含油污泥产生于原油开采、运输和炼制过程中。我国含油污泥产储量巨大,亟待处理。截至2017年,辽河油田年产生油泥18万吨以上,其中落地油泥约6万吨,清罐油泥约8万吨,其胶沥质含量高,颗粒粒径小,属于细泥质油泥,状态极为稳定。这两种油泥的处理是辽河油田油泥处理的重点和难点。目前辽河油田主要采用热化学法处理含油污泥,但处理效果不理想,个中原因一方面是对油泥稳定机理和吸附机理缺乏充分的认识,另一方面对处理剂的筛选尚无明确依据。针对这一现状,本文采用热化学处理法,结合细泥质油泥的特性,首先对清罐油泥的稳定机理和落地油泥的吸附机理进行了探讨,接着以稳定机理为依据设计筛选出了处理用清罐油泥脱泥剂,以油水界面张力(IFT)大小为依据筛选出了落地油泥清洗剂,并对两种药剂进行了评价。论文第一部分对辽河油田清罐油泥和落地油泥进行了物性表征,发现其平均粒径在11-90 μm之间,固体颗粒形状不规则,主要成分为黏土矿物蒙脱石,清罐油泥含油高(>65%),可脱泥回收油后再清洗泥。落地油泥含油相对较低(<25%),且含水高,可直接清洗。接着通过测定粘度、界面膜强度以及观察微观形貌探讨清罐油泥稳定机理,发现在清罐油泥中水相均匀分散于油相中形成W/O乳液,大粒径固体颗粒分布在两相之中,小粒径颗粒则紧密排布在油水界面上,形成稳定的界面膜,迅速增大了体系的粘度和界面膜强度,使得乳液稳定性增加。开展模拟吸附实验以探讨落地油泥的吸附机理,发现大部分原油在固体表面的吸附符合Frundlich吸附模型,属于多分子层的物理吸附,少量原油重组分则在固体表面化学吸附。进一步对化学吸附机理进行探讨,根据清洗后固体表面残留油相组分的分析结果,选择具有羰基和酰胺基的两种代表性物质以及一种直链烷烃,通过密度泛函理论计算以及XPS表征发现有机物除了与固体表面产生物理吸附和氢键吸附外,羰基氧和氨基氮与晶格内A1原子之间产生了一个强配位键,说明在落地油泥形成过程中,胶沥质中含有特殊官能团的成分会与固体表面的金属元素发生配位吸附而牢牢结合在一起。论文第二部分根据清罐油泥物性特征以及稳定机理,优化筛选出了针对清罐油泥处理用的脱泥剂。脱泥剂包括悬浮剂(Na2SO4:6%)、流动剂(煤油:5%)、表活剂((丙撑基双)十八烷基二甲基氯化铵:1%)和螯合剂(己二胺四甲叉膦酸:0.5%)。其中阳离子表活剂是利用其良好的界面活性,顶替界面处吸附的固体颗粒,使乳液稳定性降低,并使固体和水相脱出。螯合剂是利用羧酸与油相在固体表面竞争吸附而实现脱泥。清罐油泥泥相脱出后油中含泥降低至2%以下,原油回收率90%以上,泥中含油可降低至16%左右。脱泥剂的生物安全性评价结果显示为易生物降解的微毒药剂。论文第三部分根据落地油泥的吸附机理,以降低界面张力(IFT)的大小为依据来优选落地油泥及清罐油泥脱出泥清洗剂,结合非离子表活剂,生物表活剂和无机碱的作用,筛选出AEO-9:Na2CO3:鼠李糖脂=1:5:0.5的清洗剂配方。同时优化热化学处理条件为:清洗剂加量2%,固液比为3:1,50℃水浴下500 r/min搅拌水洗30 min。使用清洗剂对落地油泥进行两次清洗,可将石油烃(TPH)含量降低至0.25%;使用清洗剂对清罐油泥脱出泥进行一次清洗,可将石油烃(TPH)含量降低至1.56%,符合部分地方标准含油量<2%的要求。清洗剂的生物安全性评价结果显示为易生物降解的微毒药剂