石油煉制工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生情況及處置措施分析

時(shí)嘉凱等

摘要：從生產(chǎn)設(shè)施、輔助生產(chǎn)設(shè)施、環(huán)保設(shè)施三個(gè)方面對石油煉制工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并以《國家危險(xiǎn)廢物名錄》為依據(jù)對固體廢棄物的種類進(jìn)行了判別，在此基礎(chǔ)上提出了分類處置措施，最后對目前石油煉制工業(yè)固體廢棄物在處置過程中存在的主要問題及解決思路進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：石油煉制工業(yè)固體廢物 分類處置

1 概述

隨著石油產(chǎn)量的增長，以石油及其加工產(chǎn)品為基本原料的石油化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物數(shù)量也逐年增長，截至2014年1月1日，我國內(nèi)地共有石油煉制企業(yè)52座，原油加工能力35330.0萬噸每年[1]。

石油煉制企業(yè)生產(chǎn)過程中，有多種工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生，主要包括廢催化劑、廢瓷球、廢礦物油（泥）、堿渣等，并且多為危險(xiǎn)廢物。如處理不當(dāng)，固體廢棄物中有害物質(zhì)便會(huì)通過雨水和大氣到處擴(kuò)散，污染大氣、地表水和地下水，使環(huán)境遭到嚴(yán)重的破壞，危害人類的健康。

國外對固體廢棄物的研究起步較早，美國1977年頒布了“資源保護(hù)及回收法案（RCRA）”、1984年修訂了RCRA關(guān)于危險(xiǎn)固體廢棄物（HSWA）的修正案及一系列有關(guān)固體廢棄物的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、排放和處置的法規(guī)，通過執(zhí)行這些法律、法規(guī)，使各石油化工生產(chǎn)廠家建立了一套行之有效的環(huán)境保護(hù)機(jī)制[2]。在我國，“三廢”對環(huán)境的污染已引起國家的高度重視，制訂了一系列完善的法規(guī)，對污染的治理技術(shù)也日臻完善和不斷提高，但對廢渣的治理起步較晚[3]。

本文對石油煉制工業(yè)固體廢棄物的產(chǎn)生情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并對工業(yè)固體廢棄物的資源化、減量化、無害化處置途徑進(jìn)行了介紹，最后對當(dāng)前國內(nèi)石油煉制工業(yè)固體廢棄物處置過程中存在的問題及解決方案進(jìn)行了展望。

2 產(chǎn)生情況

石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物有廢催化劑、廢瓷球、廢礦物油（泥）、堿渣等，主要來自于生產(chǎn)設(shè)施、輔助生產(chǎn)設(shè)施和環(huán)保設(shè)施，其中生產(chǎn)設(shè)施包括渣油加氫裝置、重油催化裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置、石腦油加氫裝置、催化重整裝置、苯抽提裝置、甲基叔丁基醚裝置、液化氣脫硫醇裝置等；輔助生產(chǎn)設(shè)施包括變壓吸附裝置、硫磺回收裝置、儲(chǔ)運(yùn)裝置等；環(huán)保設(shè)施主要有污水處理裝置。

2.1 生產(chǎn)設(shè)施

渣油加氫裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護(hù)劑及廢瓷球，均來自于加氫反應(yīng)器，其中廢催化劑的主

要成分為NiO、MoO3、CoO，廢保護(hù)劑的主要成分為NiO、MoO3，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

重油催化裂化裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢催化劑，來自于催化反應(yīng)器，廢催化劑的主要成分為Al2O3、Na2O、Fe2O3及少量V和Ni。

蠟油加氫裂化裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護(hù)劑及廢瓷球，均來自于裂化反應(yīng)器，其中廢催化劑的主要成分為NiO、MoO3、WO3，廢保護(hù)劑的主要成分為MoO3、NiO，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

柴油加氫裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護(hù)劑及廢瓷球，均來自于加氫反應(yīng)器，其中廢催化劑及廢保護(hù)劑的主要成分為MoO3、WO3、NiO，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

石腦油加氫裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護(hù)劑及廢瓷球，均來自于加氫反應(yīng)器，其中廢催化劑及廢保護(hù)劑的主要成分為MoO3、WO3、NiO，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

催化重整裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢催化劑、廢瓷球、廢脫氯劑，廢催化劑來自于重整反應(yīng)器、催化劑再生器分離料斗及再生器粉塵收集器等裝置，廢瓷球來自于重整反應(yīng)器，廢脫氯劑來自于脫氯罐，其中廢催化劑主要成分為Al2O3、Pt、Sn、Cl，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2，廢脫氯劑的主要成分為AlCl3。

苯抽提分離裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢瓷球、廢白土、廢溶劑，廢瓷球來自于分餾塔，廢白土來自于白土罐，廢溶劑來自于溶劑再生過濾器，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2，廢白土的主要成分為白土、油，廢溶劑的主要成分一般為環(huán)丁砜溶劑。

甲基叔丁基醚裝置產(chǎn)生的固體廢棄物為廢有機(jī)樹脂，來自于原料凈化器、醚化反應(yīng)器、催化蒸餾塔，廢有機(jī)樹脂主要成分為苯乙烯-二乙烯苯共聚物。

液化氣脫硫醇裝置產(chǎn)生固體廢棄物為廢堿渣，廢堿渣的主要成分為NaSHNaS及游離堿等。

2.2 輔助生產(chǎn)設(shè)施

PSA變壓吸附裝置產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物為廢吸附劑及廢瓷球，均來自于吸附塔，廢吸附劑及廢瓷球主要成分為Al2O3、SiO2。

硫磺回收裝置產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物為廢催化劑、廢瓷球及廢活性炭，廢催化劑來自于尾氣加氫反應(yīng)器，主要成分為MoO3、CoO、Al2O3，廢瓷球來自于硫磺回收反應(yīng)器，主要成分為Al2O3、SiO2，廢活性炭來自于溶劑再生過濾器，主要成分為炭。

儲(chǔ)運(yùn)裝置產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物為儲(chǔ)罐清洗過程中產(chǎn)生的污油與油泥。

2.3 環(huán)保設(shè)施

污水處理裝置產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物為油泥、浮渣與剩余活性污泥，油泥主要來自調(diào)節(jié)罐、隔油池，浮渣主要來自氣浮池，剩余活性污泥主要來自生物處理池和二次沉淀池。

3 固體廢棄物的分類

中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部和中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會(huì)根據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，于2008年制定了《國家危險(xiǎn)廢物名錄》。根據(jù)該目錄，石油化學(xué)工業(yè)所產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物可劃分為危險(xiǎn)廢物與一般工業(yè)固體廢棄物[4]。

3.1 危險(xiǎn)固體廢棄物

石油煉制工業(yè)渣油加氫裝置、重油催化裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置產(chǎn)生的廢催化劑及廢保護(hù)劑屬于含鎳廢催化劑，歸類為HW46含鎳廢物。

石腦油加氫裝置、加氫石腦油催化重整裝置產(chǎn)生的廢催化劑及廢保護(hù)劑屬于有機(jī)溶劑合成、裂解、催化等過程中產(chǎn)生的廢催化劑，歸類為HW06有機(jī)溶劑廢物，其中含鎳的廢催化劑和保護(hù)劑同時(shí)又可歸類為HW46含鎳廢物；廢瓷球?qū)儆谟袡C(jī)溶劑合成、裂解、催化等過程中產(chǎn)生的反應(yīng)載體，歸類為HW06有機(jī)溶劑廢物；廢脫氯劑屬于有機(jī)溶劑分離過程中產(chǎn)生的吸附過濾物及載體，歸類為HW06有機(jī)溶劑廢物。

苯抽提分離裝置產(chǎn)生的廢瓷球、廢白土屬于有機(jī)溶劑的分離、精餾等過程中產(chǎn)生的吸附載體，歸類為HW06有機(jī)溶劑廢物；廢溶劑歸類為HW42有機(jī)溶劑廢物。

甲基叔丁基醚裝置產(chǎn)生的廢有機(jī)樹脂主要成分為苯乙烯-二乙烯苯共聚物，歸類為HW13有機(jī)樹脂類廢物；液化氣脫硫醇裝置產(chǎn)生的廢堿渣歸類為HW35廢堿；硫磺回收裝置溶劑再生過濾器產(chǎn)生的廢活性炭歸類為HW06有機(jī)溶劑廢物；儲(chǔ)罐清洗過程中產(chǎn)生的污油及油泥歸類為HW08廢礦物油；污水處理裝置產(chǎn)生的油泥、浮渣、剩余活性污泥歸類為HW08廢礦物油。

3.2 一般工業(yè)固體廢棄物

石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的一般工業(yè)固體廢棄物主要有渣油加氫裝置、重油催化裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置、PSA變壓吸附裝置、硫磺回收反應(yīng)裝置產(chǎn)生的廢瓷球及硫磺回收裝置尾氣加氫反應(yīng)器產(chǎn)生的廢催化劑。

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)分析，可以得到這樣的結(jié)論，石油化學(xué)工業(yè)產(chǎn)生的固體廢棄物以危險(xiǎn)廢物為主，涉及種類包括了HW06類有機(jī)溶劑廢物、HW08類廢礦物油、HW13類有機(jī)樹脂類廢物、HW42類有機(jī)溶劑廢物及HW46類含鎳廢物。

4 固體廢棄物的處置

石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物根據(jù)其性質(zhì)，按“資源化、減量化、無害化”的原則，首先考慮采用回收或綜合利用，將廢物重新變?yōu)橘Y源加以利用，剩余的不能利用的危險(xiǎn)廢物，根據(jù)其有毒有害特性和理化性質(zhì)，考慮采用減量化、無害化手段進(jìn)行安全處置。無害化處置是為了使工業(yè)固體廢物最大限度地與生物圈隔離而采取的措施，是控制工業(yè)固體廢物污染的最后步驟[5]。

4.1 過程控制

①預(yù)處理。廢催化劑、廢吸附劑及其載體廢瓷球等工業(yè)固體廢物在塔及反應(yīng)器等設(shè)備中與物料直接接觸，卸載前需進(jìn)行退油、盲板隔離、氮?dú)庵脫Q及蒸汽蒸煮等無害化處理。固體廢物預(yù)處理后按照《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18597-2001）要求可在廠內(nèi)暫存。

②暫存。固廢暫存設(shè)施用于儲(chǔ)存各工藝裝置不定期更換下來的少量廢催化劑、廢吸附劑、廢瓷球等工業(yè)固體廢棄物，而大量、定期更換下來的廢棄物直接由處置單位運(yùn)走，減少臨時(shí)儲(chǔ)存環(huán)節(jié)。

固廢暫存設(shè)施設(shè)置廢物接收區(qū)和廢物存放區(qū)。固體廢棄物經(jīng)計(jì)量后首先進(jìn)入暫存庫的接收區(qū)，在接收區(qū)進(jìn)行必要的取樣檢測、鑒別，廢物特性査明后進(jìn)入廢物存放區(qū)。在廢物存放區(qū)，根據(jù)危險(xiǎn)廢物的種類設(shè)置不同的存放區(qū)，盛裝危險(xiǎn)廢物的容器上必須粘貼符合《危險(xiǎn)廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的標(biāo)簽，注明廢物產(chǎn)生單位及其地址、電話、聯(lián)系人等、廢物化學(xué)成分、危險(xiǎn)情況、安全措施。

4.2 資源化

①污油。罐區(qū)定期清儲(chǔ)罐時(shí)，沉積在罐底或附著在罐壁上的油泥被集中清理出來，經(jīng)收集、沉降后，輕油組分作為污油回收；各裝置生產(chǎn)的不合格汽油、柴油及部分掃線輕油均送至罐區(qū)輕污油罐儲(chǔ)存，經(jīng)脫水后泵送至原油罐做原料，對開工時(shí)產(chǎn)生的不合格油和柴油分別儲(chǔ)存送至加氫精制原料油罐；污水處理場的重污油，各重油掃線油均進(jìn)入罐區(qū)重污油罐經(jīng)脫水后泵送至燃料油罐做燃料油。

②廢催化劑。催化重整裝置產(chǎn)生的廢催化劑中含有貴重金屬鉑，渣油加氫裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置、石腦油加氫裝置產(chǎn)生的廢催化劑主要成分中含有鈷、鉬、鎢等金屬，以上廢催化劑目前主要由催化劑供應(yīng)廠家回收再利用。

4.3 減量化

①堿渣處理。石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的堿渣中化學(xué)需氧量含量高，其中的硫化物具有毒性，且有惡臭氣味，不能直接排往污水處理場進(jìn)行生化處理，濕式氧化脫臭工藝則能比較好的解決以上問題。濕式氧化脫臭工藝是利用氧氣對堿渣進(jìn)行氧化，可以有效去除堿渣中的硫化物，并且能降低堿渣中化學(xué)需氧量含量。堿渣經(jīng)處理后產(chǎn)生的廢氣可以去硫磺回收裝置的尾氣焚燒爐燃燒處理，產(chǎn)生的污水經(jīng)中和后可以送往污水處理場進(jìn)行處理。

②污泥脫水。石油煉制工業(yè)污水處理場產(chǎn)生的油泥、浮渣、剩余活性污泥含水率較高，“三泥”經(jīng)泵提升送入濃縮罐進(jìn)行重力濃縮后，再用單螺桿泵送往離心脫水機(jī)脫水，脫水后泥餅的含水率為85～88%。泥餅可采用焚燒爐進(jìn)行焚燒處理，脫出的水排至污水處理場重新處理。

③焚燒。石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的一些熱值較高的工業(yè)固體廢棄物可以采用回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐系統(tǒng)進(jìn)行焚燒處理，主要包括甲基叔丁基醚裝置產(chǎn)生的廢有機(jī)樹脂、苯抽提分離裝置產(chǎn)生的廢溶劑、硫磺回收裝置排放的廢活性炭、儲(chǔ)罐清洗產(chǎn)生的油泥、污水處理場脫水后的污泥，焚燒裝置產(chǎn)生的灰渣收集后可采用填埋的無害化處置方法處理。

4.4 無害化

石油煉制工業(yè)各裝置產(chǎn)生的廢脫氯劑、廢瓷球、焚燒灰渣及部分無法回收利用的廢催化劑等工業(yè)固體廢物均可采用填埋的方法進(jìn)行無害化處置，其中焚燒飛灰等危險(xiǎn)廢物不符合廢渣填埋場的入場標(biāo)準(zhǔn)，如果直接填埋會(huì)對地下水造成污染，因此需要對其進(jìn)行固化處理。危險(xiǎn)廢物固化技術(shù)是危險(xiǎn)廢物進(jìn)行安全填埋前的一個(gè)重要的預(yù)處理工藝，經(jīng)過固化處理后，在廢物顆粒和環(huán)境之間建立了一道屏障，使得最終產(chǎn)物的滲透性和溶出性有較大程度地降低，使其危害性得到除毒、穩(wěn)定、不可溶或轉(zhuǎn)化成危害性較小的物質(zhì)，能安全地運(yùn)輸，并能方便地進(jìn)行最終處置[6]。

5 展望

石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物主要特點(diǎn)一是產(chǎn)生量大，二是危險(xiǎn)廢物種類多。目前國內(nèi)新建煉油裝置以千萬噸級(jí)規(guī)模為主，該規(guī)模的煉油裝置工業(yè)固體廢棄物年產(chǎn)生量在一萬噸左右，且以危險(xiǎn)廢物為主，涉及到的危險(xiǎn)廢物種類包括HW06類有機(jī)溶劑廢物、HW08類廢礦物油、HW13類有機(jī)樹脂類廢物、HW42類有機(jī)溶劑廢物及HW46類含鎳廢物。

如何合理解決石油煉制工業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)固體廢棄物需要從兩個(gè)方面入手，一是解決大量工業(yè)固體廢棄物長距離運(yùn)輸存在的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問題。需要在煉油廠周邊配套建設(shè)具備焚燒、填埋處理能力的危險(xiǎn)廢物處置場所，目前煉油廠周邊是否配套建設(shè)工業(yè)固體廢棄物處置場所已成為該類項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)審批的先決條件。二是解決好廢催化劑在資源化過程中存在的環(huán)保問題。煉油廠產(chǎn)生的廢催化劑多為HW06類有機(jī)溶劑廢物及HW46類含鎳廢物，危險(xiǎn)性大。目前其資源化途徑主要為催化劑生產(chǎn)企業(yè)對其進(jìn)行回收利用，但多數(shù)催化劑生產(chǎn)企業(yè)并不具備危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)，如果回收利用企業(yè)僅以回收其中有效金屬成分為目的反而會(huì)造成了更嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以需要加強(qiáng)對廢催化劑去向及在處置過程中的環(huán)境監(jiān)管。

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[6]孫一峰，林妍妍，王文娟，許天華，張?zhí)煊?固體廢棄物資源化[J].化工技術(shù)與開發(fā)，2012，41（1）：44-47.

作者簡介：時(shí)嘉凱（1983-），男，河北保定人，工程師，工學(xué)碩士，研究方向：環(huán)境影響評(píng)價(jià)和固體廢物資源化。