含油污泥低溫?zé)峤馓幚砼c資源化回收利用分析

戴書劍 廖長君 梁家宇

在對(duì)含油污泥進(jìn)行處理的過程中，可以采用低溫?zé)峤饧夹g(shù)。基于此點(diǎn)，文章從含油污泥的危害分析入手，論述了含油污泥低溫?zé)峤馓幚砼c資源化回收利用。期望通過本文的研究能夠?qū)臀勰嗵幚硭降奶嵘兴鶐椭?/p>

含油污泥;低熱熱解;資源化回收

近年來，國家對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的扶持力度不斷加大，雖然這在一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但各種資源和能源的消耗量卻隨之激增，其中石油用量的增長幅度最為明顯。為滿足各行各業(yè)對(duì)石油的需求，原油的開采和加工量顯著增大。在原油開發(fā)和加工時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的油泥，其約占原油產(chǎn)量的0.15-1.0%左右，含油污泥中除了含油類物質(zhì)外，還含大量的有毒有害物質(zhì)，如果處理不當(dāng)，則會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。同時(shí)，含油污泥中的油類物質(zhì)可以回收再利用，因此，探尋一種有效的處理方法顯得尤為必要。低溫?zé)峤饧夹g(shù)的出現(xiàn)，給含油污泥處理提供了技術(shù)支撐。借此，下面就含油污泥低溫?zé)峤馓幚砼c資源化回收利用展開分析探討。

含油污泥是一種多組分混合而成的物質(zhì)，包括水、TPH（石油類碳?xì)浠衔铮⒐腆w顆粒物、重金屬元素等，其常以油包水乳化物的形態(tài)存在，性質(zhì)非常穩(wěn)定。由于含油污泥當(dāng)中所含的有毒物質(zhì)濃度較高，若是處置不當(dāng)，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。比如，含油污泥會(huì)破壞土壤的理化性質(zhì)，進(jìn)而導(dǎo)致土壤中的養(yǎng)分下降。含油污泥TPH中的多環(huán)芳烴，對(duì)包含人類在內(nèi)的生物體具有遺傳毒性，并且TPH能夠在土壤當(dāng)中不斷遷移，當(dāng)滲入到地下水后，便會(huì)隨著地下水的流動(dòng)，對(duì)水環(huán)境造成危害。含油污泥中大分子化合物的降解產(chǎn)物會(huì)在土壤表面滯留，若是出現(xiàn)降雨，在雨水沖刷的作用下，這些產(chǎn)物會(huì)流入附近的水體當(dāng)中，進(jìn)而引起水污染，淡水資源會(huì)隨之減少。綜上，含油污泥對(duì)環(huán)境的危害非常之大，因此，必須采取合理可行的方法，對(duì)其進(jìn)行有效處理。

2.1低溫?zé)峤獾幕驹?/p>

低溫?zé)峤鈿w屬于熱處理的范疇，是一種回收型技術(shù)，可用于含油污泥處理。該技術(shù)的基本原理如下：改變含油污泥的形態(tài)，使之變?yōu)闅夤虄煞N相態(tài)的物質(zhì)，再對(duì)其中的氣體進(jìn)行冷凝分離后，使其轉(zhuǎn)化成氣液兩種相態(tài)，最終含油污泥會(huì)被轉(zhuǎn)化為氣、液、固三種相態(tài)，這樣便可對(duì)污泥中的水和TPH進(jìn)行分離，進(jìn)而達(dá)到處理和資源化回收利用的目的。實(shí)踐表明，采用低溫?zé)峤饧夹g(shù)對(duì)含油污泥進(jìn)行處理，效率非常高，且二次污染小，但該技術(shù)前期投入的成本較大，從而限制了推廣應(yīng)用。

2.2低溫?zé)峤獾奶幚磉^程

對(duì)含油污泥進(jìn)行低溫?zé)峤馓幚淼木唧w過程如下：在50℃-180℃的條件下，對(duì)含油污泥進(jìn)行干燥脫氣，然后在180℃-370℃的條件下，對(duì)含油污泥中的輕質(zhì)油進(jìn)行揮發(fā)析出，在370℃-500℃的條件下，對(duì)含油污泥中的重質(zhì)油進(jìn)行熱解析出，最后在600℃以上的條件下，完成礦物質(zhì)分解。在低溫?zé)峤夥磻?yīng)時(shí)，加入適量的催化劑不但能夠降低反應(yīng)溫度，而且還能提高油品回收率。

2.3資源回收率

在含油污泥低溫?zé)峤馓幚碇?，資源回收率主要受反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、催化劑加入量等因素的影響。業(yè)內(nèi)人士通過低溫?zé)峤饧夹g(shù)對(duì)含油污泥進(jìn)行處理后，對(duì)得到的油品進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)熱解處理回收的油品以柴油組分為主，熱值相對(duì)較高，能夠直接作為燃料油使用，但其品質(zhì)要低于成品油。

2.4低溫?zé)峤馓幚韺?shí)例

為進(jìn)一步驗(yàn)證低溫?zé)峤饧夹g(shù)在含油污泥處理與資源回收中的效果，以某油田的罐底油泥作為研究對(duì)象，通過實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行測試。為確保選取的試樣具有代表性，分別從罐底不同的部位對(duì)含油污泥樣品進(jìn)行采集，共計(jì)采集三份試樣，按照順序進(jìn)行編號(hào)。通過對(duì)三份試樣的含油率、含水率以及固體顆粒物含量進(jìn)行測定后發(fā)現(xiàn)，三者之間差異非常小，為簡化實(shí)驗(yàn)過程，從而三份試樣中選取一份進(jìn)行低溫?zé)峤鈱?shí)驗(yàn)。

2.4.1低溫?zé)峤馓幚?/p>

在本次實(shí)驗(yàn)中，通過低溫?zé)峤獾姆椒ǎ瑢?duì)采集到的含油污泥試樣進(jìn)行處理，首先，用電子秤準(zhǔn)確稱取200g的含油污泥樣品，加入到熱解反應(yīng)器當(dāng)中，同時(shí)向熱解反應(yīng)器內(nèi)加入催化劑，通過攪拌的方式，使樣品與催化劑均勻混合，隨后，在向反應(yīng)器通入氮?dú)?，時(shí)間控制在3min，并對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行密封，經(jīng)過密封之后的反應(yīng)器能夠確保整個(gè)低溫?zé)峤膺^程在無氧的環(huán)境下完成;對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行加熱，達(dá)到預(yù)先設(shè)定好的溫度之后，反應(yīng)一定的時(shí)間，在反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)回收油量和剩余殘?jiān)馁|(zhì)量進(jìn)行測定。

2.4.2影響低溫?zé)峤夥磻?yīng)的因素

（1）溫度。采用低溫?zé)峤饧夹g(shù)對(duì)含油污泥進(jìn)行處理時(shí)，溫度不僅對(duì)整個(gè)反應(yīng)過程具有直接影響，而且還與出油回收率有關(guān)。在本次實(shí)驗(yàn)中，熱解反應(yīng)持續(xù)時(shí)間為3h，當(dāng)催化劑的投入量為2%時(shí)，分別選取三個(gè)溫度作為熱解反應(yīng)的最終溫度，即250℃、300℃和350℃，對(duì)這三個(gè)溫度下，熱解反應(yīng)后的油品回收率及殘?jiān)M(jìn)行觀察，結(jié)果如圖1所示。

從圖1中能夠清楚的看到，油品回收率隨溫度升高逐步增大，溫度為250℃時(shí)，含油污泥經(jīng)過熱解反應(yīng)后的油品回收率約為27.6%，當(dāng)溫度升高至300℃后，油品的回收率大幅度提升，達(dá)到54.0%，當(dāng)溫度從300℃增加至350℃時(shí)，油品的回收率小幅增長，達(dá)到58.1%。而殘?jiān)跓峤鉁囟壬吆?，顯著減少，300℃時(shí)的殘?jiān)颗c350℃時(shí)的殘?jiān)克畈欢?，所以含油污泥低溫?zé)峤馓幚淼淖罴逊磻?yīng)溫度為300-350℃之間。

（2）時(shí)間。在對(duì)含油污泥進(jìn)行低溫?zé)峤獾倪^程中，熱解反應(yīng)時(shí)間對(duì)油品回收率具有一定的影響。將熱解溫度設(shè)定為350℃，投入2%的催化劑，不同反應(yīng)時(shí)間下油品回收率如圖2所示。

從圖2中可以清楚的看到，反應(yīng)時(shí)間為2h時(shí)，油品回收率為43.4%，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間增加到3h后，油品的回收率大幅度提升，達(dá)到58.1%，反應(yīng)時(shí)間增加至4h和5h后，油品回收率未發(fā)生過于明顯的變化。由此可見，采用低溫?zé)峤饧夹g(shù)對(duì)含油污泥進(jìn)行處理時(shí)，3h為最佳的熱解反應(yīng)時(shí)間。

（3）催化劑。在低溫?zé)峤馓幚砗臀勰嗟膶?shí)驗(yàn)中，催化劑的用量，對(duì)油品回收率具有一定的影響。以350℃作為低溫?zé)峤獾姆磻?yīng)溫度，整個(gè)反應(yīng)過程持續(xù)3h，觀察催化劑投入量對(duì)油品回收率的影響。結(jié)果表明，當(dāng)催化劑投入量為1.5%時(shí)，油品回收率為39.8%，增加到2%后，油品的回收率為58.1%，增加至2.5%，油品回收率為58.3%，可見2%為最佳的催化劑投入量。

2.4.3低溫?zé)峤猱a(chǎn)物

含油污泥試樣經(jīng)過低溫?zé)峤馓幚碇?，得到油水混合物，?duì)混合物進(jìn)行油水分離后，得到熱解油，與原油相比，熱解油的密度和黏度都有所降低，且熱解油中的膠質(zhì)和瀝青含量均為0。由此可見，含油污泥經(jīng)低溫?zé)峤馓幚砗螳@得的油品，其質(zhì)量要明顯高于原油，具有較高的回收利用價(jià)值。除此之外，低溫?zé)峤馓幚砗笫Ｓ嗟臍堅(jiān)鼰嶂递^高，介于煙煤和焦炭之間，這說明殘?jiān)簿哂幸欢ǖ幕厥绽脙r(jià)值，通過對(duì)殘?jiān)幕厥绽?，能夠減少二次污染的產(chǎn)生。

綜上所述，含油污泥如果處理不當(dāng)，會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康造成一定的危害。為此，必須采取行之有效的方法，對(duì)含油污泥進(jìn)行處理。低溫?zé)峤庾鳛橐环N回收型的處理技術(shù)，其在含油污泥處理中具有良好的應(yīng)用效果，通過實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)低溫?zé)峤庠诤臀勰嗵幚碇械男ЧM(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明，當(dāng)熱解反應(yīng)溫度在300-350℃，反應(yīng)時(shí)間在3h，催化劑投入量在2%時(shí)，可以達(dá)到理想的回收率。

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