油田含油廢棄物熱解吸一體化處理技術(shù)

朱 維，高金燕

（中國石化西北油田公司環(huán)境監(jiān)測站，新疆 輪臺 841600）

1 概述

油田含油廢棄物是油氣開發(fā)和儲運過程中產(chǎn)生的主要污染物之一，國家將其列為危險廢物屬HW（08項），《國家清潔生產(chǎn)促進法》和《固體廢物環(huán)境污染防治法》也要求必須進行無害化處理，地方政府也將其列為重點污染源監(jiān)控對象[1]。其主要由油類、水、有機物、膠質(zhì)瀝青以及懸浮固體雜質(zhì)等組成。當前，我國含油廢棄物呈現(xiàn)產(chǎn)生速度快、產(chǎn)量大的特點，已成為一種嚴重危害生態(tài)環(huán)境和人類健康的污染物。同時，由于受處理技術(shù)缺乏和處理難度較大的影響，含油污泥處理使企業(yè)面臨較大的成本壓力，已成為制約油氣田發(fā)展的重要因素[2]。

塔河油田含油廢棄物前期主要采取防滲儲存方式，2011年，油田采用了五項分離技術(shù)進行試驗和推廣應(yīng)用，取得了較好的效果，為了加快受浸泥土的處置工作，2016年，油田采用了熱解吸一體化技術(shù)進行先導試驗，經(jīng)過8個月的運行，該技術(shù)處理效果好，較大限度回收原油，自動化程度高，不產(chǎn)生二噁英，運行成本適中，適應(yīng)塔河油田含油廢棄物的處理，具有一定的環(huán)境、經(jīng)濟和經(jīng)濟效益。

2 含油廢棄物處理技術(shù)

含油廢棄物處理的最終目的是使廢棄物減量化、資源化、無害化。目前國內(nèi)外在含油廢棄物無害化與利用技術(shù)仍處于研究與試驗階段，一些油田都在開展含油廢棄物的無害化處理技術(shù)研究和試驗工作。常用的處理方法有：萃取法、分離法、生物處理法、焚燒法、調(diào)剖處理法、熱解吸法等（見表1）。

3 含油廢棄物來源和特性

塔河油田產(chǎn)生含油廢棄物每年約為4×104m3，產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)來自于廢液油泥、落地油泥、集輸系統(tǒng)油泥、修井油泥及污水處理系統(tǒng)底泥5個方面。主要組分是油類和泥土（見表2），重金屬含量較低，溫度在500℃左右，質(zhì)量變化較?。ㄒ妶D1）。隨著塔河油田的不斷開發(fā)，含油廢棄物產(chǎn)生量也隨之增加。

4 熱解吸一體化技術(shù)試驗研究

借鑒國內(nèi)外相關(guān)油田單位含有廢棄物處理經(jīng)驗，塔河油田已完成含油廢棄物處理工藝可行性研究并實施，采用熱解吸一體化處理技術(shù)。整套一體化流程中包括：預(yù)處理單元、熱解吸單元、水處理單元、尾氣處理單元組成。其中，預(yù)處理單元主要針對含油固體進行預(yù)處理；水處理單元主要針對熱解吸單元中產(chǎn)生的水進行處理；熱解吸單元主要針對含油固體進行處理；尾氣處理單元主要針對熱解吸單元產(chǎn)生的燃燒尾氣進行處理。

4.1 工藝流程

在本技術(shù)方案設(shè)計的一體化處理流程中，根據(jù)物料的種類不同設(shè)計的處理方式有所差異。總體的工藝流程見圖2。

4.2 預(yù)處理單元

含雜質(zhì)原油及含油固體首先被輸送至預(yù)處理單元進行處理。在預(yù)處理單元中，各物料的處理見圖3。

含油固體在篩分裝置內(nèi)被去除掉大塊固體，分離出的大塊固體進入大塊固體沖洗裝置使用清水進行高壓清洗，清洗后的水進入水處理單元進行處理，固體物進入固體儲存裝置。篩除大塊固體的剩余物質(zhì)進入預(yù)干化裝置內(nèi)進行干化處理，處理后產(chǎn)生的氣體進入氣體冷凝裝置，處理后的剩余物質(zhì)進入熱解吸單元。

表1 國內(nèi)外處理污油泥相關(guān)技術(shù)

表2 塔河油田含油廢棄物樣品組分含量

圖1 塔河油田含油廢棄物樣品熱重分析圖

4.3 熱解吸單元

在整個方案的工藝流程中，經(jīng)過預(yù)處理單元處理后的含油固體被輸送至熱解吸單元進行處理。在熱解吸單元中，各物料的處理見圖4。

熱解吸裝置通過氮氣的通入，使熱解腔內(nèi)處于無氧狀態(tài)。含油固體進入熱解吸裝置內(nèi)，進行熱解吸處理，處理后的油氣被抽吸至氣體冷凝單元進行冷凝，冷凝后的不凝氣被抽吸至氣液分離裝置內(nèi)進行后續(xù)處理，氣液分離裝置內(nèi)的不凝氣體進入氣體凈化裝置內(nèi)處理后返回燃燒器進行燃燒。

氣體冷凝裝置、氣液分離裝置產(chǎn)生的液體進入油水分離裝置進行油水分離，分離后的油被泵送至油品凈化裝置處理后進入油品儲存裝置；油水分離裝置產(chǎn)生的水進入水處理單元進行后續(xù)處理；油水分離裝置產(chǎn)生的底部固體進入板框壓濾機進行后續(xù)處理。熱解吸裝置內(nèi)產(chǎn)生的固體，被輸送出后經(jīng)過出料降溫處理后直接進入固體儲存裝置。熱解單元產(chǎn)生的尾氣被抽吸至尾氣處理單元進行后續(xù)處理。

圖2 熱解吸一體化工藝流程圖

圖3 預(yù)處理單元工藝流程圖

圖4 熱解吸單元工藝流程圖

4.4 水處理單元

在熱解吸單元需要使用噴淋冷取水約10～15m3/d水，水進行循環(huán)使用，多余的水進入儲存池，進入污水處理單元。

4.5 尾氣處理單元

系統(tǒng)內(nèi)熱解吸裝置及導熱油鍋爐燃燒產(chǎn)生的尾氣都需要進入尾氣處理單元進行尾氣的處理，尾氣處理單元的主要流程見圖5。

圖5 尾氣處理單元工藝流程圖

燃燒尾氣被引入空氣過濾裝置內(nèi)進行過濾處理；過濾后的氣體被引入吸附裝置內(nèi)進行吸附處理；最終吸附后的氣體經(jīng)過檢測合格后達標排放。

4.6 先導性試驗

2016年初開展含油廢棄物熱解吸一體化處理技術(shù)先導實驗，先導試驗處理規(guī)模為8t/h，設(shè)施于2016年4月開始現(xiàn)場設(shè)備安裝運行調(diào)試，于8月1～26日進行運行調(diào)試，實驗油泥為一號固廢液危廢池轉(zhuǎn)運含油廢棄物，實驗期間處理量約20000m3。

4.7 先導實驗效果

先導實驗裝置連續(xù)運行8個月，各單元設(shè)備運轉(zhuǎn)比較正常，各工序間銜接流暢，分離效果較好。累計處理油泥總量約24000t,分離原油約420t,原油回收率達到90%，處理后固體物中含油率小于0.3%，處理過程中的煙氣能滿足GB 16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》的各項指標要求。

5 固廢浸出液毒性分析

在含油廢棄物處理試驗中，分批次進行采樣檢測，通過HJ557-2010《固體廢物浸出液毒性浸出方法 水平振蕩法》，對處理后的固體物進行了浸出液檢測，檢測結(jié)果見表3（抽取6次檢測結(jié)果），石油類的檢測采用做浸出液和直接萃取法。

表3 處理后固體樣品浸出液毒性檢測結(jié)果（mg/L）

根據(jù)表3，處理后的含油廢棄物浸出液污染物指標能夠達到GB8978-1996《污水綜合排放標準》二級標準值和GB5085.3-2007《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》、GB5085.1-2007《危險廢物鑒別標準腐蝕性鑒別》的要求。由此可見，通過熱解吸一體化處理技術(shù)方法是可行的。

6 煙氣污染物排放檢測

根據(jù)煙氣排放口進行采樣檢測，其中顆粒物為4.12mg/m3,二氧化硫98.6mg/m3，排放濃度滿足GB 16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》。

7 環(huán)境、經(jīng)濟和技術(shù)評價

（1）環(huán)境評價。含油廢棄物處理是油田環(huán)境保護領(lǐng)域中的重要組成部分，熱解吸一體化處理技術(shù)建設(shè)過程中無“三廢”產(chǎn)生，不會影響當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，治理過程中，會有煙氣產(chǎn)生，但在設(shè)計中能得到控制和消除。通過該技術(shù)，消除含油廢棄物對區(qū)域環(huán)境所造成的污染，改善油田的環(huán)境質(zhì)量，緩解了塔河油田危廢環(huán)保壓力，對地方環(huán)保工作規(guī)范開展起到了非常好的示范作用。

（2）經(jīng)濟評價。含油廢棄物交給地方環(huán)保部門處置，填埋費用大約為1000元/t。采用熱解吸一體化處理技術(shù)，經(jīng)核算處理含有廢棄物的運行成本為479元/t（不包括水、電、氣費用）。處理每噸含油廢棄物能回收90%的原油，以目前的原油50美元/桶計算，每噸含油廢棄物能回收70kg原油，約175元/t。如果每年處理30000m3，交給地方處理，繳納的處置費為3000萬，采用此項技術(shù)處理，成本費用900萬，節(jié)約費用2100萬。

（3）技術(shù)評價。熱解吸一體化處理技術(shù)能有效處理含油廢棄物，該技術(shù)自動化程度高，運行可靠，設(shè)備可撬裝化，占地面積小，處理后的固體含油率、煙氣能達到相應(yīng)評價標準。

[1] 霍國棟，樊新斌，等.石油企業(yè)含油污泥合規(guī)處置分析與對策[J].油氣田環(huán)境保護，2015,25（5）：81-82.

[2] 王金利，李秀靈，等.含油污泥處理技術(shù)研究進展[J].能源化工，2015,36（5）:71-72.