油泥熱解專業(yè)技術(shù)進展.doc

油泥熱解技術(shù)進展沈陽航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計說明書 題目：油泥熱解技術(shù)進展 班 級 /學(xué) 號 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 沈陽航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書課 程 名 稱 固體廢物處理與處置 院（系） 能源與環(huán)境學(xué)院 專業(yè) 環(huán)境工程 班級 學(xué)號 姓名 課程設(shè)計題目 油泥熱解技術(shù)進展 課程設(shè)計時間: 2016 年 1 月 4 日至 2016 年 1 月15 日課程設(shè)計的內(nèi)容及要求：1、內(nèi)容：調(diào)查和分析國內(nèi)外油泥熱解技術(shù)的進展，了解這些技術(shù)的現(xiàn)狀和特點，進而對含油污泥的熱解技術(shù)做出分析和討論。 2、要求：對題目充分理解，查閱相關(guān)資料，運用所學(xué)知識，完成課程設(shè)計內(nèi)容。其中檢索并閱讀不少于10篇相關(guān)文獻資料，至少有一篇英文文獻。希望學(xué)生通過課程加強文獻檢索、閱讀以及綜合運用的能力。 指導(dǎo)教師 年 月 日負責(zé)教師 年 月 日 學(xué)生簽字 年 月 日沈陽航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計 成 績 評 定 單課 程 名 稱 固體廢物處理與處置 院（系） 能源與環(huán)境學(xué)院 專業(yè) 環(huán)境工程 課程設(shè)計題目 城市生活垃圾氣化處理技術(shù) 學(xué)號 姓名 辯日期 2016 年 1 月 15 日指導(dǎo)教師（答辯組）評語： 課程設(shè)計成績 指導(dǎo)教師（答辯組）簽字 年 月 日油泥熱解技術(shù)進展摘 要油田在開采、儲存、集輸、加工等過程中產(chǎn)生大量油泥，會對環(huán)境造成嚴重影響和威脅。目前對于油泥的處理方式有多種，其中油泥熱解是一種處理結(jié)果較理想的處理方法。因此研究油泥熱解發(fā)展趨勢，便于找尋此技術(shù)的優(yōu)缺點，對于環(huán)境的治理也有深刻的意義。 本文主要研究油泥熱解技術(shù)的發(fā)展。通過查閱油泥的產(chǎn)因、類型、特性、危害及處理的必要性等，了解油泥的主要處理技術(shù)，和國內(nèi)外油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點，對目前油泥熱解技術(shù)及未來發(fā)展前景做出分析，較全面地對此技術(shù)做出總結(jié)。關(guān)鍵詞：油泥；熱解處理；現(xiàn)狀特點；發(fā)展前景6油泥熱解技術(shù)進展目錄第一章 油泥11.1油泥的產(chǎn)因11.2油泥的類型1 1.2.1落地油泥1 1.2.2罐底油泥1 1.2.3地面溢油2 1.2.4煉油廠含油污泥21.3油泥的性質(zhì)及特性2第二章 國內(nèi)外油泥的主要處理技術(shù)簡介32.1溶劑萃取技術(shù)3 2.2熱分解處理技術(shù).32.3生物處理技術(shù).3 2.4超聲脫油技術(shù).4 2.5熱水處理技術(shù).4 2.6調(diào)剖技術(shù).4 2.7熱萃取-脫水處理技術(shù).5第三章 國內(nèi)外油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點63.1國外油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點6 3.1.1流化床熱解技術(shù)6 3.1.2低溫?zé)峤饧夹g(shù).7 3.1.3回轉(zhuǎn)窯熱解技術(shù).8 3.1.4熱解氣化聯(lián)用技術(shù).8 3.1.5等離子體熱解技術(shù).9 3.1.6其它熱解技術(shù).9 3.2我國油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點.10 3.2.1大慶油田10 3.2.2遼河油田11I油泥熱解技術(shù)進展 3.2.3勝利油田13 3.2.4塔河油田13第四章 油泥熱解技術(shù)的討論與總結(jié)154.1油泥熱解技術(shù)的優(yōu)缺點討論154.2油泥熱解技術(shù)的分析總結(jié)154.3油泥熱解技術(shù)的重要性及發(fā)展前景16參考文獻186沈陽航空航天大學(xué)課程設(shè)計第一章 油泥由于世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，對石油的需求日益增加，油田每年需要打很多油井，煉油廠也在不斷地擴建與增大負荷。因此，在石油不斷地被人們所利用的時候，它所產(chǎn)生的油泥的危害性也不容忽視，所以，首先對油泥的了解，是對其進行處理與整治的前提。1.1油泥的產(chǎn)因 在石油勘探、開采、煉制、清罐、儲運等過程中，由于事故，跑冒滴漏，自然沉降等原因，大量原油或油品與土壤，水或其它雜質(zhì)形成的含有原油或原油中的某些成分的污泥。是一種高度危險污染物。1.2油泥的類型 根據(jù)成因的不同，油泥通常分為：落地油泥、罐底油泥、地面溢油、煉油廠含油污泥等。1.2.1落地油泥 在油田采油生產(chǎn)、原油輸送、裝置檢修以及拆油井的過程中，井噴和放噴后總有一些石油無法回收，再加上由于事故、跑、冒、滴、漏等原因會有或多或少的原油流到地上，從而形成落地油泥。落地油泥往往呈棕黑色，泥、水含量較大，有原油的氣味。1.2.2罐底油泥 油品儲罐在儲存油品特別是原油時，存放時間一般較長，特別是戰(zhàn)略儲備時儲存時間更長，這時原油及油品中的高熔點蠟、瀝青質(zhì)、膠質(zhì)和所夾帶的沙粒、泥土、重金屬鹽類等無機雜質(zhì)因密度差便會和水一起沉降積累在油罐底部，形成又黑又稠的膠狀物質(zhì)層，即罐底油泥，其數(shù)量一般高度該儲罐容量的1%2%。罐底油泥一般含水率高，含油量大而且含油其它有害物質(zhì)。1.2.3地面溢油油氣田地面溢油中的地面，主要指油氣田區(qū)域范圍農(nóng)用或可農(nóng)用的土壤，也包括沿海灘潦土壤、沙石土壤等；溢油主要指落地原油，也包括落地的沒有、汽油等成品油。油氣田產(chǎn)生地面溢油的環(huán)節(jié)很多，鉆井過程中起下鉆作業(yè)、試井、井噴、清理鉆井設(shè)備；采油過程中抽油管的斷裂，采油樹機泄漏，抽油機停產(chǎn)進行作業(yè)檢修；原油集輸過程中集輸罐線斷裂引起的泄漏以及原油煉制加工等環(huán)節(jié)均能產(chǎn)生地面溢油，從而形成油泥1 。1.2.4煉油廠含油污泥 煉油廠的污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥主要來自隔油池的底泥、浮選池浮渣、剩余活性污泥，統(tǒng)稱為“三泥”。煉油廠含油污泥的性質(zhì)復(fù)雜，粘度較大，難以沉降，且濃縮困難，脫水和處理技術(shù)難度大，一直是困擾煉油行業(yè)的環(huán)保難題。1.3油泥的性質(zhì)及特性 油泥的成分極其復(fù)雜，隨著地質(zhì)條件、生產(chǎn)工藝的不同而各異，一般由水、泥土、油類有機物等組成。油泥主要有以下幾個特征：水含量高、體積大；成分復(fù)雜、處理難度大；含有大量的污油和可燃無助；有害成分多數(shù)超過排放標(biāo)準(zhǔn)。各種類型的油泥性質(zhì)如表1.1所示1 。油泥類型性質(zhì)及特征落地油泥含油率一般在10%30%，密度約1.51.8t/m，由于采油現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，因此落地油泥中除泥土、沙石外，還會有其它固體廢棄物。罐底油泥一般含有約25%的水和5%的無機物，如泥砂等，其余70%為碳氫化合物（其中瀝青質(zhì)占7.8%，石蠟占6.0%、灰分占4.8%）；通過適當(dāng)?shù)姆蛛x技術(shù)，碳氫化合物回收率可達到98%以上，回收利用價值較大。煉油廠含油污泥一般是由水包油，油包水以及懸浮固體組成的穩(wěn)定乳狀液體系，還包括生產(chǎn)過程中所投加的大量水處理劑；其脫水效果差，污泥成分和物性差異大，處理難度高，油含量差別較大，部分具有回收再利用價值。表1.1各種油泥的性質(zhì)第二章 國內(nèi)外油泥的主要處理技術(shù)簡介 許多國家都對含油污泥的處理以及資源化回收進行了深刻的研究，并形成了一些成熟的技術(shù)和思路，其中主要包含溶劑萃取技術(shù)，熱分解處理技術(shù)，生物處理技術(shù)和超聲脫離技術(shù)等等。2.1溶劑萃取技術(shù)溶劑萃取技術(shù)是根據(jù)“相似相溶”的原理，利用特定的有機溶劑將油泥中的油萃取出來，由于泥砂密度大，靜止后沉降于容器底部，水相處于中間層，從而實現(xiàn)油、水、泥三相分離。處理后的有機相通過蒸餾將萃取劑分離出來后可以循環(huán)使用，回收油可以用于回?zé)挘惶幚砗蟮挠袡C相通過蒸餾將萃取劑分離出來后可以循環(huán)使用，回收油可以循環(huán)使用或是排放；處理后的泥砂基本上可以達到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。美國專利中開發(fā)了一種溶劑萃取-氧化處理組合的油泥處理工藝，處理后的最終殘渣可以滿足堆埋處理要求。溶劑萃取法處理油泥比較徹底，其缺陷是萃取劑用量較大，成本較高1 。2.2熱分解處理技術(shù)熱分解處理油泥技術(shù)是在高溫、無氧條件下，對油泥進行深度的熱分解處理，使得油泥中的烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)以及其它有機物發(fā)生熱解或是熱縮合而得到相應(yīng)的液相油品、氣體、焦炭以及干泥砂等，采取冷凝回流的方法回收液體油品和有機物氣體，處理后干泥砂中殘留有害物質(zhì)在滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)條件下可直接排放。熱分解處理技術(shù)分為高溫分解法和低溫分解法兩種，高溫分解法的工作溫度可達1400，低溫處理法的工作溫度為800左右。王志奇等人開展過油泥的熱分解處理技術(shù)研究工作，并考察了催化劑、加熱速率、最終熱解溫度等因素對油泥熱分解處理的影響。熱分解處理油泥技術(shù)具有較高的技術(shù)含量，處理效果比較理想，其缺陷在于能耗較高，操作比較復(fù)雜1 。2.3生物處理技術(shù) 生物處理技術(shù)是利用自然界或是人為培養(yǎng)的微生物將油泥中的石油烴類及其他有機物降解為無害的物質(zhì)，這樣處理后的土壤既能達到環(huán)保要求又能是和農(nóng)作物的生長。該技術(shù)包括地耕法、堆肥法、生物反應(yīng)法等。J.L.R.Gallego等依據(jù)微生物的共代謝效應(yīng)、乳化性質(zhì)、油化合物的定殖和降解能力，開發(fā)了對油泥中的有機物有強烈降解作用的微生物種群（由三種細菌和一種酵母菌組成），效果比較理想。該技術(shù)的有點是處理成本低、處理效果較好、其不足在于油泥處理時間較長，而且油泥中的油被降解了沒有得到回收利用，因此，從回收珍貴的二次石油資源方面考慮，該方面僅適用于油含量少的油泥處理2 。2.4超聲脫離技術(shù)含油污泥超聲脫油技術(shù)是利用超聲波破壞含油污泥的結(jié)構(gòu)，降低污泥中污油的黏度，減小污油與泥土的黏附作用，最終實現(xiàn)破乳，從而將污油、水和泥土徹底分離。該技術(shù)主要利用了超聲波的機械振動、微擾、聲空化等作用，具有處理時間短，操作簡單的優(yōu)點，在油泥處理方面具有較大的應(yīng)用潛力。2.5熱水處理技術(shù)熱水洗處理油泥技術(shù)主要是以熱堿水溶液（一般是用NaOH或者碳酸鈣溶液）或含有適量濃度的表面活性劑及其他助劑的熱水溶液對油泥進行多次洗滌，再通過氣浮或旋流等工藝設(shè)施來實現(xiàn)油、水、泥三相的分離，洗滌后所回收的溶液通過補加少量新鮮試劑溶液可以多次循環(huán)使用。該方法是美國環(huán)保局處理含油污泥優(yōu)先采用的方法，目前主要用于落地油泥的處理。該方法處理油泥效果比較理想，處理費用相對不高，但處理過程易產(chǎn)生二次污染，需要有相應(yīng)的廢水處理設(shè)施 。2.6調(diào)剖技術(shù) 含油污泥調(diào)剖技術(shù)是利用含油污泥與地層之間的良好配伍性，向油泥中加入適量的不同添加劑，與油泥中的瀝青、泥砂等組分相混合，形成一種均一、穩(wěn)定的乳狀液調(diào)剖劑，用于油田注水井調(diào)剖。通過調(diào)剖劑與地層水、巖石、泥質(zhì)等的稀釋、吸附、黏聯(lián)作用提高封堵強度，改變注入水的滲流方向，增強注入水的波及體積，從而改善注水效果。因為油泥中的油沒有得到回收，所以這種方法比較適用于油含量小的油泥的處理。2.7熱萃取-脫水處理技術(shù) 利用溶劑油在一定溫度下有效破壞油泥原來的油、水、固界面水化膜，實現(xiàn)破乳，從而使油泥中的油、水、固三相得到有效分離，脫出的水去污水廠再處理，回收的油去煉油廠進行回?zé)挘稍锖螽a(chǎn)生的非黏性固體物送自備電廠作燃料。該技術(shù)是由中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院開發(fā)的專利技術(shù)。該技術(shù)在處理油泥過程中不會產(chǎn)生二次污染，并且處理后的油泥能達到環(huán)保要求；單殺該方法僅適合于煉油廠含油污泥的處理 。 第三章 國內(nèi)外油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點3.1國外油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點 目前針對于油泥的熱解技術(shù)，一些歐美國家已經(jīng)研究了較國內(nèi)相對完整的處理體系與技術(shù)，在方法、裝置、回收等方面缺點相對較少，消耗能源與產(chǎn)生二次廢物方面相對較小，對我國的此項技術(shù)的研究于發(fā)展有不錯的借鑒和學(xué)習(xí)價值。3.1.1流化床熱解技術(shù)德國漢堡大學(xué)Kaminsky3 在處理量為13kg/h的循環(huán)流化床裝置（Hamburg工藝）上進行了多工況實驗研究；流化床熱解氣化是接著惰性介質(zhì)（如石英砂）的均勻傳熱與蓄熱效果以達到垃圾熱解的目的。由于流化床中的介質(zhì)是懸浮狀態(tài)，氣固間充分混合、接觸，整個爐床溫度非常均勻。城市垃圾加入爐中后熱分解在短時間內(nèi)完成，生成氣，油及半焦等產(chǎn)物，熱量由部分燃燒熱解產(chǎn)物來供給，旋風(fēng)分離器用來分離床料及未完全反應(yīng)的物料，被分離的床料及未完全反應(yīng)的物料被送回爐內(nèi)，流化空氣及燃燒用空氣（或氧氣）由熱解爐下部的供風(fēng)裝置供給。該工藝具有以下特點：（1）可控制流化氣體的體積，以及調(diào)節(jié)相應(yīng)垃圾供應(yīng)量，該系統(tǒng)可以用于各種垃圾。通過干燥和脫水它也可以用于低熱值垃圾。（2）由于介質(zhì)是懸浮狀態(tài)，極大地改善了傳熱條件和溫度控制。（3）由于油泥在流化床內(nèi)熱解反應(yīng)速度比較快，設(shè)備的尺寸要比典型的固定床反應(yīng)器小得多。流化床型氣化熱解爐雖然是一種先進的垃圾處理技術(shù)，但也存在一些缺點： （1）生成的氣體帶走的顯熱較多。雖然熱解氣體的顯熱可以在余熱鍋爐內(nèi)回收，但這部分熱量的可利用性不如在固定式燃燒床熱解爐中那么高。（2）為達到較好的流化狀態(tài)需要將物料顆粒尺寸破碎到1cm以下，否則會壞流化效果；如果操作過程控制不當(dāng)，會產(chǎn)生嚴重的二次污染。3.1.2低溫?zé)峤饧夹g(shù) 表3.1. 低溫?zé)崽幚淼男Ч椖窟M料處理后泥渣熱值/KJ/g16.7222.28油類的質(zhì)量含量/%3430固含率/%4168.4水的質(zhì)量含量/%251.6Richard J Ayen 等人1992年報道的“低溫?zé)崽幚怼惫に?，是通過一密閉的溫度為250450的旋轉(zhuǎn)加熱器把“K廢物”中的有機物和水蒸發(fā)出來，并用氮氣作為載氣送至蒸發(fā)物處理系統(tǒng)，殘留物作燃料用。其效果見表3.1，流程見圖3.1。該工藝能使“K廢物”處理后達到BDAT標(biāo)準(zhǔn)，已商業(yè)化應(yīng)用。熱處理工藝費用為每噸泥餅500-800US。因該工藝顯著減少了泥餅體積，故節(jié)約了大部分運輸和填埋費用（后者為183US/t)。據(jù)Patricia Broussard-Welthe報道：路易斯安那煉油廠1993年使用脫水-熱解吸-泥餅填埋工藝處理含油污泥的總費用為1990年前全部采用脫水-泥餅填埋的109.5%，但只有1991年使用脫水-泥餅摻混作燃料工藝總費用的61.5% 。圖3.1 低溫?zé)崽幚砉に嚵鞒?.1.3回轉(zhuǎn)窯熱解技術(shù)圖3.2 回轉(zhuǎn)式熱解裝置系統(tǒng)示意圖 英國研究院利用在一臺處理量12kg/h的回轉(zhuǎn)式連續(xù)反應(yīng)器上進行了含油污泥熱解的實驗研究，其實驗裝置見圖3.2，它是以一臺連續(xù)回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器為核心，電動機上嵌有特殊形狀的葉片，帶動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時，使物料在反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)回轉(zhuǎn)式前后往復(fù)運動。Sasse3 等在相關(guān)綜述中曾指出，此類回轉(zhuǎn)式反應(yīng)器是對實際工業(yè)中整體回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)窯的很好模擬。固體物料進口和殘渣出口均由兩級氣動閥門組成，可減少間歇進料和出料時空氣漏入系統(tǒng)的量，反應(yīng)器內(nèi)的工作溫度一般在450-650，系統(tǒng)所有高溫區(qū)均為電加熱。直徑為的固體物料進入反應(yīng)器后，停留45-60min。熱解生成的氣體首先經(jīng)陶瓷體過濾器除塵，然后進入逆流管式冷凝塔，在塔底回收冷凝液，未冷凝氣體則從塔頂排出，經(jīng)過濾棉、引風(fēng)機（Elekt ror SD22）、氧量指示計、氣體體積流量計后在系統(tǒng)出口處點燃。3.1.4熱解氣化聯(lián)用技術(shù)德國VEBA OEL工程公司設(shè)計了一套混合的系統(tǒng)以克服氣化過程中經(jīng)常出現(xiàn)的細小顆粒的磨損以及均勻物料的=給料問題。由于熱解中的給料通常達到200mm或以上，熱解產(chǎn)物可以均勻的混合在一起。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3.34 。圖3.3 熱解氣化聯(lián)用系統(tǒng)示意圖3.1.5等離子體熱解技術(shù) 美國Westinghouse公司3開發(fā)了等離子體熱解裝置用于處理廢水。Retech公司開發(fā)等離子體離心反應(yīng)器用于處理污泥。該裝置有一個低速旋轉(zhuǎn)的爐膛，溫度在1127.二次反應(yīng)器的溫度在977。Mason Hanger國際公司使用一個靜態(tài)的主反應(yīng)室來處理醫(yī)用垃圾。到目前為止還沒有發(fā)現(xiàn)處理廢輪胎的等離子體反應(yīng)裝置。只是由于考慮到這種反應(yīng)裝置良好的環(huán)境效果，才在這里提出。希望能在以后的發(fā)展中看到它在油泥處理方面的應(yīng)用4 。3.1.6其它熱解技術(shù)Heuer1 等開發(fā)的包含低溫（107-204),高溫（357-510）加熱蒸發(fā)步驟的含油污泥處理工藝（已在歐洲多個國家申請了專利），Krebs，Geory等人利用鍋爐排放廢氣干燥含油泥餅的專利技術(shù)以及Term Tech熱解吸工藝。在路易斯安煉油廠投運的熱解吸裝置，把含水50%的“K廢物”用鋼帶輸送到一密閉的溫度分布為121-954的干燥裝置內(nèi)，年處理泥餅1400t，可回收300t油和120t可燃氣。我國臺灣學(xué)者利用小型管式爐進行了細致的研究。3.2我國油泥熱解技術(shù)的現(xiàn)狀及特點我國對于油泥的處理情況體現(xiàn)于國內(nèi)各大油田的實際情況，對于油泥熱解技術(shù)，已經(jīng)做到了較從前進步許多，但相對于國外的此技術(shù)的研究與發(fā)展方面，仍有需要學(xué)習(xí)和改進的地方。3.2.1大慶油田大慶油田的含油污泥的熱解產(chǎn)物分為回收油、不可冷凝氣體和固體殘渣（焦炭、半焦）。根據(jù)最終熱解溫度分為：低溫（500700）熱解，可產(chǎn)生高熱值的油，固定碳含量高的固定殘渣：中高溫（7001200)熱解，以生產(chǎn)中熱值燃料氣與生產(chǎn)焦炭為目的。通過熱重分析法（樣品量300mg）對罐底泥（水分39.15%，灰份為1.88%，燃份為58.97%，干基中CH占到95.95%）的熱解行為進行了全面系統(tǒng)的研究，分析了反應(yīng)氣氛，添加劑與催化劑，反應(yīng)溫度影響因素對產(chǎn)物收率與分布的影響。從動力學(xué)角度以及產(chǎn)品分布，提出了含油污泥的三階段熱處理過程。為求油品品質(zhì)提升可以達到最好的效果，操作條件分別設(shè)為： (1)第一階段以純氮當(dāng)載氣，無添加劑，在105溫度下維持4小時以上，冷凝回收液體產(chǎn)物； (2)第二階段以純氮當(dāng)載氣，添加10wt.%Cao，以升溫速率21.8K/min從105到380:； (3)第三階段以1.09vol.%氧氣當(dāng)載氣，添加10wt.%Cao，以升溫速率21.8K/min從第二階段上升到440后，維持30分鐘，冷凝回收液體。 若要求達到處理含油污泥熱處理固體殘渣能并減量達最大化，最后使用20.95vol.%氧氣無添加劑的操作條件來達到，最后含油污泥固體殘渣剩下0.75wt.%5 。圖3.4 控氧裂解過程 目前，其油泥熱解技術(shù)仍處于研究開發(fā)階段，主要集中于熱解特性等基礎(chǔ)研究，對熱解能量的回收利用價值研究很少，對其經(jīng)濟效益分析也少有報道，而含油固廢熱解推廣的觀念在于其能量回收的價值。3.2.2遼河油田遼河油田主要集中于油泥的資源化利用，將油泥中的有機成分在隔絕氧氣的條件下加熱分解。熱解溫度為600，反應(yīng)時間為2h，工藝流程見圖3.56，熱解后的產(chǎn)物產(chǎn)率和產(chǎn)量見表3.26。圖3.5 遼河油田熱解工藝流程圖表3.2熱解后的產(chǎn)率與產(chǎn)量 產(chǎn)物壓濾污泥清罐油泥水產(chǎn)率，%78.253.3產(chǎn)量，ml/kg782.0533.0油產(chǎn)率，%9.322.0產(chǎn)量，ml/kg107.1252.8氣產(chǎn)率，%4.88.7產(chǎn)量，ml/kg26.453.9殘渣產(chǎn)率，%7.715.9產(chǎn)量，ml/kg76.8158.9樣品殘渣含碳量，%殘渣灼燒灰中氧化鋁的含量，%外觀壓濾油泥23.1447.38黑色顆粒狀清罐油泥26.3411.62黑色細粉末狀表3.3熱解后的殘渣分析由表3.2.可看出，2種油泥均有較好的油氣回收率，油泥的產(chǎn)油率也基本與樣品含油率一致，所有回收油中輕質(zhì)油占60%左右，產(chǎn)生的不凝氣中甲烷含量高，具有較好的回收價值，但是熱解油的性質(zhì)與原油產(chǎn)品有一定差距，需進一步精制處理。由表3.3看出熱解后的殘渣碳含量較高，作為輔助燃料進行熱能利用，其中壓濾油泥的熱解殘渣灰中氧化鋁高達47%以上，回收價值高。3.2.3勝利油田勝利油田的油泥熱解技術(shù)研究較好，水平在國內(nèi)相對較高，具有較完整的熱解處理體系。主要采用脫水減量與流態(tài)化的熱解技術(shù)。中國石油大學(xué)華東劉會娥博士領(lǐng)銜的課題組與山東省油區(qū)環(huán)境污染治理工程技術(shù)研究中心共同完成的含油污泥脫水減量與流態(tài)化熱解技術(shù)，通過了山東省科技廳組織的專家鑒定。在中石化勝利油田應(yīng)用的結(jié)果表明，應(yīng)用該技術(shù)后，含油污泥脫水效率提高，運輸和處置費用顯著降低，具有較好的推廣應(yīng)用前景。鑒定委員會一致認為其整體達到國際先進水平?？蒲腥藛T通過對含油污泥的脫水減量和流態(tài)化熱解資源化技術(shù)的研究，取得了多項技術(shù)創(chuàng)新成果。他們開發(fā)了一種來源于固體廢棄物的含油污泥壓濾用助濾劑。該助濾劑廉價易得，與適當(dāng)?shù)男跄齽┡浜峡娠@著改善含油污泥的壓濾脫水效果。同時，他們開發(fā)出了適合多地點、多批次使用、靈活方便的撬裝式含油污泥壓濾脫水工藝，并針對含油污泥的流化行為，建立了適合于含油污泥石英砂二組分混合顆粒的最小流化速度模型。此外，他們采用流態(tài)化熱解方法處理含油污泥，轉(zhuǎn)化效率較高，氣體產(chǎn)物中富含烯烴。事實上含油污泥的處理中面臨的一大難題，最直接是含油污泥產(chǎn)生量大，需脫水減量后才能進一步處理。該課題組開發(fā)的含油污泥脫水減量工藝在勝利油田進行了應(yīng)用，實現(xiàn)了含油污泥的順利脫水并可直接外運進行下一步處理，液相返回系統(tǒng)重新利用，基本杜絕了油泥落地的問題。該項技術(shù)可推廣到各油田和煉廠進行含油污泥的處理，其中減量化處理技術(shù)無特殊要求，適用面較寬，可大大降低排污費用并回收有用資源，減少開支并增加收益。故此，勝利油田的熱解技術(shù)相對較發(fā)達，產(chǎn)生的二次污染與污染物殘渣相對較少，效率高，解決了部分油泥處理所面臨的直接問題，有較大的發(fā)展性7。3.2.4塔河油田塔河油田主要采用低溫?zé)峤?。塔河油田原油以中質(zhì)和重質(zhì)油為主，瀝青質(zhì)、膠質(zhì)含量高，密度大，黏度大，油泥中固體雜質(zhì)以粉沙和極細沙為主，經(jīng)有機溶劑清洗后的固體雜質(zhì)中80%通過200目（孔徑75m）標(biāo)準(zhǔn)篩，原油和固體雜質(zhì)結(jié)合形成的含油污泥體系穩(wěn)定。從2008年起塔河油田開展的油泥回注地層和熱水洗處理工藝均未成功，選用對進料性質(zhì)選擇性較小的熱處理工藝更適合區(qū)域特征4，因此常用熱處理包括焚燒和熱解處理兩類。塔河油田的熱解技術(shù)能回收大部分油氣資源，產(chǎn)生的不凝氣可回用于系統(tǒng)加熱過程，因此大氣污染物排放相對較少，更加環(huán)保。低溫?zé)峤膺^程中油類物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)包括揮發(fā)、部分重組分裂化分解或碳化三種形式，其中揮發(fā)過程為物理過程，考慮到節(jié)能、提高油品回收率及減少設(shè)計制造成本等多方面因素，選擇500作為塔河油田含油污泥熱解最佳溫度。表3.4 原油與熱解油的性質(zhì)對比 介質(zhì)密度/g/cm粘度/mPas瀝青質(zhì)含量/%膠質(zhì)含量/%提取原油 0.943 221.79 12.80 13.10熱解油 0.84 39.81 0.00 0.00 塔河油田含油污泥熱解的最佳工藝條件：熱解溫度500，熱解時間30min，此時熱解殘渣中礦物油含量小于GB4284-84農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)礦物油最高容許含量3000mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)8。塔河油田熱解油品質(zhì)較好，密度和黏度均顯著下降，重組分含量顯著減少，相對熱化學(xué)清洗回收的原油其中雜質(zhì)含量低；最佳工藝條件下，熱解過程油的回收效率達到62.3%，熱解過程產(chǎn)生的不凝氣可用于熱解過程的供熱。塔河油田熱解產(chǎn)生殘渣的浸出液主要污染物濃度小于GB8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。第四章 油泥熱解技術(shù)的討論與總結(jié)4.1油泥熱解技術(shù)的優(yōu)缺點討論 目前，我國含油污泥處理水平低，處理方法單一，含油污泥中的有害物質(zhì)對大氣、土壤、水體造成嚴重環(huán)境污染，給人民健康帶來嚴重危害。含油污泥熱解工程的投入運行可使含油污泥達到減量化、資源化、無害化、解決了油泥對環(huán)境造成的各種污染問題，提高了固體廢物處理技術(shù)水平，提升環(huán)境質(zhì)量，利于環(huán)保模范城市、環(huán)境衛(wèi)生城市的建設(shè)，環(huán)境效益十分顯著。含油污泥利用熱解法進行處理，無害化程度高，減容量大（70%），熱解得到的燃氣可謂城市居民提供生活用氣、用于發(fā)電或驅(qū)動燃氣發(fā)動機，熱解油具有較高熱值，可直接作燃料油，也可以作為石油化工的原料油，熱解殘渣含碳量低、不富含重金屬元素、比表面積、含油大量砂粒，可作為鋪路或建筑的材料。此工程建設(shè)為含油污泥的處理提供了可靠地、高水平的處理技術(shù)，油泥的有效處理解決了給環(huán)境污染造成的污染壓力，為城市總體建設(shè)和規(guī)劃提供了保證條件。油泥資源化的同時也實現(xiàn)了減量化。此資源化工程解決了部分能源的問題，符合環(huán)保型社會、節(jié)約型社會、能源型社會的建設(shè)目標(biāo)，有利于推動循環(huán)經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展，造福子孫后代。不過油泥的熱解技術(shù)尚需研究與完善，尤以國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀為主，存在的問題更加明顯，經(jīng)常會造成二次污染，排放物得不到較高率的處理，且其中的能源回收利用情況尚不樂觀，處理的效率也不是很理想，對資源的節(jié)約與利用做的不夠，不符合“環(huán)境友好”的觀念8。4.2油泥熱解技術(shù)的分析總結(jié)熱解技術(shù)是一種改型的污泥處理方法，是當(dāng)今世界普遍使用的、使用率最高、適用范圍最廣的用于油泥無害化處理的一種新型技術(shù)方法。油泥在無氧的條件下，被加熱到水的沸點與烴類物質(zhì)的裂解溫度之間，此時烴類和大分子有機物將解吸，然后在閃蒸塔里，其中輕質(zhì)烴和水通過蒸發(fā)冷凝的方式回收，重質(zhì)烴類和無機物將以泥漿的形式，從分離塔中取出，并進行固、液重新分離，之后將重質(zhì)烴類回收。因此，能較為有效的回收油泥里的石油資源，而且還不容易產(chǎn)生二次污染物，從而實現(xiàn)了油泥的資源化以及廢棄物的循環(huán)利用；此外，由于油泥的熱解技術(shù)的溫度處于中、低溫度的還原環(huán)境中，因此，不易于二噁英等有毒、有害物質(zhì)生成，而且還有利于回收的石油質(zhì)量品質(zhì)的提高，也有利于重金屬等物質(zhì)的穩(wěn)定化作用。劉建國等人通過在加熱過程中分析質(zhì)量損失，熱解氣體成分的變化，研究總結(jié)了熱解罐底油泥的熱解特征，全翠等人應(yīng)用熱天平和管式熱解爐對油泥的熱解行為進行實驗研究，探討了不同升溫速率對油泥熱解的影響和不同熱解終溫對油泥各熱解產(chǎn)物分布的影響，得出來了油泥熱解的動力學(xué)參數(shù)，油泥的最宜熱解終溫為550，此時熱解油產(chǎn)率達40.36%，所得熱解油的化學(xué)組成與柴油相似，可以回收利用。熱解含油污泥的技術(shù)含量較高，處理效果相對比較理想，資源化、無害化程度較好，無論從環(huán)境效益，經(jīng)濟效益，社會效益等各個方面來說，含油污泥的熱解技術(shù)都相對優(yōu)于其它技術(shù)，在生產(chǎn)和生活等方面都能獲得較大收益。不過，含油污泥的熱解技術(shù)還存在很多問題，熱解的機理還不是很明確，處理的效率不是很高，而且最大的問題就是能耗較高，會耗費很多的能源，對資源的節(jié)約與利用不上很有利。綜合來說，油泥的熱解技術(shù)是值得研究與發(fā)展的油泥處理技術(shù)，是所有的油泥處理技術(shù)中最具潛力的技術(shù)。4.3油泥熱解技術(shù)的重要性及發(fā)展前景油泥中的石油的揮發(fā)成分進入大氣會污染空氣；油泥中的石油隨雨水進入水體則會造成嚴重污染，破壞水的生態(tài)系統(tǒng)；油泥中的石油進入土壤，會對土壤自身的微生物和土壤植物生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生危害；更嚴重的是原油中的許多有害物質(zhì)具有致突變和致癌性，通過直接和間接途徑會給人體健康帶來嚴重損害。我國已將石油污泥列入國家危險廢物目錄，根據(jù)國家指定的新排污收費標(biāo)準(zhǔn)，未經(jīng)處理的含油污泥的收費標(biāo)準(zhǔn)為1000RMB元/噸，因此，研發(fā)經(jīng)濟、環(huán)保、使用的處理方法和裝置，充分回收油泥中的石油，并使處理后泥土中