翟海鸥 邵立丰
中海石油环保服务(天津)有限公司 天津市 300458
摘要:在原油开采、集输和加工过程中,原油或成品油进入周围土壤的现象不可避免,造成周围环境的污染,是油田面临的一个重要环保问题。为了处理含油污泥,解决环境污染问题,必须对含油污泥进行无害化处理,处理过程复杂。分析了含油污泥的来源,结合处理的相关标准介绍了主要技术手段,结合具体的工程应用过程,详细介绍了主要处理技术,探讨了处理技术的应用前景和价值,为油田类似处理提供参考。
关键词:含油污泥;无害化处理;工程应用
引言:
含油泥主要由原油开采、油田集输、炼制及含油污水处理过程产生。我国每年新增含油污泥产量是巨大的,而且这一数字还在不断增加。一般污泥含油量在10%~50%左右,含有多种污染物,若不对其进行有效处理,不仅会造成资源浪费,还会严重污染环境,甚至危害人体健康,是石化工业的主要污染物之一。
1含油污泥处理技术概述
1.1含油污泥来源及主要特性
根据油源的不同,污泥可分为油田油泥、炼油油泥。油气田中含油污泥主要是通过钻井、修井和输送原油形成的。我国各油田形成的含油污泥具有很大的差异,但同时也具有普遍的特点,如含油率高、含水低、组成复杂等。但由于接油过程、储油过程及管道泄漏所产生的罐底油泥、含油污水处理过程产生的油泥、隔油池底油泥等形式,使含油污泥的炼制过程更加复杂。在这种情况下,储罐底部形成的油泥体积可以达到储罐总容积的0.3%,这些油泥本身成分复杂,含油率高,含有各种金属物质和泥沙。从含油污水处理过程中产生的含油泥沙可达原油加工总量的0.35%。污水处理过程中添加了大量的化学物质,使含油污泥的处理过程变得非常复杂。含油污泥处理工艺中主要存在以下难点:组分复杂,处理难度大,有异味同时可能存在易燃易爆组分。
1.2含油污泥处理国家及地方标准
目前,含油污泥已在2016年我国修订的《国家危险废物名录》中被列为危险废物,一系列关于危险废物的标准规定也同样适用于含油污泥的处理。GB4284-2018《农业污泥污染物控制标准》对食用作物农田土壤含油量作了规定,规定值不超过500 mg/kg,而对种植类型为非食用作物的农田土壤含油量不能超过300 mg/kg。根据GB 36600-2018《建设用地土壤环境质量风险控制标准》,对于第一类用地,其含油烃的浓度应控制在826 mg/kg以下,当含油烃的浓度达到5000 mg/kg时应进行区域控制;而对于第二类用地,其含油烃的浓度不得超过4500 mg/kg,当含油烃的浓度达到5000 mg/kg时应进行区域控制。工业标准SY/T 7301《陆上石油天然气开采含油污泥综合利用及污染控制技术要求》规定了生产过程中产生的含油污泥处理后的浓度,规定处理后的含油烃物质含量应小于处理后总固体物质含量的2%,同时还规定了产生废物的作业工序必须设置在作业区域内,不能造成外围土壤污染。对于含油污泥的处理,许多地方也都出台了相应的地方标准。
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
目前,国内主要油田对含油污泥采用了两种处理方法,即热洗法和热解法。热洗法是目前应用最为广泛的一种油泥处理工艺,通过热洗法与三相分离法相结合,将油泥中的石油烃含量降至2%以下,同时达到含水率在60%-70%之间的效果。经热洗法和三相分离法处理后的污泥需要最终完成晾晒,达到再次降低含水量的目的。而且工业上所使用的热丝洗涤技术也可分为不同的细化分类,如热化学清洗、超声热清洗等。而且在所有的热清洗技术中,目前最具代表性的是生物制剂清洗和无药清洗,因为这两种热清洗技术不含化学成分,对污泥的处理更符合环保要求,同时成本较低,是未来热清洗技术的主流发展方向。国内一些大型油田已开发出处理效果非常明显的生物制剂热清洗技术,处理后的含油污泥可达到不到1%的含油效果,而且所采用的处理技术成本较低。该技术目前已在国内主要大型油田广泛应用,并得到各大油田的一致认可。
油气田采用的另一种主要的含油污泥处理技术是热解技术,该技术对处理含水率低的含油污泥有很好的效果,处理后的含油污泥含油量低于0.3%,可使处理后的污泥完全无害化,同时可回收一部分含油污泥,目前国际上大多采用热解技术处理固体废物。根据热分解程度的不同,热解技术可分为热解析法和热裂解法两种。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。含油污泥的利用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
当前国内各大炼化企业在对含油污泥进行处理时,大多采用的技术是"浓缩+机械脱水"的处理方法,处理后的污泥经直接填埋处理或继续由外委单位进行处理。但随着工艺的不断成熟,含油污泥深度处理技术也逐步推广应用。此外,将焚烧技术应用于含油污泥的处理也同样取得了较好的效果,该技术在处理过程中可回收形成的大量热源能,同时可大幅度降低含油量。国内四川石化和华北石化在焚烧工艺处理含油污泥方面取得了非常显著的效果,采用回转窑焚烧工艺,可对处理后的污泥进行无害化处理。此外,在炼化过程中,含油污泥的处理还应用了多种技术,如萃取、焦化、热干燥等。在这些因素中,干热技术有着巨大的技术优势,如空间占用少,成本低,维护费用低等,使其成为很多炼油企业的首选技术。采用热干洗涤技术,可使油泥含水量从80%降低到30%或更少,同时使油泥去除率达到70%以上。热干洗涤后的化工艺处理后的污泥贮存、运输方便,但该工艺对污泥含油率有一定要求,需保证原料污泥含油率在10%以下。
目前,热干化技术已经取得了被大量应用,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
油田含油污泥处理工艺中,对于含水率和含油率较高的污泥,可采用热水洗涤工艺,处理后进行干燥降低含水率,同时采用热解处理技术;对于含水率低、含油率高的污泥,可单独采用热解处理技术;对于大面积污染、含油率低的污泥,可采用生态处理技术。
炼化企业产生大量高含水率污泥,应优先考虑脱水工艺。目前主要的技术是机械脱水与热干燥、焚烧相结合。炼化企业形成的含油污泥处理主要遵循以下原则:对不同生产过程中产生的不同性质的污泥采用不同的处理工艺,通过预处理技术回收原油,对浮渣沉积物进行处理,降低含油量后采用机械脱水法。通过对污泥减量化处理及质量控制技术的研究,对污泥处理技术进行改进;采用离心分离技术降低污泥含水率;对现有的热干燥处理工艺及设备进行改造,因此,开展污泥脱水工艺的经济性研究,可以有效地处理精制污泥,改进热解工艺。
结束语:
总之,随着工业的不断发展,需要加强对含油污水处理工艺和关键技术的研究,并不断地进行创新和突破,采用现代含油污水处理工艺技术,有效地处理含油污水,有效地清除含油污水中存在的各种有毒物质,从而尽可能地保证环境资源的安全,也有利于保障现代人群的身体健康。
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