厂建设了一套旋流分离装置，它在分离器前旋流除砂， 但运行过程中存在回压高、提砂泵质量磨损严重等问题，造成装置投产 后基本没有运行。孤东采油厂在计量站安装了旋流分离器，减少了进入 泵站的油砂量，但分离效果不理想，只有2 0 0 * - - 3 0 油砂分离出来，而 且分离出来的油砂仍需贮存在清砂池里，不能根治油砂污染。 ( 1 ) 大庆采油二厂油砂分离技术 大庆采油二厂引进油泥砂处理的关键技术和设备，建设了南6 4 油 6 中国4 i 油人学( 华尔) j 。群硕十学侍论文第2 章概述 砂处理站，对泵站和井场产生的油砂进行了治理。该装胃可将穿孔、作 业散落在井场的油砂及泵站产生的的油砂集中回收处理。 基本原理：在一定温度条件下，采用表面活性剂将油砂中的泥砂絮 凝沉淀，经离心分离后，油水混合液回收，油砂达标排放。 工艺流程：搅拌液化一加温匀化一加药一离心分离。 总体评价：优点是适用范围广，能够分离泵站和其它落地油；分离 效果较好，处理后油砂达到欧洲排放标准。实现了三相分离，即油、水、 砂的分离。缺点：需要建设专门的油砂处理站，配套建设相关厂房、办 公等场所，配备定数量的专职管理人员，次性投资大，约1 0 0 0 力| 元：穿孔、作业、井口等产生的油砂要运到油砂站，需要一定的运输费 用，而这部分油砂含油较少，经济效益较差：油砂要加热到7 0 0 c 左右， 需专门建设锅炉房，消耗大量能源；处理过程要投放大量药剂，增加了 处理成本。因此，该工艺投资大，效益低，不是理想的处理工艺。 ( 2 ) 大港油田油砂分离技术 大港油田针对原油集输系统的油砂问题，于1 9 9 0 年组织了相关研 究和实验，经过反复的实验和改进，取得了一些认识。现有两种除砂工 艺，分别是卧式容器除砂和大罐不停产清砂。 总体评价：大港西三转和马西油站的考察发现，其设备的操作非常 简便，站内不设专门的岗位、不配备专职施工人员，定时开启、关闭设 备。西三转每天运行l 小时左右，马西油站则是隔天运行。除砂沈砂装 冒能够及时清除油中的砂粒，除砂率在7 0 9 0 之间，除砂粒度细， 可达7 6 1 l m ，分离出来的砂经过一段时间的晾晒后，其颜色基本上与正 常的砂子感官相近。除砂装置采用自动控制，可以保证装置的安全运行 和装霄的除砂、洗砂的效果。减轻操作人员的劳动强度。 以上两种工艺虽都有一定的优势，但存在三个问题。一是需要对原 有设备进行大规模改造，一次性投资大；二是改造同时影响生产，外接 设备需挤占站内大量场地；三是安全性能有待迸一步检验。 7 中国4 i 油人学( 华东) j 判硕十学位论文第2 章概述 2 4 研究内容、技术关键及指标 2 4 1 技术路线 采用旋流洗砂、药剂除油和固化技术相结合的工艺，研制丌发一体 化的处理流程和设备。通过集输泵站油砂综合治理，提高油砂污染物去 除率，回收固废含油，实现油砂资源综合利用。 2 4 2 研究内容 优化旋流器结构尺寸，丌发洗砂旋流器( 以下简称旋流器) 油砂污染物去除及固化技术 旋流沈砂室内实验研究 研制可移动式洗砂一体化装置 2 4 3 技术关键 旋流器结构尺寸优化 沈砂工艺配套技术 油砂综合利用的固化配方 2 4 4 技术指标 处理干砂量：l t h 洗后砂含油： 主要设备使用寿命： 1 0 0 0 0 h 油砂固化率：8 0 以上 整套洗砂工艺先进 中国i i 油人学( 华尔) i ：稃硕十学 奇论文 第3 章旋流分离结构设计 第3 章旋流分离结构设计 旋流器由圆筒部分和锥简部分相接组成。壳体上有三个丌口，即切 向进料口( 简体靠近顶部处) 、底流口( 底部) 、溢流口( 简体项部中央) 。 工业上使用旋流器进行固液分离的历史悠久，各结构尺寸已基本定 型，用于洗砂时，由于流动介质性质等的变化，结构上需要进行优化， 以获得理想的分离效果。 3 1 旋流分离的工作原理 悬浮液从迸科口切向进入旋流器，在旋流器内部产生很高的角速 度。物料由上而下随着壳体半径的减少，旋转速度越来越大，固体和液 体因密度差产生的惯性离心力不同，密度大的固体颗粒被甩向旋流器内 壁，密度小的液体则靠近旋流器中心。固体颗粒被甩向旋流器内壁的同 时，还沿着壳体壁螺旋式向下运动，最后由底流口排出。在旋流器中心 处，因液体高速旋转而形成低压的螺旋形上升流。大部分液体及少量的 固相颗粒随此上升由溢流管排出，实现固液分离目的。 3 2 旋流器的结构参数关系 结构参数设计是指几何尺寸，形状参数和内表面状态参数三部分， 其中几何尺寸：主要包括旋流器直径d e ，进料口直径d i ，溢流管直径 d o ，底流口直径d u ，锥体角度，溢流导管插入深度l ，溢流导管插入 深度i ，旋流器长度l 。形状参数是指筒体及各个零、部件，如进料口、 溢流导管以及底流口等的各种不同的形状结构，内表面状态参数主要指 内表面粒糙度和各零部件内表面之间的配合精度。 现场试验表明，一般固液旋流器的结构关系是： 进料口直径d i = ( o 0 8 0 2 5 ) d e 溢流导管直径d o = ( 0 2 0 | 4 ) d c 9 中国打油人学( 华东) 1 = 程硕士学位论文第3 章旋流分离结构设计 底流口直径d u = ( 0 1 5 0 8 ) d c 旋流器长度l = ( 4 5 ) d e 溢流导管插入深度卜( o 0 3 o 4 ) d e 锥体角度a = 1 0 - 2 0 0 在入口压力和流量为已知时，d c 的计算旋流器是固液分离的关键 设备，依靠固体颗粒与流体的相互剪切，清洗砂粒表面粘附的油污。旋 流器计算的关键参数是其直径d c 。低来料浓度的旋流器直径d c 可按下 式计算 矿k ( 2 坼( 铲等 式中：q 一单台旋流器流量，m 3 s 一；一液相密度，1 0 0 0 k g m 3 ： p 一液相粘度，1 0 3 p a s ；p 一旋流器压降，1 0 5 p a 。 k p ，n 卜经验常数，b r a d l e y 设计，k p = 4 4 6 5 ，n p = 0 3 2 3 ： r i e t e m a 设计，k p = 2 4 3 8 ，r i p = 0 3 7 4 8 。 3 3 洗砂旋流器结构设计 国内现有离心分离法i l l - 1 3 使用的旋流器以及厂商、科研部门研制、 引进的旋流器，一般为两段式：即由入口圆筒段和用于流体加速的锥段 组成。研究发现，上述旋流器长径较小，锥角大，底部排砂的含水高。 由于长径比较小，锥角大，使油砂赖以分离的离心力减小，不能充分清 洗含油砂，分离效率低。结合以往成果，针对常规旋流器缺点，洗砂用 旋流器结构设计应增加大锥段长度，减小锥角；底部排砂口采用周向切 向排出；选用直径较小的旋流器1 t 4 - 1 6 1 。 旋流器内腔图( 附件1 ) 旋流器底部出1 3 部件图( 图3 1 ) 中国l i 汕人学( 华尔) 1 - 稃硕十学俺论文第3 章旋流分离结构设计 旋流器入口部件图( 图3 2 ) 性能指标如下： 旋流器的压降： 9 5 ( 粒径 7 5 9 , m ) 旋流器压降： o 2 5 m p a 沈砂后产品含油浓度： 0 5 6 2 3 装置运行的主要问题与解决方案 装胃经长时触运行，发现存在以下问题和不足。 旋流器易堵，解决办法： ( 1 ) 控制原样的含砂量不要太高，一般小于1 0 ( w ) ( 2 ) 控制底流的流量不要太小，需保持底部有砂子不断排出。 ( 3 ) 保持装置连续运转。 ( 4 ) 停运前要冲洗旋流器。 洗后砂漂洗不够先进和充分，解决方法： ( 1 ) 增大漂洗室。 ( 2 ) 改进漂洗室结构，并实现自动排砂。 中国4 i 油人学( 华东) i 稃硕十学位论文第7 章效益评价 第7 章效益评价 7 1 处理成本 根掘现场验证，装詈处理能力为每小时1 2 t ，油砂处理成本包括电 耗、人工费用、药剂费用、固化费用四项。 7 1 1 电耗 本装置的主要动力设备为循环泵、搅拌电机、供料渣浆泵，其额定 功率分别为3 5 k w 、1 1 k w 、7 5 k w ，设备运行时采用电表对装置用电进 行了实耗测定，为2 0 k w h ，1 1 。 油田电价为o 5 4 元，k w h ，则电耗成本为：2 0 x o 5 4 1 2 - - 9 ( 元，t ) 7 1 2 人工费用 本装置生产正常情况下需两人操作，按每人每天工作8 小时，工资 5 0 元计算，处理1 吨油砂所用人工费为： 2 x 5 0 ( 1 2 x 8 ) - - - 9 6 ( 元以) 7 i 3 药剂费用 经现场实验，混合液含砂量为l o ( 质量比) ，药剂投加浓度为0 5 时( 质量比) ，药剂费用为0 5 万元t ，相对于每吨油砂的药剂费用为： l x o 5 o 5 1 0 4 = 2 5 ( 元) 7 1 4 固化费用 处理后的油砂含油低于5 ，主要污染物达到国家排放标准。经建 筑检测部门监测，配比后固化油砂可综合利用，实现废物资源化。固化 费用主要由固化齐j 、辅料费用和加工费用构成，根据最佳配比，每吨油 砂的固化费用为： 8 0 + 5 + 5 7 = 1 4 2 ( 元t ) 吨砂处理成本= 电耗+ 人工费用+ 药剂费用+ 固化费用 中国f i 油夫学( 华尔) i 稃硕十学付论文第7 章效益评债 = 9 + 9 6 + 2 5 + 1 4 2 = 1 8 5 6 元 综上，若采油厂年产的1 4 0 0 0 t 油砂全部采用该工艺处理，则需费 用为： 年处理成本= 18 5 6 元x1 4 0 0 0 = 2 5 9 8 4 ( 万元1 7 2 效益分析 7r 2 | l 经济收益 采用本工艺处理可回收产品原油，按正常情况下油砂含油量2 0 计 算，每吨油砂可回收o 1 s t 原油，折合3 2 0 4 元( 按每吨原油1 7 8 0 元计) 。 每吨油砂加上固化剂和辅料，可制成2 0 0 x 2 0 0 x 5 0 规格的路面砖2 8 0 块，市场售价l 元，则可创效2 8 0 元。 采油厂年产油砂1 4 0 0 0 吨，经处理后直接经济效益： ( 3 2 0 4 + 2 8 0 ) 1 4 0 0 0 = 8 4 0 5 6 ( 万元) 8 4 0 5 6 2 5 9 8 4 = 5 8 0 7 2 ( 万元) 油砂全部达标外排或综合利用后，年节省占地费用1 5 万元。 考虑到国家新的排污费征费办法，每吨油泥砂征收1 0 0 0 元的排污 费，并且要进行治理，因此节省油泥砂排污费1 4 0 0 万元以上。 综合经济效益：8 4 0 5 6 + 1 5 + 1 4 0 0 = 2 2 5 5 5 6 ( 万元) 7 2 2 环境效益 集输泵站油砂综合治理，从源头上保护了地表水环境和地面生态环 境，根治了二次污染，杜绝了简易处置对地表等环境的破坏，利于泵站 清洁生产，实现了废物的再利用。 7 3 推广应用前景 处理工艺具有工艺技术先进、处理效果好、运行可靠、操作自动化 程度高、可撬装移动的特点，可广泛适用于油田集输泵站油砂治理。 中国杆油人学( 华东) j - 稃硕十学t 寺论文第7 章效益评价 掘不完全统计，胜利油田年产油砂1 2 力吨以上，若全部采用本工 艺进行处理，年可节省排污费1 2 0 0 0 ) j - 元，回收原油2 4 万吨，处理后 的油砂可制砖铺路，可实现废物利用的最大化，综合创效可达1 4 0 0 0 多 万元，同时经济效益、环境效益和社会效益十分可观，具有十分广阔的 推广价值。 根治了油砂污染，实现了废物利用资源化，促进了清洁生产，具有 可观的经济效益、环境效益和社会效益。 集输泵站油砂治理工艺技术研究，为油田固体废物治理提供了成 熟、可靠的技术支持和宝贵经验，为油田开发企业发展循环经济、走新 型工业化道路奠定了基础。 中国钉油大学( 华尔) 【稃硕士学位论文第8 章结论 第8 章结论 以油砂综合治理、经济效益最大化为目标，通过优化旋流器结构设 计，开发沈砂药剂和油砂固化工艺，研究配套沈砂装置，解决了困扰油 用多年的油砂污染问题，实现了废物处理和利用最佳化，促进了泵站清 洁生产。现场应用效果明显，处理后油砂含油 o 5 ，油砂固化率1 0 0 。 经检验，研制装冒运行稳定，技术可靠，关键技术指标达到或优于设计 目标，其中含油率指标优于英国排放标准。 通过对旋流器结构的模拟计算和有针对性的室内实验，优化了旋流 器结构参数和性能指标，设计出具有自主知识产权的油泥砂分离专用旋 流器，获得了最佳的清洗工艺条件，优选出洗砂效果好、费用低的专用 沈砂剂，开发了价格低廉的固化配方，实现了油砂的综合利用。工业中 试设备在胜利采油厂进行了现场调试和使用，年创经济效益2 2 0 0 余力 元，获得了成功。 主要创新点有：对固液旋流器的结构参数、性能指标等进行了优化， 丌发出具有自主知识产权的、适合泵站油砂治理的专用旋流器。结合油 用生产实际，研制了自动化程度高，配套工艺技术先进、处理效果好的 一体化装置。立足污染物削减和资源利用最大化原则，筛选出适合油砂 处理的沈砂药剂和固化配方装詈的整体工艺流程设计科学、安全性能 高、运行稳定、操作简便。在回收大量原油资源的同时，根治了危险废 物污染，环境效益、社会效益显著。 对于根治集输泵站油砂污染，实现废物利用资源化，保护油区地表 水环境和地面生态环境，促进清洁生产，建设资源节约型、环境友好型 社会具有积极意义。 中国袖大学( 华东) i 群硕十学位论文 参考文献 参考文献 【l 】庄伟强，尤峥，固体废物的处理与处置北京：化学工业出版社， 2 0 0 4 ：2 0 8 5 f 2 】k i t o ho e x p e r i m e n t a ls t u d yo ft u r b u l e n ts w i r l i n gf l o wi nas t r a i g h tp i p e e l i j o u r n a lo f f l u i dm e c h a n i c s ，1 9 9 1 ，2 2 5 ：4 4 5 4 7 9 【3 】p a t a n k a rsvn u m e r i c a lh e a tt r a n s f e ra n df l u i df l o w n e wy o r k ： m c g r a w - h i l l ，1 9 8 0 【4 】p a r c h e nrr a ne x p e r i m e n t a la n dn u m e r i c a ls t u d yo ft u r b u l e n ts w i r l i n g p i p ef l o w s j o u r n a lo f f l u i d se n g i n e e r i n g ，1 9 9 8 ，1 2 0 ( 3 ) ：5 4 - - - 6 1 【5 】汪华林，侯天明油水旋流分离技术及其在含油污水处理中的应 用石油化工环境保护，1 9 9 8 ，( 3 ) ：8 1 7 【6 】罗中平分选水力旋流器的研究与应用浙江溪口现代选矿技术研 讨会论文集，1 9 9 3 ：7 3 7 6 【7 】任俊，王文梅国外旋流设备的新进展浙江溪口现代选矿技术研 讨会论文集，1 9 9 3 ：5 8 - - 6 2 【8 】褚良银，罗倩水力旋流器式浮选机的研究进展浙江溪口现代选 矿技术研讨会论文集，1 9 9 3 ：6 3 7 2 【9 】张文军。等大直径旋流微泡浮选柱的研究及应用矿山机械，2 0 0 0 ， 4 ：4 5 - 4 7 【l o 】罗永浩应用旋流器控制并联管组中流量分配的实验研究动 力工程，2 0 0 0 ，2 0 ( 4 ) ：7 5 0 - 7 5 9 1 i 】丁守成旋流器造型技术改造矿山机械，2 0 0 1 ，( 1 2 ) ：6 1 - 6 2 【1 2 】林博，张琪，戴俊生，等油水分离旋流器地面试验研究油 气田地面工程，2 0 0 5 ，2 4 ( 1 1 ) ：1 0 【1 3 】赵静，李世厚，赵礼兵旋流器沉砂1 3 直径自动调节的研究 4 0 中国千i 油人学( 华东) - 丁：稃硕士学位论文参考文献 过滤与分离，2 0 0 5 ，1 5 ( 4 ) ：1 7 2 0 f 1 4 】王铁军旋流器精选煤泥的研究与探讨应用能源技术，2 0 0 4 ， ( 6 ) ：4 - 5 【1 5 1 袁惠新，张敏旋流器内超重力聚结过程的试验研究流体 机械，2 0 0 4 ，3 2 ( 1 1 1 ：5 1 7 【1 6 】李国康，杨云川旋流器压力分布的理论研究流体机械， 2 0 0 3 ，3 l ( 4 ) ：2 2 2 7 【1 7 】水和废水监测分析方法编委会水和废水监测分析方法北京：中 国环境科学出版社，2 0 0 3 ：1 3 2 4 6 4 18 】赵由才，等固体废物污染控制与资源化北京：化学工业出版社， 2 0 0 2 ：5 5 8 4 1 9 】李国鼎环境工程手册固体废物污染防治卷北京：高等教育 出版社，2 0 0 3 ：1 5