含油污泥处理技术及其在工程中的应用

发表时间:2020/7/23   来源:《科学与技术》2020年第6期   作者:张秀华
[导读] 在原油开采过程、集输、加工过程中,无法避免会发生原油或成品油进入周边泥土中的现象

         摘要:在原油开采过程、集输、加工过程中,无法避免会发生原油或成品油进入周边泥土中的现象,造成周边环境的污染,是目前油田面临的重要环保问题。为了对含油污泥进行处理,解决环境污染问题,需要对含油污泥进行无害化处理,处理过程比较复杂。文章通过对含油污泥来源进行分析,并结合处理的相关标准介绍了主要的技术手段,同时结合具体的工程应用过程对主要的处理技术进行了详细介绍,对处理技术的应用前景及价值进行论述,为油田进行类似处理提供参考。

         关键词:含油污泥;无害化处理;工程应用
1、含油污泥处理技术概述
1.1含油污泥来源及主要特性
         按照污泥中油的来源可将含油污泥分为油田、炼化含油污泥。油田含油污泥主要是在钻井、修井过程以及原油输送过程形成的。国内不同油田所形成的含油污泥的特征有较大区别,但是同时又存在共同特征,比如含油量高、含水率低以及成分复杂等。而炼化含油污泥主要是由于油品接转过程、储存过程以及管线泄漏形成的罐底油泥、含油污水处理过程形成的油泥、隔油池底部油泥等形式。其中储罐罐底形成的油泥体积可以达到储罐总容量的0.3%,这些油泥本身成分复杂,含油率高并且含有各类金属物质以及泥沙。而来自含油污水处理过程形成的含油泥沙可以达到原油总加工量的0.35%。由于在进行污水处理过程添加大量化学药剂,使得这部分含油污泥处理过程十分复杂。在进行含油污泥的处理过程主要存在如下难点:成分复杂、处理难度大、有异味同时可能存在易燃易爆成分[1]。
1.2含油污泥处理国家及地方标准
         我国2016年修订的《国家危险废物名录》中已经将含油污泥规定为危险废物,因此对于危险废物的一系列标准规定同样适用于含油污泥的处理过程。在《农用污泥中污染物控制标准》中对于食用类作物农业用地的土壤中含有的油量进行了固定,其值不得超过,而对于种植类型为非食用型植物的耕地,土壤中含油量不得查过。在《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准》中,对第一类用地的土壤中含石油烃类的浓度值规定为以下,当含量达到时将对区域实行管制;同时规定第二类用地的土壤中含石油烃类的浓度值不能超过,浓度达到时需要对区域实行管制。而行业标准《陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术要求》对生产过程产生的含油污泥处理后浓度进行了规定,规定石油烃类物质含量须小于总处理后固态物质的2%,同时规定对产生废物的作业工序必须设定在作业区范围内,不得造成外围土壤污染。针对含油污泥的处理,很多地方同样出台了相关的地方标准。
2、含油污泥处理技术应用现状
2.1油田含油污泥处理技术应用情况
         现在,我国主要的油田针对含油污泥的处理技术有两种,分别是热洗和热解。而其中热洗技术是目前应用最多的处理工艺,经过热洗处理的含油污泥结合三相分离技术进行分离之后,形成的最终污泥中的石油烃类物质含量降低到不足2%,同时可以达到含水率在区间内。经过热洗以及三相分离技术之后的污泥最后需要进行晾晒,以达到含水率再次降低。而在工业中采用的热洗技术还可以分为不同的细化分类,比如热化学清洗、超声波热清洗等方式。而在所有的热清洗技术中,目前以生物制剂清洗以及不加药清洗最为具有代表性,由于此两类热清洗技术不添加化学药物,对于污泥的处理更符合环保要求,同时成本更低,是今后热清洗技术主流的发展方向。我国某大型油田已经开发出处理效果十分明显的生物制剂热清洗技术,经过处理之后的含油污泥可以实现含油量在1%以下的效果,并且所使用的处理技术成本低廉。目前该项技术已经在我国主要的大型油田得到了广泛应用,得到了各大油田的一致认可[2]。


         油田使用的另外一种主要的含油污泥处理技术为热解技术,此项技术对于处理含水率低的含油污泥具有非常好的效果,可以实现处理后的含油污泥中油含量低于0.3%,实现了处理后的污泥完全无害化,同时在处理过程中对其中的部分原油实现回收,目前国际上对于固体废物的处理大都采用热解技术进行。而热解技术按照实现的热解程度的不同可以分为热解析以及热裂解两种技术类型。其中热解析是一种在无氧环境中对含油污泥进行加热,直到温度达到石油烃类物质的蒸馏点,使得污泥中含有的石油烃类物质形成气态形式,而其它物质仍为固态物质,因此形成分离,经过蒸馏分离之后的石油烃类物质再次经过冷却之后回收。另外一种热裂解技术同样是在高温下实现的,在高温下污泥中含有的大分子石油烃类物质最终分解形成小分子烃类物质以及焦炭。现在对于热裂解技术需要的核心设备的开发以及降成本是需要进一步完善的关键点。含油污泥的热解技术同样在国内各大油田取得了很好的应用效果。
2.2国内炼厂含油污泥处理技术应用情况
          目前国内主要的炼化企业对含油污泥的处理所采用的技术大多以“浓缩+机械脱水”方式为主,经过处理之后的污泥直接填埋处理或者继续外委处理的方式。而随着技术的不断成熟,含油污泥的深度处理技术逐渐得到了应用。另外采用焚烧技术进行含油污泥的处理同样取得了良好的效果,此项技术在处理过程中可以对形成的大量热能进行回收,同时实现了含油量大幅减小。在采用焚烧技术处理含油污泥方面,国内的四川石化以及华北石化公司取得了十分明显的应用效果,其采用的是回转窑污泥焚烧技术,可以实现污泥的无害化处理。另外还有多种技术应用于炼化含油污泥的处理,比如萃取技术、焦化技术以及热干化技术等。其中热干化技术具有很大的技术优势,如空间占用小、成本低、维护费用低等,使得该项技术成为许多炼化企业的首选方案。热干化技术可以将含油污泥中水分含量由降至甚至更低,同时可以实现对污泥的去除率达到70%以上。经过热干化工艺处理之后的污泥储存、运输方便,但是该项工艺对于污泥含油率具有一定的要求,需要保证进料污泥含油率低于10%[3]。
          目前,热干化技术已经被大量应用,其中大庆石化使用的卧式真空圆盘热干化技术、抚顺石化采用的伞式热干化技术以及新疆神华集团采用的薄层热干化技术均取得了良好的应用效果。
3、含油污泥处理技术未来发展方向
         在对油田产生的含油污泥的处理过程中,对于含水率以及含油率均很高的污泥其处理技术可以采用热水洗处理工艺,同时处理之后进行晾晒降低水分含量同时伴随使用热解处理技术;而对于含水率低、含油率高的污泥在处理时可以单独使用热解处理技术;对于大面积污染含油率低的污泥治理,可以采用生态治理的技术手段。
         针对炼化企业产生的高含水污泥,由于其产生的量较大,因此需要优先使用脱水工艺进行处理。当前主要的技术为机械脱水结合热干化以及焚烧技术。对于炼化企业形成的含油污泥处理主要遵循如下原则:对于不同生产过程产生的性质不同的污泥采用不同的处理工艺,对于浮渣底泥的处理可以通过预处理技术对原油进行回收,将其含油率降低后采用机械脱水方式进行处理。通过对污泥源头进行减量化处理以及质量调节技术的研究,提升污泥治理技术;采用离心分离技术实现污泥含水率降低;对现在使用的热干化处理技术以及设备进行改造,从而使其能够对炼化产生的污泥进行高效处理,提升热解技术进行污泥脱水过程开展的经济性研究。

参考文献
[1] 黄玲, 高蕊, 党博, 等. 油田含油污泥产生途径及处理方法[J].油气田地面工程, 2010, 29(2): 75-76.
[2] 商雪娇, 李思, 张金辉. 生物法处理含油污泥的研究进展[J].当代化工, 2014, 43(4): 622-624.
[3] 任鹏, 李照林, 杨虎, 等. 微生物处理含油污泥工艺研究[J]. 油气田环境保护, 2017, 27(4): 15-17.
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