冀東油田含油浮渣熱解處理的實驗研究

湯 超，王蓉沙，張明棟

(1.長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北荊州 434023;2.中國石油安全環(huán)保技術(shù)研究院，北京 100083)

含油污泥屬于固體危險廢物，其主要來源于油田采出液及煉油油品集輸處理與儲運過程產(chǎn)生的罐底污泥;油田煉化污水處理廠沉降污泥、浮渣和活性污泥(統(tǒng)稱“三泥”)。以及油田生產(chǎn)過程中，油水跑、冒、滴、漏及意外事故散落地面而收集的油污土壤(統(tǒng)稱落地原油)等［1］。它含有大量苯系物、酚類、蒽、苯并芘、放射元素等難以降解的有毒有害物質(zhì)。不僅對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，而且也嚴(yán)重影響了油田、煉廠生產(chǎn)的正常運行，制約各油田正在大力推廣的老系統(tǒng)簡化工藝技術(shù)改造的實施［2］。由于其成分復(fù)雜、性質(zhì)千差萬別，處理難度大，各種處理方法在實際應(yīng)用中都存在一些問題［3］。筆者通過室內(nèi)實驗，對冀東油田含油浮渣進行了熱解處理，基本實現(xiàn)了回收資源和“零排放”的目的。

1 含油浮渣的熱解實驗

1.1 實驗方法

含油浮渣熱解是含油浮渣中的有機成分在隔絕氧氣的條件下加熱分解的過程［4］，該實驗在實驗室內(nèi)進行，實驗裝置為小型熱解爐，每次進料約1 kg。根據(jù)樣品高溫作用的揮發(fā)特征，確定熱解控制溫度為650℃，加熱速度為10℃/min。其熱解實驗裝置見圖1(圖中1～7分別為:流量控制器、熱解爐、熱解盒、熱電偶、冷凝器、電腦控制器、尾氣收集)。

圖1 熱解實驗裝置

1.2 樣品的來源及特征

實驗樣品取自冀東油田柳一聯(lián)污水處理站產(chǎn)生的含油浮渣，其組成特征見表1。

表1 柳一聯(lián)含油浮渣組成及特征

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 熱解曲線及產(chǎn)物的分析

熱解曲線圖及產(chǎn)物分析表分別見圖2及表2。由圖2的熱解反應(yīng)操作曲線圖表明:在75 min左右，餾分出口溫度達到最高，隨后開始降低，這說明75 min以后反應(yīng)趨緩，餾分的流出量降低;在反應(yīng)結(jié)束前，浮渣的反應(yīng)溫度和控制溫度逐漸接近，而餾分出口溫度逐漸降低，到餾分出口溫度降低到100℃以下時，此時產(chǎn)氣基本結(jié)束，則反應(yīng)完畢;反應(yīng)從加熱到結(jié)束時間140～150 min。由表2可知，浮渣樣品具有較好的油氣回收率。

圖2 柳一聯(lián)含油浮渣熱解曲線

表2 柳一聯(lián)含油浮渣熱解產(chǎn)物基本數(shù)據(jù)

2.2 熱解殘渣的分析

熱解殘渣呈黑色顆粒狀，含碳顯著。在600℃下對該殘渣進行灼燒實驗，并對灼燒灰渣進行污染物檢測，結(jié)果見表3。熱解殘渣呈黑色，為有一定機械強度的松散顆粒。600℃下灼燒后的灰渣，呈紅褐色，蓬松酥散，機械強度小。同時采用WGR-1熱量計測定了殘渣的熱值，為9 039.7 J/g(煤熱值為:16 774～29 260 J/g，垃圾為2 511.6 ～10 450 J/g)［5］。這表明熱解殘渣含碳量很高，有較好的利用價值。由表3可知，600℃下灼燒后的灰渣的污染物指標(biāo)均在《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》之內(nèi)，其中石油類和重金屬含量遠低于《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》和《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級指標(biāo)要求。而熱解殘渣600℃灼燒后脫碳的損失量為82.77%，因而產(chǎn)生的灰渣量很少，產(chǎn)生的灰渣中Al2O3含量為67.94%，具有較好的利用價值。

表3 熱解殘渣灼燒后灰渣污染物測定數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

冀東油田柳一聯(lián)含油浮渣熱解后油氣回收率好。熱解殘渣的熱值較高，有一定的能源利用價值，而灼燒后的灰渣污染物含量低，量少，并且其中的Al2O3的含量高，有較好的回收利用價值。熱解技術(shù)既能有效的回收資源，又能使含油污泥的基本達到無害化，值得人們對其進行深入研究。

［1］姜 勇，趙朝成，趙東風(fēng).含油污泥特點及處理方法［J］.油氣田環(huán)境保護，2005，15(4):38-41.

［2］徐如良，王樂勤，孟慶海.工業(yè)油罐底泥處理現(xiàn)狀與試驗探索［J］.石油化工安全技術(shù)，2003，19(3):36-39.

［3］程 雁，李必文.含油污泥處理工藝研究進展［J］.油氣田環(huán)境保護，1997，7(4):46-50.

［4］王萬福，何銀花，劉 穎，等.含油污泥的熱解處理與利用［J］.油氣田環(huán)境保護，2006.16(2):15-16.

［5］王慶蓮.大慶油田典型含油固廢熱解處理及資源化探討［D］.大慶:大慶石油學(xué)院，2009.