油泥处理技术研究新进展

油泥是炼化及油田企业在生产加工储运过程中产生的固体废弃物之一，油泥组成成分复杂，处理困难，其处理技 术的开发已成为近年来研究的重点。本文主要介绍了焦化技术、热解技术、溶剂萃取技术、油泥调质一机械脱水技术、超声波脱油技术、热水洗处理技术等几种处理工艺技术及研究应用情况，并对油泥处理技术研究提出了展望。

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。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，减少付出的巨额油泥处理费用。

一、国内外油泥资源化吃力的发展现状

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、德国、英国、日本等国家针对对油泥处理进行了大规模的技术研究和设备开发，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险和固体废物修正案上对炼厂油泥规定了特殊要求和提出了实用技术处理标准。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，国内外对油泥资源化处理回收石油技术进行了较多的探索和研究，并形成了一些较为成熟的技术和思路，资源化必将成为未来污泥处理的主流。现在国内外处理油泥的方法一般有：焦化技术、热解处理技术、溶剂萃取技术、油泥调质一机械脱水技术、超声波脱油技术、热水洗处理技术等。

1.1、焦化技术

油泥中由于含有一定数量的矿物油，其成分主要为烷烃、环烷烃、烯烃、芳香烃、胶质及沥青质等。焦化法技术处理油泥实质上是对重质油的深度热处理，是烃类的热转化过程，即重质油的高温热裂解和热缩合过程。在热转化过程中，重质油一般在370℃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490℃，氮气吹扫量为90mL·min－1 ，反应 时间为60min，升温速率为4℃·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＜0.3%，达到农用污泥排放标准，实现了达标排放和回收资源的目的。

1.2、热解处理技术

热解技术是一种改型的污泥处理方法，是当今国外普遍使用于油泥无害化处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裂解温度之间，此时烃类和大分子有机物将解吸，然后在闪蒸塔里，其中轻质烃和水通过蒸发冷凝的方式回收，重质烃类和无机物将以泥浆的形式，从分离塔中取出，并进行固、液重新分离，之后将重质烃类回收。因此，能较为有效的回收油泥里的石油资源，而且还不容易产生二次污染物，从而实现了油泥的资源化以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、低温度的还原环境中，因此，不易于二噁英等有有毒、有害物质生成，而且还有利于回收的石

油质量品质的提高，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℃，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。热解技术含量较高，虽然目前热解机理尚不是很明确，但是仍具有非常大的发展潜力。

1.3溶剂萃取技术

萃取是利用液体中各组分在溶剂中因溶解度的差异而分离液体混合物的方法。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－水－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＜0.3%，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，而且萃取剂一般价格昂贵，所以萃取技术成本高，还没有实际应用于炼厂油泥处理。故此项技术的发展关键是要开发出性价比高的萃取剂。

1.4油泥调质－机械脱水技术

油泥组成成分非常复杂，一般由油包水、水包油的乳状液以及悬浮的固体共同组成。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，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，并使粒子更分散，为油从固体颗粒表面脱附创造更好的条件。

1.5超声脱油技术

油泥超声脱油技术是利用超声波破坏油泥的结构，降低污泥中污油的黏度，减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面张力，利于污油剥离，但是剥离后的污油易乳化进入水中，不利于后期的气浮脱油。

1.6调剖技术

以油泥为基本原料，由于采出水中的油泥与地层有良好配伍性，采用化学的处理方法，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，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。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，而且能减少对周围环境造成严重污染，间接的产生经济效益。

1.7热水洗处理技术

热水洗处理技术是清洗油泥和回收石油的方法，这种方法被广泛用于含油量高，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—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，削弱了泥与油之二甲苯的质量含量较高，一般仅能控制在1000μg/g左右，较之液相法技术产品质量不高。干气制乙苯液相法技术由于采用原料液相进料，反应压力较高，原料稀乙烯进料压力需要升高至2.5～3.5MPa，消耗大量的能量；同时，液相法技术对原料稀乙烯中的杂质含量也有严格的要求。但是，液相法技术产品质量较之气相法技术更好，产品中二甲苯含量可以控制到100μg/g以下。

总之，干气制乙苯气相法技术和液相法技术优缺点鲜明。现阶段气相法技术已经取得了很好的工业应用效果，而液相法技术催化剂研究进展较快，但工业化进展不大。

4结语

干气制乙苯技术是石油资源高效利用技术的一个重要补充，与其它乙苯生产技术相比，其主要区别在于用稀乙烯替代纯乙烯生产乙苯。在一定程度上缓解国内乙烯资源的短缺现状，同时为干气的高效利用提供了新的途径，提高我国的乙苯生产技术水平和生产能力。目前，国内干气制乙苯技术主要有气相法技术和液相法技术两大类。气相法技术工艺较为成熟，已成功应用于工业装置；液相法技术产品品质更高，但尚未有工业装置报道。

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