油页岩干馏项目建设前要考虑的问题及解决方案

张成立

锦州医科大学医疗学院（辽宁锦州　121013）

化工管理

油页岩干馏项目建设前要考虑的问题及解决方案

张成立

锦州医科大学医疗学院（辽宁锦州121013）

随着石油资源的日渐枯竭，油页岩干馏代替石油炼制逐渐走进公众的视线。油页岩干馏项目的建设是一项复杂工程，在建设前需要考虑众多问题，包括粉尘、水（包括新鲜水和污水）、废气、废渣和人员培训。对上述问题进行了探究，并提出了相应的解决方法，以使油页岩干馏项目能够顺利建设并成功投产。

油页岩粉尘水废气废渣人员培训

0　前言

随着我国汽车工业的迅速发展，私家车数量日益增加，对油品的需求更是与日剧增。但是从世界范围来看，石油的储量却是逐年减少的。以油页岩加工代替石油炼制来获取油品，正是在这种环境下出现并逐渐被人们认识和接受的。

油页岩是一种含有有机物的矿石，经过低温干馏可得到页岩油，页岩油的成分和石油相似，对其进行进一步精制可以得到汽油、柴油及其它副产品。本文将就油页岩项目中一些常见的问题，如粉尘、水（包括新鲜水和污水）、废气、废渣以及人员培训等进行简单的剖析，并提出相应的解决方法，以期为油页岩项目建设者提供借鉴。

1　粉尘问题

油页岩矿石在运输、贮存以及粉碎和筛选过程中都会产生大量的粉尘，如果不对这些粉尘加以处理，其会飘散到空气中，从而加剧雾霾天气。其中，霾是指大量极细微的干尘等均匀浮游在空中，使水平能见度小于10.0 km的空气普遍混浊现象[1]。雾霾会使空气污染进一步加剧，严重影响人们的日常生产和生活，所以必须加以治理。

1.1运输产生的粉尘

油页岩矿石的运输工具多种多样，但不管采用何种方式运输，都要尽可能将粉尘污染消除。企业运输部门要加强管理，做好自检自查工作，并加强对司乘人员的环保意识教育，建立有效的监督和处罚机制。在运输过程中力求将矿石遮盖严密，如用苫布遮盖。车辆行驶要匀速、缓慢，运输工作完成后要有专人对上述运输工具和路面进行洗消除尘。在运输过程中，司乘人员也要做好个人防尘工作，防止由于吸入粉尘而患上呼吸系统疾病。

1.2贮存产生的粉尘

为了保证有足够的油页岩矿石，使生产能够连续进行，企业应当建立一定数量的矿石储备。笔者建议企业应储备至少可满足30 d需求的矿石，防止由于不可预见因素而导致矿石供应中断，致使装置停产。对于数量如此巨大的矿石，如果采用露天堆放的方式进行贮存，其产生的粉尘数量不容小觑。建议企业建设大型地下油页岩矿石贮存库，并将矿石粉碎机也一并建在该库房内，见图1，原料车开来后将卷帘门放下，随后将矿石倒入库房；矿石由铲车送入粉碎机粉碎后，由输送带送往干馏装置进行加工处理。

图1　原料库简图

2　新鲜水问题

化工企业历来都是耗水大户，而我国又是一个水资源短缺的国家。因此，本着不与百姓生活争水的原则，要兴建油页岩项目，必须解决供水问题。

如果将油页岩生产装置建在我国内陆地区，则生产用水只能使用自来水或江河水。如果将油页岩生产装置建在沿海地区，可以根据企业规模和用水量，采用建设海水淡化装置的方式供水。同时，也要考虑建设厂区雨水收集装置，用雨水补充生产用水的不足。

2.1海水淡化

海水淡化的原理[2]是：用半透膜将海水与纯水隔开，如图2（a）所示，半透膜具有单向通透性，只允许水等小分子通过，而海水中的钠离子和氯离子等则不能通过。经过一段时间后，可以看到海水一侧液面上升，说明水分子不断地通过半透膜由纯水进入海水中。这种纯水分子通过半透膜进入海水的过程称为渗透。为了防止渗透现象的发生，就要在海水一侧的液面上施加一个额外的压力，来维持两侧液面在同一高度，这个压力称为渗透压［见图2（b）］。如果在海水一侧的液面上施加大于渗透压的压力，则海水中会有更多的水分子进入纯水一侧，从而完成用海水制取淡水的过程。

企业可根据自身用水量，依据上述原理设计一套海水淡化装置，待装置运转正常后可进行适当的扩产，除了满足自身用水需求外，多余的水还可以出售以增加企业收入。对于处理后产生的高浓度盐水，可以进行进一步加工，回收其中有用的化合物，纯化后进行销售。

图2　渗透现象和渗透压

2.2雨水收集

雨水是淡水，对其进行集中收集是对缓解淡水不足的有益补充。雨水经过净化后可以直接作为生活用水，也可以补充进入生产装置的循环水系统直接使用，或作为厂区的绿化用水。

设计时，可将装置内所有下水井汇总到一起，然后统一连接在地下雨水储罐上，雨水储罐容积要参考当地的降水量来确定。如果该地区雨水比较充沛，储罐容积可设计为1000m3；若雨水稀少，储罐容积可设计为500m3。建议将雨水储罐与消防水储罐和循环水储罐建在一起，当雨水储罐装满时，可以通过管线将多余的雨水转移到消防水罐和循环水罐中储存、使用。循环水罐、雨水罐和消防水罐布局见图3。

图3　循环水罐、雨水罐和消防水罐布局图

3　污水问题

油页岩干馏项目产生的污水主要有厂区生活污水和生产废水。生活污水量相对较少，一般含有少量的洗涤剂、食用油等，而干馏废水具有污染物种类多、成分复杂、浓度高等特点，对环境的污染尤为严重。因此，企业应根据装置规模以及将来扩产改造产生的废水量，建设相应规模的污水处理厂，通过物化处理、脱酚处理、生化处理、后混凝沉淀、催化氧化[3]等工艺，除去废水中的油类、酚类和有机氨氮等污染物。处理后的水可以进入装置循环使用，而回收的酚类、油类和氨类物质经过精制后可作为产品出售。

4　废渣问题

油页岩干馏后剩余的废渣主要成分为SiO2，Al2O3以及少量的Fe2O3，CaO，MgO[4]等氧化物。废渣的量与处理的油页岩的量成正比，处理的油页岩量越大，产生的废渣也就越多。大量废渣的露天堆放不但会占用大面积的土地，而且由此带来的环境污染会严重影响附近居民的生产、生活和饮水安全，因此必须对废渣加以处理。

对于废渣的处理，依据综合利用、变废为宝的原则，建议将废渣加工成硅酸盐水泥或水泥砖。油页岩灰渣在过去已经被证明是一种较好的制造水泥的原料，它可以用来配制水泥生料，再进行烧制或直接配制无熟料水泥[5]。如果将油页岩灰渣作为生产水泥的原料，可以减少黏土的使用量，从而保护了宝贵的土地资源。国家为了保护有限的耕地，已经明令禁止使用黏土烧制红砖，但随着我国城中村改造和城镇化建设以及房地产业的飞速发展，对水泥、砖等建筑材料的需求逐年增加。如果利用废渣生产水泥和水泥砖，不但处理了废渣，也可为企业带来一定的收益。同时，为了减少粉尘污染，也建议将生产水泥和水泥砖的装置建在地下。

5　废气问题

油页岩干馏项目产生的废气主要是干馏气和干馏气燃烧产生的二氧化硫、二氧化碳等气体。若上述气体得不到处理，对环境的危害将是灾难性的，且国家对此类环境污染事件的处罚历来都是非常严厉的。二氧化硫的无序排放，会导致酸雨的产生，而酸雨会腐蚀建筑物、污染水体，并使土壤酸化；二氧化碳的过度排放，最直接的后果就是加剧温室效应，进而影响甚至威胁人类的生存环境。

如果生产装置出现干馏气泄漏，说明装置的设备出现了运转故障或者在设计上存在缺陷或不足。对于由设备故障导致的干馏气泄漏，应及时进行设备检修，完善工艺参数，并做好日常巡检，做到泄露点的及时发现和及时处理；而对于废气中的二氧化硫气体，可参照笔者发表的论文《SO2烟气碱吸收连续化生产亚硫酸钠的工艺研究》来处理，吸收后的不凝气重新返回装置进行回收再利用。

6　人员培训问题

油页岩干馏项目是一个综合性较强的系统工程，几乎涵盖了化工装置所有的单元操作。因此，该项目对岗位操作员工的个人能力和综合素质的要求非常高，所以要特别重视员工培训问题。笔者曾在单位参与了三套化工装置的开车，并参加了三次培训，对培训过程有一定的了解。由于笔者原来的单位本身就是化工企业，在化工方面有自己的人才储备，所以需要的人员都是由本单位内部调配的。如果新建油页岩项目也有这方面的优势，可以调配内部人员组建生产团队；如果没有这方面的便利条件，就要到人才市场依据岗位进行招聘。从笔者的经验来看，招聘工作应在装置建设前完成，做到装置施工与人员培训同步进行。

培训内容大致包括工艺培训、设备培训和安全培训。培训过程要紧跟装置的建设步伐，在不影响施工进度的前提下让员工到现场观看建设情况，比如管线走向，尤其是地下部分的管线，因为这部分管线在回填后是无法看到的，熟记管线走向可方便以后的操作；观看设备的安装并了解设备结构，这对以后操作过程中的故障原因判断和处理是非常有帮助的；在此期间，要进行适当规模的消防演习，做到发生火灾时能够进行初期灭火，防止火灾的进一步蔓延。培训工作完成后，有条件的单位一定要将员工送到从事油页岩干馏生产的企业进行跟班实习，在不影响实习装置生产的条件下进行实际操作，这样做不但能够巩固学过的理论知识，还能提高员工的操作水平，这一项是培训中最重要的环节。

7　结语

利用油页岩干馏方式制取的页岩油是对石油、天然气等化石能源的有益补充，对解决全球能源危机贡献巨大。兴建油页岩项目不仅能够弥补化石能源的不足，还能拉动地方经济、解决就业，并带动周边区域发展。总之，油页岩干馏是一个前景广阔的朝阳产业，在项目建设过程中，要综合考虑各方面的问题，既要考虑经济效益，又要考虑社会效益，以实现经济的可持续发展。

[1]刘丽红,高凌娜,孟微.雾霾天气的形成及对人类的危害与防范[J].科学中国人,2015(23):124,126.

[2]席晓岚.基础化学[M].2版.北京:科学出版社,2011: 11-14.

[3]雷芬,杨丽芳,张蓉.油页岩干馏工艺污染防治措施分析[J].广州化工,2015,40(10):141-142,161.

[4]周建敏,牛显春.油页岩灰渣的来源及综合利用技术[J].广东石油化工学院学报,2013,23(1):11-14.

[5]郝磊.大庆油田油页岩干馏灰渣综合利用技术研究[D].吉林:吉林大学,2012:1-5.

Problem s to be Considered and Solutions before the Construction of Oil Shale Distillation Project

Zhang Chengli

With the depletion of oil resource,oil shale distillation is gradually well known among the general public instead of petroleum refining.The construction of oil shale distillation is a complex project,and there aremany problems to be considered before construction,which include stive,water(fresh water and sewage),waste gas,offscum and personnel training.The above problems are explored and the corresponding solutions were put forward so that the oil shale distillation projectwill be constructed and put into production successfully.

Oil shale;Stive;Water;Waste gas;Offscum;Personnel training

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张成立男1973年生硕士讲师研究方向为无机化工

2016年4月