冀东油田含油浮渣热解处理的实验研究

汤 超，王蓉沙，张明栋

(1.长江大学工程技术学院，湖北荆州 434023;2.中国石油安全环保技术研究院，北京 100083)

含油污泥属于固体危险废物，其主要来源于油田采出液及炼油油品集输处理与储运过程产生的罐底污泥;油田炼化污水处理厂沉降污泥、浮渣和活性污泥(统称“三泥”)。以及油田生产过程中，油水跑、冒、滴、漏及意外事故散落地面而收集的油污土壤(统称落地原油)等［1］。它含有大量苯系物、酚类、蒽、苯并芘、放射元素等难以降解的有毒有害物质。不仅对生态环境造成严重的破坏，而且也严重影响了油田、炼厂生产的正常运行，制约各油田正在大力推广的老系统简化工艺技术改造的实施［2］。由于其成分复杂、性质千差万别，处理难度大，各种处理方法在实际应用中都存在一些问题［3］。笔者通过室内实验，对冀东油田含油浮渣进行了热解处理，基本实现了回收资源和“零排放”的目的。

1 含油浮渣的热解实验

1.1 实验方法

含油浮渣热解是含油浮渣中的有机成分在隔绝氧气的条件下加热分解的过程［4］，该实验在实验室内进行，实验装置为小型热解炉，每次进料约1 kg。根据样品高温作用的挥发特征，确定热解控制温度为650℃，加热速度为10℃/min。其热解实验装置见图1(图中1～7分别为:流量控制器、热解炉、热解盒、热电偶、冷凝器、电脑控制器、尾气收集)。

图1 热解实验装置

1.2 样品的来源及特征

实验样品取自冀东油田柳一联污水处理站产生的含油浮渣，其组成特征见表1。

表1 柳一联含油浮渣组成及特征

2 实验结果与讨论

2.1 热解曲线及产物的分析

热解曲线图及产物分析表分别见图2及表2。由图2的热解反应操作曲线图表明:在75 min左右，馏分出口温度达到最高，随后开始降低，这说明75 min以后反应趋缓，馏分的流出量降低;在反应结束前，浮渣的反应温度和控制温度逐渐接近，而馏分出口温度逐渐降低，到馏分出口温度降低到100℃以下时，此时产气基本结束，则反应完毕;反应从加热到结束时间140～150 min。由表2可知，浮渣样品具有较好的油气回收率。

图2 柳一联含油浮渣热解曲线

表2 柳一联含油浮渣热解产物基本数据

2.2 热解残渣的分析

热解残渣呈黑色颗粒状，含碳显著。在600℃下对该残渣进行灼烧实验，并对灼烧灰渣进行污染物检测，结果见表3。热解残渣呈黑色，为有一定机械强度的松散颗粒。600℃下灼烧后的灰渣，呈红褐色，蓬松酥散，机械强度小。同时采用WGR-1热量计测定了残渣的热值，为9 039.7 J/g(煤热值为:16 774～29 260 J/g，垃圾为2 511.6 ～10 450 J/g)［5］。这表明热解残渣含碳量很高，有较好的利用价值。由表3可知，600℃下灼烧后的灰渣的污染物指标均在《农用污泥中污染物控制标准》之内，其中石油类和重金属含量远低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》和《污水综合排放标准》二级指标要求。而热解残渣600℃灼烧后脱碳的损失量为82.77%，因而产生的灰渣量很少，产生的灰渣中Al2O3含量为67.94%，具有较好的利用价值。

表3 热解残渣灼烧后灰渣污染物测定数据

3 结论

冀东油田柳一联含油浮渣热解后油气回收率好。热解残渣的热值较高，有一定的能源利用价值，而灼烧后的灰渣污染物含量低，量少，并且其中的Al2O3的含量高，有较好的回收利用价值。热解技术既能有效的回收资源，又能使含油污泥的基本达到无害化，值得人们对其进行深入研究。

［1］姜 勇，赵朝成，赵东风.含油污泥特点及处理方法［J］.油气田环境保护，2005，15(4):38-41.

［2］徐如良，王乐勤，孟庆海.工业油罐底泥处理现状与试验探索［J］.石油化工安全技术，2003，19(3):36-39.

［3］程 雁，李必文.含油污泥处理工艺研究进展［J］.油气田环境保护，1997，7(4):46-50.

［4］王万福，何银花，刘 颖，等.含油污泥的热解处理与利用［J］.油气田环境保护，2006.16(2):15-16.

［5］王庆莲.大庆油田典型含油固废热解处理及资源化探讨［D］.大庆:大庆石油学院，2009.