含油污泥低温热解处理与资源化回收利用分析

戴书剑 廖长君 梁家宇

在对含油污泥进行处理的过程中，可以采用低温热解技术。基于此点，文章从含油污泥的危害分析入手，论述了含油污泥低温热解处理与资源化回收利用。期望通过本文的研究能够对含油污泥处理水平的提升有所帮助。

含油污泥;低热热解;资源化回收

近年来，国家对工业产业的扶持力度不断加大，虽然这在一定程度上推动了经济发展，但各种资源和能源的消耗量却随之激增，其中石油用量的增长幅度最为明显。为满足各行各业对石油的需求，原油的开采和加工量显著增大。在原油开发和加工时，会产生大量的油泥，其约占原油产量的0.15-1.0%左右，含油污泥中除了含油类物质外，还含大量的有毒有害物质，如果处理不当，则会对环境和人体健康造成危害。同时，含油污泥中的油类物质可以回收再利用，因此，探寻一种有效的处理方法显得尤为必要。低温热解技术的出现，给含油污泥处理提供了技术支撑。借此，下面就含油污泥低温热解处理与资源化回收利用展开分析探讨。

含油污泥是一种多组分混合而成的物质，包括水、TPH（石油类碳氢化合物）、固体颗粒物、重金属元素等，其常以油包水乳化物的形态存在，性质非常稳定。由于含油污泥当中所含的有毒物质浓度较高，若是处置不当，则会对环境造成危害。比如，含油污泥会破坏土壤的理化性质，进而导致土壤中的养分下降。含油污泥TPH中的多环芳烃，对包含人类在内的生物体具有遗传毒性，并且TPH能够在土壤当中不断迁移，当渗入到地下水后，便会随着地下水的流动，对水环境造成危害。含油污泥中大分子化合物的降解产物会在土壤表面滞留，若是出现降雨，在雨水冲刷的作用下，这些产物会流入附近的水体当中，进而引起水污染，淡水资源会随之减少。综上，含油污泥对环境的危害非常之大，因此，必须采取合理可行的方法，对其进行有效处理。

2.1低温热解的基本原理

低温热解归属于热处理的范畴，是一种回收型技术，可用于含油污泥处理。该技术的基本原理如下：改变含油污泥的形态，使之变为气固两种相态的物质，再对其中的气体进行冷凝分离后，使其转化成气液两种相态，最终含油污泥会被转化为气、液、固三种相态，这样便可对污泥中的水和TPH进行分离，进而达到处理和资源化回收利用的目的。实践表明，采用低温热解技术对含油污泥进行处理，效率非常高，且二次污染小，但该技术前期投入的成本较大，从而限制了推广应用。

2.2低温热解的处理过程

对含油污泥进行低温热解处理的具体过程如下：在50℃-180℃的条件下，对含油污泥进行干燥脱气，然后在180℃-370℃的条件下，对含油污泥中的轻质油进行挥发析出，在370℃-500℃的条件下，对含油污泥中的重质油进行热解析出，最后在600℃以上的条件下，完成矿物质分解。在低温热解反应时，加入适量的催化剂不但能够降低反应温度，而且还能提高油品回收率。

2.3资源回收率

在含油污泥低温热解处理中，资源回收率主要受反应温度、反应时间、催化剂加入量等因素的影响。业内人士通过低温热解技术对含油污泥进行处理后，对得到的油品进行分析发现，经热解处理回收的油品以柴油组分为主，热值相对较高，能够直接作为燃料油使用，但其品质要低于成品油。

2.4低温热解处理实例

为进一步验证低温热解技术在含油污泥处理与资源回收中的效果，以某油田的罐底油泥作为研究对象，通过实验的方法进行测试。为确保选取的试样具有代表性，分别从罐底不同的部位对含油污泥样品进行采集，共计采集三份试样，按照顺序进行编号。通过对三份试样的含油率、含水率以及固体颗粒物含量进行测定后发现，三者之间差异非常小，为简化实验过程，从而三份试样中选取一份进行低温热解实验。

2.4.1低温热解处理

在本次实验中，通过低温热解的方法，对采集到的含油污泥试样进行处理，首先，用电子秤准确称取200g的含油污泥样品，加入到热解反应器当中，同时向热解反应器内加入催化剂，通过搅拌的方式，使样品与催化剂均匀混合，随后，在向反应器通入氮气，时间控制在3min，并对反应器进行密封，经过密封之后的反应器能够确保整个低温热解过程在无氧的环境下完成;对反应器进行加热，达到预先设定好的温度之后，反应一定的时间，在反应结束后，对回收油量和剩余残渣的质量进行测定。

2.4.2影响低温热解反应的因素

（1）温度。采用低温热解技术对含油污泥进行处理时，温度不仅对整个反应过程具有直接影响，而且还与出油回收率有关。在本次实验中，热解反应持续时间为3h，当催化剂的投入量为2%时，分别选取三个温度作为热解反应的最终温度，即250℃、300℃和350℃，对这三个温度下，热解反应后的油品回收率及残渣进行观察，结果如图1所示。

从图1中能够清楚的看到，油品回收率随温度升高逐步增大，温度为250℃时，含油污泥经过热解反应后的油品回收率约为27.6%，当温度升高至300℃后，油品的回收率大幅度提升，达到54.0%，当温度从300℃增加至350℃时，油品的回收率小幅增长，达到58.1%。而残渣在热解温度升高后，显著减少，300℃时的残渣量与350℃时的残渣量所差不多，所以含油污泥低温热解处理的最佳反应温度为300-350℃之间。

（2）時间。在对含油污泥进行低温热解的过程中，热解反应时间对油品回收率具有一定的影响。将热解温度设定为350℃，投入2%的催化剂，不同反应时间下油品回收率如图2所示。

从图2中可以清楚的看到，反应时间为2h时，油品回收率为43.4%，当反应时间增加到3h后，油品的回收率大幅度提升，达到58.1%，反应时间增加至4h和5h后，油品回收率未发生过于明显的变化。由此可见，采用低温热解技术对含油污泥进行处理时，3h为最佳的热解反应时间。

（3）催化剂。在低温热解处理含油污泥的实验中，催化剂的用量，对油品回收率具有一定的影响。以350℃作为低温热解的反应温度，整个反应过程持续3h，观察催化剂投入量对油品回收率的影响。结果表明，当催化剂投入量为1.5%时，油品回收率为39.8%，增加到2%后，油品的回收率为58.1%，增加至2.5%，油品回收率为58.3%，可见2%为最佳的催化剂投入量。

2.4.3低温热解产物

含油污泥试样经过低温热解处理之后，得到油水混合物，对混合物进行油水分离后，得到热解油，与原油相比，热解油的密度和黏度都有所降低，且热解油中的胶质和沥青含量均为0。由此可见，含油污泥经低温热解处理后获得的油品，其质量要明显高于原油，具有较高的回收利用价值。除此之外，低温热解处理后剩余的残渣热值较高，介于烟煤和焦炭之间，这说明残渣也具有一定的回收利用价值，通过对残渣的回收利用，能够减少二次污染的产生。

综上所述，含油污泥如果处理不当，会对环境和人体健康造成一定的危害。为此，必须采取行之有效的方法，对含油污泥进行处理。低温热解作为一种回收型的处理技术，其在含油污泥处理中具有良好的应用效果，通过实验的方法，对低温热解在含油污泥处理中的效果进行验证，结果表明，当热解反应温度在300-350℃，反应时间在3h，催化剂投入量在2%时，可以达到理想的回收率。

[1]王茂鑫.溶剂/表面活性剂混合体系在含油污泥清洗中的应用[D].山东大学，2019.

[2]黄立信，刘楚晗，张尹，罗一菁，张忠智.生物表面活性剂在含油污泥资源化回收中的应用研究[J].化学与生物工程，2018（9）：89-92.

[3]高路军，芦程， 杨金惠，钱进， 梁昌晶.热洗+微生物+叠螺脱水技术在含油污泥处理中的应用研究[J].石油石化节能，2018（9）：105-017.

[4]林红，张斌，刘波，张旭辉，张云鹏.含油污泥无害化和资源化热解处理工艺研究[J].石油炼制与化工，2019（9）：112-114.

[5]王飞飞，杨鹏辉，鱼涛，杜明明，屈撑囤.含油污泥催化热解工艺的优化及热解产物分析[J].环境工程，2019（9）：98-100.