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油泥处理工艺现状
摘要:介绍了油泥的基本性质及特征,其严重的污染性引出油泥治理的必要性。阐述了国
内外一些油泥处理工艺并分析了油泥处理过程中存在的一些问题。面对我国油泥处理工艺的
发展趋势,油泥处理工艺一定会投资越来越少,效果越来越好,产生更好的经济效益和环境
效益。随着我国经济的迅速发展,各行各业对于能源的需求如日增加,作为我国主要能源的
石油因此进入大发展时期。然而,在石油的开发、储存、运输及使用过程中,由于第三方原
因、自然灾害等因素,原油出现跑冒滴漏的情况,大量油品与土壤等其他杂志形成油泥。油
泥中含有水、无机物以及大量油品,会对环境造成严重破换。本文对目前国内外含油污泥处
在石油开采、储存及生产加工过程中会产生大量的废弃油泥,这些油泥体积庞大,不仅
含有石油资源,而且还含大量的放射性元素、二噁英、病原菌等难以降解的有毒有害物质[1]。
因此从经济环保的角度出发,油泥的资源化、无害化处理是十分必要和迫切的。随着石油资
源供给的日益紧张及环保法规的进一步完善,油泥的减量化、无害化、资源化、清洁化技术
将成为其发展的必然趋势。研发经济、环保、实用的处理方法和装置,对其进行有效收集和
资源化处理,不仅可以回收大量的石油资源,创造一定的经济效益,而且能有效保护环境,
据不完全统计,我国至“十五”末总的石油储存量达到6000X104t,油泥产生量达(10
〜44)X104t/a。这些污泥如果得不到妥善处置,随意排放将会给环境和人们生活造成极大伤
害。因此,开展含油污泥的无害化处理研究,既可实施油泥砂资源化利用,同时也符合国家
面溢出油包括原油、成品油如汽车油、煤油等。油气田产生地面溢油的环节很多,
输过程中,也会有石油泄露到地上或由于运输过程中出现事故也会导致石油泄露,
质层,这些胶状物职称大概有石油储量的1%-2%,而且,加之时间长,混合各种
物质,容易有有害气体产生,切沉积物中含油量很高,是比较严重的油品污染,即
底泥、浮选池浮渣、剩余活性污泥。炼油厂含油污泥的性质复杂,处理非常难,技
中的油品随雨水进入自然水体中,造成水体污染,水体渗入的土壤继续被污染,破
国外对油泥处理的环保要求已有较为完善的法规,自20世纪90年代始,美国、
并制订了严格的法规,如1990年1月,美国环保局就在资源保护和回收法令及危
[2]。而我国石油化工行业对油泥处理技术比西方发达国家起步相对较晚、发展
也较缓慢,因此,我国对油泥处理与世界先进技术水平存在着不小的差距。目前,
质油一般在370°C左右开始裂解,同时缩合反应随裂化深度的增加而加快。周建
军等[3]对大港油田联合站一次沉降罐的油泥利用焦化法技术进行了研究,其选
取活性白土作为焦化处理催化剂,在反应温度为490C,氮气吹扫量为90mL•min—
1,反应时间为60min,升温速率为4C・min—1的反应条件下,油泥反应转化率〉
99.9%,液相油品收率〉80%,经焦化处理后的废渣含油率V0.3%,达到农用污泥
理的一种新型的技术方法。油泥在无氧的条件下,被加热到水的沸点与烃类物质的
及废弃物的循环利用;此外,由于油泥的热解技术的温度处于中、低温度的还原环
质量品质的提高,也有利于重金属等物质的稳定化作用。刘建国等[4]通 过在加
热过程中分析质量损失,热解气体成分的变化,研究总结了热解罐底油泥 的热解
特征,全翠等[5]应用热天平和管式热解炉对油泥的热解行为进行实验 研究,探
讨了不同升温速率对油泥热解的影响和不同热解终温对油泥各热解产物 分布的影
响,得出来了油泥热解的动力学参数,油泥的最宜热解终温为550 °C, 此时热解油
产率达40.36%,所得热解油的化学组成与柴油相似,可以回收利用。 热解技术含
油泥主要是油、水和泥组成的充分乳化的混合物。萃取技术是利用“相似相 溶”原
理,选择一种合适的有机溶剂作萃取剂,在与油泥充分混和,发生相间传 质后,
就可以将油从水中萃取到萃取剂中。然后,萃取相与萃余相因密度差而彼 此分层,
从而实现油一水一泥三相的分离,并将油泥中的原油回收利用的方法。 许修强等
[6]采用120 号溶剂油处理油砂可使油提取率达95%以上,而且回收的 溶剂油可
循环重复利用。申明乐等】7]用溶剂的方法提取含油泥砂中的原油工 艺进行了研
究,在对原油组分石蜡、胶质、沥青质处理时,先将氯仿与含油泥砂 混合,在提
取器高压作用下挤出大部分原油,再连续通氯仿与含油泥砂加压洗提, 可使泥砂
中含油量V0. 3%,符合直接排放的要求。目前,萃取技术处理油泥还 在试验开发
阶段。萃取技术的优点是普适性强,可应用于不同类型的油泥,处理 油泥较彻底,
能够将大部分石油类物质提取回收,并且分离后的油中泥土含量低, 品质较好,
对后续加工处理比较容易。但是在处理过程中有一定的损失,而且萃 取剂一般价
组成。由于油泥颗粒表面吸附同种电荷,相互之间排斥,加之充分乳化,极难 脱
稳,使得水、油、泥渣分离比较困难。要通过调质一机械脱水使油泥实现油一 水
一固的三相分离,关键是使其中粘度大的吸附油解吸和破乳。需要加入调质剂, 使
原油与固体颗粒分离、油滴聚合、原加入的化学药剂随固体杂质沉降,实现水、 油、
渣三相的完全分离。在国内炼厂油泥调制系统中,普遍采用的絮凝剂包括高 分子
无机絮凝剂如聚合硫酸铁,聚合氯化铝等,以及高分子有机絮凝剂如高聚合 度的
阴离子、阳离子、非离子聚丙烯酰胺等长链大分子[8],但大多数企业在 机械脱
水前使用阳离子有机絮凝剂或有机絮凝剂和石灰联用,以提高絮凝、脱水 效果,
淘汰以往使用单一无机絮凝剂。为促使油从固体粒子表面分离,可以 加入合适的
电解质可增加系统的电荷密度,使它们取代油组分优先吸附在粒子表 面,并使粒
小污油与泥土的黏附作用,最终实现破乳,从而将污油、水和泥土彻底分离。 该
技术主要利用了超声波的机械振动、微扰、声空化等作用,具有处理时间短, 操
作简单的优点,在油泥处理方面具有较大的应用潜力。王新强等[9]针对目 前油
泥处理中存在的问题,提出了超声处理油泥的新方法,得出了超声空化状态 对油
泥的除油效果具有很大的影响,其中最佳除油的空化状态为弱空化状态在最 佳的
超声处理油泥,可使除油率达到90% 以上。杨继生等[10]研究了探讨超 声波技
术清洗含油泥砂,并采用超声波的空化作用加上表面活性剂的洗涤作用, 显著地
提高了油泥砂的脱油率。徐宁等[11]采用槽式超声清洗器辐照油泥,辅 以气浮
浮选以脱除污油,经超声底部向上辐照脱油效果优于未经超声辐照的对照 组,而
且超声底部辐照方式脱油效果优于超声侧面辐照,若加入硅酸钠可降低污 油的表
理方法,加入适量的化学添加剂,不仅能悬浮其中的固体颗粒、延长悬浮的时 间
及增加注入的深度,而且还有效地提高封堵的强度,并使油组分分散均匀,形 成
稳定、均一的乳化液。由油泥与化学药剂调配而成悬浮乳化液调剖剂,使用于 油
田中的注水井的调剖,使其在地层中到达一定的深度后,受到地层水的冲释以 及
地层中岩石的吸附等作用,悬浮的乳化体系将会被分解,使泥质中蜡质、沥青 质
和胶质将被吸附,此外,通过它们之间的黏联聚集,从而形成粒径较大的团粒 结
构体系,并沉降于大的孔道中,使得大孔道的通径减小,堵住高渗透压地带, 将
增大注入的水渗流的阻力[12],迫使注入的水改变原来的渗流方向,从而提 高
了其注入的水波和体积,通过优化施工的工艺,可使油泥只堵住其高渗透的地 带,
而且不会污染中、低渗透地带[8]。其他的化学调剖剂与该油泥调剖剂相 比,该
技术法具有抗盐、抗剪切、抗高温、无风险注入和性能优异等特点,便于 大剂量
调剖挤注,不受温度、矿化度的影响,有效期长,而且可广泛用于注水井 的调水
增油挖潜。油泥调剖技术的应用,不仅能把油泥回收利用,取得了较好的 效果,
高,低乳化原油和油砂。热水洗处理技术主要是通过物理的方法,将油泥加入至 热
水中,并添加一些化学助剂,如加入表面活性剂等,降低油与泥之间的附着力, 使
油从固相表面脱附或聚集分离的污泥除油。通过对油泥进行洗涤,并附加搅拌 或
气浮等工艺设备,来实现油、泥、水三相分离,还可以将洗涤后所回收的溶液 补
加水和少量新鲜试剂,这样就可以多次循环的使用洗涤液,节约资源,并降低 后
序污水处理的费用。目前,热水洗处理技术有很多机理可以解释其去除油污的 原
理,主要包括卷起,润湿和増溶一乳化。对于卷起的机理是水在油和泥表面的 渗
入,将会产生溶胀现象,削弱了泥与油之间的作用力,然后在机械搅拌的作用 下,
在油和泥接触的边沿处,油垢就会逐渐卷起,产生新的润湿和溶胀作用,最 终油
垢会从污泥表面彻底卷起,尽而从污泥表面脱落,进入水中; 对于润湿机理 是吸附
层中表面活性剂的亲水基向外伸入水中,所以油和泥表面都有了亲水性, 这样水
分子容易与之靠近,使得油表面和污泥表面很快被水润湿; 对于其他机理 像增溶—
乳化的机理也在洗涤过程中也起了重要的作用。如果从表面张力的 角度来分析洗
涤过程,那么洗涤作用与表面活性剂能降低表面张力密切相关。该 处理技术是美
同时,也要吸收并消化国外的一些先处理技术,从而实现油泥的无害化和资源化,
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于处理落地油泥,由于该技术处理油泥的效果比较优良,而且处理的费用也相对 不
高,但是其在处理过程中容易产生含油废水等二次污染物,因此,需要配备含 油
大都是水、泥、油以及其他杂志等的混合物,处理比较困难。处理油泥的装置、 技
术、设备等都要求比较高,技术高,设备复杂、装置先进,无形中增加了油泥 处
理的难度和成本,且油泥对环境污染的影响比较巨大,因此油泥的处理非常重 要。
那么如此高成本高难度的处理,肯定会影响油泥处理,因此,为了使油泥处 理取
得更好的经济效益,为了保持我国环境,必须进一步研究开发高效的油泥处 理新
技术和简易工艺装置。就目前而言,我国处理油泥的方式有很多种,但是再 处理
过程中或多或少的会有二次污染产生,或高成本,而且,处理油泥过程中, 会产
生大量的污水,而且污水中会有比较多的有害化学物质,这些污水的处理比 较负
责麻烦。油泥处理方法各有其优缺点,也有各自的使用范围,但是,还没有 一种
处理方法能达到既经济、高效又能处理所有类型油泥的目的。随着环保法规 的日
益严格和完善,随着石油资源的日益短缺,油泥的减量化、无害化、资源化、 清
国,但是各种生产条件和科技水平相对较落后,污染控制技术是较为薄弱。随着 社
会经济的发展,能源消耗越来越多,特别是石油资源,而在石油开采、生产中 带
来的环境污染凸显出来,因此,今后油泥处理技术的重点将是沿着高效、环保 的
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