含油污泥熱解處理與利用研究

24第19卷第6期石油規劃設計2008年11月合描與層酪王萬(wàn)?！ざ判l東何銀花劉穎劉鷴中國石油集團安全環(huán)保技術(shù)研究院王萬(wàn)福等.含油污泥熱解處理與利用研究.石油規劃設計,2008,19(6):24~27摘要污泥處理是油田污水處理系統不可缺少的重要工藝環(huán)節。分析了溶劑萃取、熱化學(xué)洗油、熱解等6種污泥資源化技術(shù)的利用程度、二次污染物和適用范圍及特點(diǎn),指出熱解處理是值得推廣的技術(shù)。通過(guò)含油污泥熱解處理室內實(shí)驗,測定了回收油氣組成、熱解殘渣含碳量和ALO3含量;對熱解殘渣瀝青的吸附性能和再生處理的絮凝性能進(jìn)行了測試分析;開(kāi)展了水平回轉爐用于含油污泥熱解處理的現場(chǎng)中試評價(jià)。結果表明,含油污泥熱解處理具有較好的油氣回收和殘渣再生利用價(jià)值。關(guān)鍵詞固體廢物含油污泥資源化熱解油氣回收率廢渣再生利用零排放油田污水處理的實(shí)質(zhì)就是將污水中的油和懸浮收油氣、燃燒利用熱值、用于油田開(kāi)發(fā)調剖等方法。固體粒子分離出來(lái),分離出來(lái)的濃縮體則形成污泥。6種主要含油污泥資源化處理技術(shù)方法的對比分析污水處理實(shí)際上就是一個(gè)不斷產(chǎn)生、不斷分離和不結果,見(jiàn)表1。斷處理污泥的過(guò)程,污泥的處理是油田污水處理系對比分析結果表明,溶劑萃取與熱化學(xué)洗油存統不可缺少的重要工藝環(huán)節。隨著(zhù)國家環(huán)保法規標在大量的二次污染物,不能實(shí)現含油污泥最終處理,準的提高及環(huán)保執法力度的不斷加大,含油污泥的其應用將受到限制;焦化處理與作油田調剖劑工藝污染控制與資源化利用,已成為石油行業(yè)的重大課題。成熟,無(wú)二次污染物,可實(shí)現含油污泥完全最終處隨著(zhù)天然資源的短缺和固體廢物排量的激增,理,但應用有限;焚燒利用熱值與熱解處理需要二許多國家把固體廢物作為“資源”積極開(kāi)展綜合利次處理的污染物少,基本可實(shí)現完全最終處理,適用。由于油田煉化集輸處理過(guò)程產(chǎn)生的罐底泥、宜規模處理,具有研究與推廣應用價(jià)值。其中,熱浮渣、廢白土和落地原油等含油污泥的石油類(lèi)物質(zhì)解較焚燒有較好的直接經(jīng)濟效益,將具有更好的市含量高(干重油含量一般在10%以上,多數可達場(chǎng)優(yōu)勢20%~30%),同時(shí)還含有較多的金屬與黏土無(wú)機礦物,因此具有非常重要的油氣回收和金屬礦物質(zhì)再2含油污泥熱解處理與利用評價(jià)研生利用價(jià)值,污泥資源化利用將是其今后最終處置究進(jìn)長(cháng)的根本方式含油污泥資憑化處理方油為加強油田含油污泥的治理,于2003年中國石油劫探與生產(chǎn)分公司立項開(kāi)展了“含油污泥處理工國內外含油污泥資源化處理研究采用了多種技藝技中國煤化工且通過(guò)調研比選和實(shí)術(shù)方法,如熱化學(xué)洗油、溶劑萃取回收油、熱解回驗研CNMHG回收油氣一殘渣利王萬(wàn)福,男,1966年生,高級工程師。1991年畢業(yè)于西南石油大學(xué)應用化學(xué)專(zhuān)業(yè),現任中國石油集團安全環(huán)保技術(shù)研究院環(huán)保技術(shù)研究所副所長(cháng)直從事油田及煉化污水污泥處理技術(shù)方法、工藝與配套設備的研究開(kāi)發(fā)和推廣應用工作。通信地址:北京市海淀區志新西路8號,100083第19卷第6期石油規劃設計表16種含油污泥資源化處理技術(shù)方法的對比分析處理方法資源化二次污染物工藝設施運行直接處理程度投資經(jīng)濟效益適用范圍與特點(diǎn)溶劑萃取回收油較徹底剩余污泥量大較復雜不夠成熟較高般適宜深度回收油熱化學(xué)洗油回收油不徹底剩余污水污泥量大簡(jiǎn)單成熟較低較好適宜簡(jiǎn)單回收油焦化處理全部處理較復雜成熟較低較好適宜最終處理但用量有限作油田調剖劑全部處理簡(jiǎn)單成熟較低費用投人適宜最終處理但用量有限焚燒利用熱值有機物全部處灰渣煙氣少較復雜較成熟較高費用投人適宜最終處理污泥含水要低理回收熱能熱解處理有機物全部處灰渣少,且可再生利用較復雜不夠成熟較高較好適宜最終處理脫水泥餅即可理回收油氣用”的資源化處理技術(shù)新思路,并利用“水平回轉驗數據表明,3種樣品均具有較好油氣產(chǎn)收率,其熱解爐”設備進(jìn)行了回收輕烴和不凝氣的現場(chǎng)中試中yw-1的產(chǎn)油率高達34.2%,熱解回收油的價(jià)值評價(jià)。突出;在熱解過(guò)程中,樣品除本身含水外,也產(chǎn)生目前,為有利于熱解技術(shù)的深入研究、樣品的定的合成水;殘渣基本達到不含油。室內評價(jià),以及為工業(yè)化應用裝置和工程設計提供32餾分組成分析全面可靠的設計參數,項目組研究建立了含油污泥321熱解氣組成分析熱解室內評價(jià)的技術(shù)體系。編制形成了《含油污泥2種油田污水處理污泥熱解氣的組成分析數據熱解室內評價(jià)實(shí)驗操作手冊》,其涉及實(shí)驗物料物性見(jiàn)表3。分析結果表明,樣品來(lái)源不同,其組成有分析評價(jià)、實(shí)驗物料熱解產(chǎn)物(油、氣、水和殘渣)較大差異。其中ytws-1的C1~C烴類(lèi)組分高達90%,產(chǎn)生量評價(jià)、熱解油組成及物性分析評價(jià)、熱解氣甲烷含量為42.13%;ytws-2的烴類(lèi)組分為51.9%,組成分析及利用性能評價(jià)、熱解殘渣組成分析、利甲烷含量也較低,其中惰性氣體氮氣和二氧化碳含用性能評價(jià)、再生處理工藝條件優(yōu)化研究,以及熱量較高。解水水質(zhì)分析與處理工藝條件優(yōu)化研究等多方面內3.2.2熱解油組成分析容,共40余個(gè)測試項目。開(kāi)發(fā)建立了一個(gè)功能較為熱解油全烴氣相色譜和簇組分棒薄層分析數完善,并能較好地對運行參數進(jìn)行自動(dòng)監測與控制據見(jiàn)表4。全烴氣相色譜分析數據表明,熱解油中的熱解處理室內實(shí)驗系統。已開(kāi)展了十多樣次的油汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)組分含量較高,直接蒸餾田煉化污水處理污泥和潤滑油精制廢白土等熱解處即可得到高收率的汽油、煤油和柴油;棒薄層分析理回收油氣的評價(jià)實(shí)驗。結果表明,熱解油中的烴類(lèi)含量可達85%以上。這3污泥熱解回收油氣室內評價(jià)結景表明熱解油具有非常好的油品產(chǎn)收率,但也含有定數量的非烴與瀝青質(zhì),仍需進(jìn)一步精制處理方可熱解又叫干餾、熱分解或炭化,是比較成熟的使用?；すに囘^(guò)程。含油污泥熱解技術(shù)是在隔氧高溫下表2窒內熱解實(shí)驗油氣水產(chǎn)率及殘渣含油量數據將蒸餾和熱分解溶為一體,將污泥轉變成3種相態(tài)物質(zhì)。氣相為甲烷、二氧化碳等;液相以常溫燃油試樣產(chǎn)油率/產(chǎn)氣量/產(chǎn)水率/殘渣含油量/水為主;固相為無(wú)機礦物質(zhì)與殘碳。其顯著(zhù)特點(diǎn)是12.66006有利于污泥中能源物質(zhì)的回收利用和無(wú)機礦物的再yws-生利用。31熱解油氣水產(chǎn)生量與殘渣含油量3熱解氣組成分析數據實(shí)驗樣品為江河署四聯(lián)脫水污泥(yw-1)新中國煤化工疆六九區清罐堆存自然干化污泥(y-1)和新疆及以烴類(lèi)CNMHG烴類(lèi)累計81站脫水污泥(yws-2)。根據樣品高溫作用的揮發(fā)特征,熱解實(shí)驗溫度為600℃,反應時(shí)間3h。室內mw-142.1323471456652.421291022927熱解實(shí)驗油氣水產(chǎn)率及殘渣含油量數據見(jiàn)表2。實(shí)ytw-2218914.20109】4.5951.5910.6234086王萬(wàn)福等:含油污泥熱解處理與利用硏究2008年11月表4熱解油的組成分析數據試樣C-c汽油/C-C;煤油/C-C柴油/C~Cw飽和156640.7629.1240.4344.481242.694污泥熱解回收現場(chǎng)中試363mgg和38.7mg/g,相當于活性白土與活性炭飽和吸附量的80對瀝青質(zhì)具有較好的吸附4.1中試裝置及物料作用,有利用價(jià)值。試驗地點(diǎn)在新疆烏爾禾油砂試驗現場(chǎng),裝置處52熱解殘渣含碳量測試分析理油砂能力為20d,試驗主體設備為水平回轉爐,熱解殘渣為黑色粉體,含炭顯著(zhù)。對3種殘渣自控連續運行。分別進(jìn)行高溫灼燒脫碳,脫碳的損失量分別為中試物料共5種。分別取自新疆油田分公司六62%、266%和93%。這表明,熱解殘渣含炭量高,有較好灼燒脫碳回收能源利用價(jià)值。同時(shí),對脫碳九區(稠油)清罐堆存的干化罐底泥和81站污水深殘渣的瀝青飽和吸附量的測定表明,基本與脫碳前度處理的脫水堆存干化污泥,以及克拉瑪依石化分相當,脫碳后仍有作為吸附劑的利用價(jià)值。公司潤滑油精制的廢白土、污水處理離心脫水污泥53熱解殘渣AL2O3含量及再生絮凝作用效果測試(濕污泥,含水率在60%以上)及其堆存干化污泥。分析42中試結果采用氟鹽取代EDTA容量法分別對2個(gè)污水處對5種中試評價(jià)樣品現場(chǎng)熱解處理的產(chǎn)油、氣、理污泥樣品的熱解殘渣中ALO3含量進(jìn)行測定,結果水率進(jìn)行了現場(chǎng)測試,結果見(jiàn)表5。表5中的實(shí)驗殘渣中ALO3含量分別為21%和26%,商品聚合鋁數據表明,5種中試樣品均具有較好的油、氣產(chǎn)收標準A1O2含量為30%,有很好的鋁鹽回收利用價(jià)值。率,產(chǎn)氣率略高于室內評價(jià)結果,產(chǎn)油率為室內的對ytws-1樣品熱解殘渣進(jìn)行酸溶初步再生處理814%~95.8%,平均值為866%;現場(chǎng)試驗裝置設后,其對高含油(2000-300mg)高乳化難處理備可行。在現場(chǎng)熱解過(guò)程中,5種中試樣品的合成的稠油污水有很好的絮凝作用。初步定量實(shí)驗結果水高于室內評價(jià)結果,比室內的產(chǎn)水率高出3%~表明,當加入量為500ngL時(shí),其絮凝沉降分離效6%,這可能是中試設備密閉達不到室內實(shí)驗設備的果顯著(zhù)。沉降后水質(zhì)清澈透明,水中油含量和懸浮密閉效果有關(guān)。固體含量可達到10mg/L以下(在相同處理效果時(shí)表5熱解中試評價(jià)油氣水產(chǎn)率數據商用聚鐵或聚鋁的加量分別為400mg/L和產(chǎn)油率產(chǎn)氣量/產(chǎn)水率200mg/L)。由此證明,污水處理污泥熱解殘渣具有(m3r)再生循環(huán)利用的價(jià)值,可實(shí)現污水處理污泥“零排六九區罐底污泥放81站脫水污泥克石化廢白土0500克石化濕污泥6結袁語(yǔ)克石化干化污泥通過(guò)對含油污泥室內熱解實(shí)驗研究與現場(chǎng)中試5污泥熱解殘渣利用價(jià)值初步評價(jià)評價(jià)結果表明,含油污泥熱解處理具有較好的油氣回收和殘渣利用價(jià)值;可實(shí)現污泥“零排放”,具有51殘渣的吸附性能測試分析顯著(zhù)這共和社△。參考化工行業(yè)標準HGmT256994《活性白土》中國煤化工可達10%以上,高評定操作方法,對油田2種污水處理和1種集輸沉的CNMHG熱解油的品質(zhì)較好,罐干化污泥樣品熱解殘渣進(jìn)行吸附瀝青的飽和吸附同時(shí)也產(chǎn)生一定的不凝烴類(lèi)氣體。量測定。結果是3種殘渣的飽和吸附量為34lmg/g二是熱解殘渣對油品中的瀝青具有較好的吸附第19卷第6期石用規劃設計脫色作用,可用于油品精制。熱解殘渣含炭量高,重要的支持作用?？蛇M(jìn)行髙溫灼燒脫碳回收能源,脫碳殘渣的吸附性能與脫碳前相當,仍可作為油品精制脫膠吸附利用。參考文獻熱解殘渣的Al2O含量高達20%以上,有較高的鋁含[1]吳芳云等.石油環(huán)境工程.北京:石油工業(yè)出版社量,經(jīng)酸溶初步再生處理,對污水有較好的絮凝作用,具有再生循環(huán)利用價(jià)值,可實(shí)現污水處理污泥[2]翟云波等.城市污水處理廠(chǎng)污泥資源化利用途徑探討.工業(yè)水處理,2004,24(2):8-11“零排放”。[3]王群,鄒鵬.污水污泥的熱解處理。再生資源研三是水平回轉熱解爐可用于含油污泥熱解處理究,2004(4):28收油氣資源。熱解處理是具有較好市場(chǎng)前景的含[4]韓懷強,蔣挺大粉煤灰利用技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)油污泥最終處理技術(shù),其配套工藝技術(shù)與裝置應進(jìn)出版社環(huán)境科學(xué)與工程出版中心,2001行深入研究。四是開(kāi)發(fā)建立的室內熱解實(shí)驗系統及評價(jià)測試收稿日期:2008-05-23技術(shù)體系對熱解技術(shù)的深入研究與工業(yè)化應用具有編輯:馬三佳(上接第9頁(yè))32.2合理改革和精簡(jiǎn)現有的管理機構批煉油行業(yè)的學(xué)科帶頭人、經(jīng)營(yíng)管理人才、石油專(zhuān)合理改革和精簡(jiǎn)現有的管理機構,壓縮管理層家和技術(shù)人員,提高我國煉油企業(yè)的人員素質(zhì),建次,做到責權明確,層次分明;加強績(jì)效考核,提設一支強有力的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)隊伍。髙煉油企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理水平,努力縮小與國際先進(jìn)煉3.3.3抓緊推行健康、安全、環(huán)保體系油企業(yè)在國際競爭能力上的差距。我國煉油企業(yè)應抓緊推行健康、安全、環(huán)保體323大力推進(jìn)和提倡清潔生產(chǎn)系,從源頭上消除安全隱患,從制度上落實(shí)安全管大力推進(jìn)和提倡清潔生產(chǎn),改進(jìn)生產(chǎn)工藝,提理,追求環(huán)境保護與生產(chǎn)建設同步發(fā)展;努力體現高加氫處理能力在裝置加工總量中的比重,努力為以人為本的管理實(shí)質(zhì),降低事故的發(fā)生率,改善職社會(huì )多生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的清潔燃料;加強對原油中硫含量工的工作和生活條件;強化環(huán)境保護,生產(chǎn)環(huán)境友的全過(guò)程控制,采取有效措施將其回收,樹(shù)立保護好型產(chǎn)品。環(huán)境、愛(ài)護環(huán)境的良好形象32.4大力提高管理信息化和自動(dòng)化水平考文獻按照統一、成熟、實(shí)用、兼容和高效的信息化[1]傅琦.中國石油加工業(yè)競爭力評價(jià)與分析.北京:建設方針,加強信息基礎設施和綜合應用系統的建中國標準出版社,2007,125~128設,完善信息化建設標準和規范體系,加快企業(yè)信[2]胡大力企業(yè)競爭力論.北京:經(jīng)濟管理出版社,息化工作隊伍建設;大力推進(jìn)DCS集散控制、APS2001[3]楊嶸.中國石油產(chǎn)業(yè)競爭力的國際比較.經(jīng)濟評先進(jìn)計劃系統、MES生產(chǎn)運行管理系統和ERP一體化管理等技術(shù)的研發(fā)和應用,提高我國主要企業(yè)的[4]戴林.我國煉油及石化行業(yè)競爭力若干影響因素信息化水平。分析.國際石油經(jīng)濟,2002,10(5):24~2533提高可持續性發(fā)展能力[5]劉延偉.我國煉油企業(yè)競爭力分析.化工技術(shù)經(jīng)濟,33.1將科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng )新放在首要位置2003,21(9):7~8加快技術(shù)創(chuàng )新,提高煉油裝置的科技含量,降6]康燦華,胡曉軍.中國石油石化工業(yè)的競爭力分析及其提升對策.武漢理工大學(xué)學(xué)報,2006,28(5):171低生產(chǎn)成本。面對成本和環(huán)保的雙重壓力,我國煉[7=+型石油公司競爭力比較油企業(yè)要將科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng )新放在首要位置,加中國煤化工2-3快核心技術(shù)開(kāi)發(fā)。CNMHG3.32建設一支強有力的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)隊伍收稿日期:2008-04-15我國煉油企業(yè)要加強人力資源的開(kāi)發(fā)和人才的編輯:馬三佳培養。通過(guò)人才培訓、改革激勵機制等手段培養