1、2009年12月炼油技术与工程PETROLEUM REFINERY ENGINEERING 第39卷第12期综 述油泥及其处理工艺发展现状李建柱李晓鸥封瑞江刘洁李东胜辽宁石油化工大学石油化工学院(辽宁省抚顺市1 13001)摘要：介绍了油泥的类型、性质、现状、危害及治理的必要性，阐述了国内外研究和开发的一些油泥处理技术和工艺，分析了目前国内油泥处理的实际情况，指出了油泥处理过程中存在的问题。可以预测，借鉴目前油泥处理的技术和经验，研发一种投资费用少、处理效果好、普适性广的油泥处理新技术，具有极大的经济效益和环境效益。关键词：油田炼油厂油泥油泥处理环境效益由于世界经济的快速发展，对石油的需求日益
2、增加，油田每年需要打许多油井，炼油厂也在不断地扩建与增大负荷。在石油勘探、开采、炼制、清罐、储运过程中，由于事故、跑冒滴漏、自然沉降等原因，大量原油或油品与土壤、水或其它杂质形成含油污泥或污水。含油污泥或含油污水中含有石油、水及无机物固体等，属于高度危险污染物，对环境会造成极大危害J。目前，国内外在油泥处理方面已有一些成熟的技术和方法，部分已经工业化，但都或多或少存在一些问题。2 o；因此，在油泥的净化处理技术和工艺方面还需要不断地研究和探索。1 油 泥11 油泥类型根据成因不同，油泥通常分为：落地油泥、罐底油泥、地面溢油、炼油厂含油t亏泥等。111 落地油泥在油田采油生产、原油输送、装置检修
3、以及拆油井过程中，井喷和放喷后总有一些石油无法回收，再加上由于事故、跑、冒、滴、漏等原因会有或多或少的原油流到地上，从而形成落地油泥。落地油泥往往呈棕黑色，泥、水含量较大，有原油的气味。112 罐底油泥油品储罐在储存油品特别是原油时，存放时间一般较长，特别是战略储备时储存时间更长，这时原油及油品中的高熔点蜡、沥青质、胶质和所夹带的沙粒、泥土、重金属盐类等无机杂质因密度差便会和水一起沉降积累在油罐底部，形成又黑又稠的胶状物质层，即罐底油泥，其数量一般高达该储罐容量的12旧J。罐底油泥一般含水率高、含油量大而且含有其它有害物质。113地面溢油油气田地面溢油中的地面，主要指油气田区域范围农用或可农用
4、的土壤，也包括沿海滩潦土壤、沙石土壤等；溢油主要指落地原油，也包括落地的煤油、汽油等成品油。油气田产生地面溢油的环节很多，钻井过程中起下钻作业、试井、井喷、清理钻井设备；采油过程中抽油管的断裂、采油树机泄漏、抽油机停产进行作业检修；原油集输过程中集输管线断裂引起的泄漏以及原油炼制加工等环节均能产生地面溢油，从而形成油泥。114炼油厂含油污泥炼油厂的污水处理系统产生的污泥主要来自隔油池的底泥、浮选池浮渣、剩余活性污泥，统称为“三泥”。炼油厂含油污泥的性质复杂，黏度较大，难以沉降，且浓缩困难，脱水和处理技术难度大，一直是困扰炼油行业的环保难题。12油泥的性质及特征油泥的成分极其复杂，随着地质条件、
5、生产工艺的不同而各异，一般由水、泥土、油类有机物等组成。油泥主要有以下几个特征：水含量高、体积大；成分复杂、处理难度大；含有大量的污油和可收稿日期：20090916。作者简介：李建柱，辽宁石油化工大学石油化工学院2007级化学工艺研究生，联系电话：15898372286，Email：jianzhu一666163COLT万方数据炼油技术与工程 2009年第39卷燃物质；有害成分多数超过排放标准；各种类型油泥的性质如表1所示。表1油泥的性质及特征Table 1 Characteristics of oily sludge油泥类型 性质及特征落地油泥罐底油泥炼油厂含油污泥含油率一般在1030，密度约
6、为1518 tm3，由于采油现场环境复杂，因此落地油泥中除泥土、沙石外，还会有其它固体废弃物一般含有约25的水和5的无机物，如泥砂等，其余70为碳氢化合物(其中沥青质占78、石蜡占60、灰分占48)；通过适当的分离技术，碳氢化合物回收率可达到98以上口，回收利用价值较大一般是由水包油、油包水以及悬浮固体组成的稳定乳状液体系，还包括生产过程中所投加的大量水处理剂；其脱水效果差，污泥成分和物性差异大，处理难度高，油含量差别较大，部分具有回收再利用价值13 油泥的现状及治理的必要性据统计，胜利油田油泥每年总产量为11627kt，预计全国各大油田产生的油泥每年将高达上百万吨；油泥的油含量为1030，水
7、含量为2050，按平均油含量20计，每年约有十多万吨原油沉积在油泥中，造成了石油资源的大量浪费5|。油泥中石油的挥发成分进入大气会污染空气；油泥中的石油随雨水进入水体则会造成严重污染，破坏水的生态系统；油泥中的石油进入土壤，会对土壤自身的微生物和土壤植物生态系统产生危害；更严重的是原油中的许多有害物质具有致突变和致癌性，通过直接和间接途径会给人体健康带来严重损害。我国已将石油污泥列入国家危险废物目录，根据国家制定的新排污收费标准，未经处理的含油污泥的收费标准为1 000 RMB￥t1，因此，研发经济、环保、实用的处理方法和装置，充分回收油泥中的石油，并使处理后泥土中的残油量达到国家规定标准，将
8、具有良好的经济和环境效益。2国内外油泥净化处理技术许多国家都进行了含油污泥资源化回收技术的研究，并形成了一些成熟的技术和思路。主要有：溶剂萃取技术、热水洗处理技术、热分解处理技术、生物处理技术、调剖技术、热萃取一脱水处理技术、超声脱油技术等。21溶剂萃取技术溶剂萃取技术是根据“相似相溶”原理，利用特定的有机溶剂将油泥中的油萃取出来，由于泥砂密度大，静止后沉降于容器底部，水相处于中间层，从而实现油、水、泥三相分离“J。处理后的有机相通过蒸馏将萃取剂分离出来后可以循环使用，回收油可以用于回炼；处理后的水经破乳净化处理可以循环使用或是排放；处理后的泥砂基本上可以达到环保标准。美国专利8中开发了一种溶
9、剂萃取氧化处理组合的油泥处理工艺，处理后的最终残渣可以满足堆埋处理要求。溶剂萃取法处理油泥比较彻底，其缺陷是萃取剂用量较大，成本较高。22热水洗处理技术热水洗处理油泥技术主要是以热碱水溶液(一般是用NaOH或者Na：CO，溶液)或含有适量浓度的表面活性剂及其他助剂的热水溶液对油泥进行多次洗涤，再通过气浮或旋流等工艺设施来实现油、水、泥三相的分离，洗涤后所回收的溶液通过补加少量新鲜试剂溶液可以多次循环使用。该方法是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法，目前主要用于落地油泥的处理。该方法处理油泥效果比较理想，处理费用相对不高，但处理过程易产生二次污染，需要有相应的废水处理设施。23热分解处理技术热
10、分解处理油泥技术是在高温、无氧条件下，对油泥进行深度的热分解处理，使得油泥中的烃、胶质、沥青质以及其它有机物发生热解或是热缩合而得到相应的液相油品、气体、焦炭以及干泥砂等，采取冷凝回流的方法回收液体油品和有机物气体，处理后干泥砂中残留有害物质在满足环保标准条件下可直接排放。热分解处理技术分为高温分解法和低温处理法两种，高温分解法的工作温度可达1 400，低温处理法的工作温度为800左右。国外Wang Zhiqi等人开展过油泥的热分解处理技术研究工作，并考察了催化剂、加热速率、最终热解温度等因素对油泥热分解处理的影响9 J。热分解处理油泥技术具有较高的技术含量，处理效果比较理想，其缺陷在于能耗较
11、高，操作比较复杂。24生物处理技术生物处理技术是利用自然界或是人为培养的微生物将油泥中的石油烃类及其它有机物降解为万方数据第12期 李建柱等油泥及其处理工艺发展现状 一3一无害的物质，这样处理后的土壤既能达到环保要求又能适合农作物的生长。该技术包括地耕法、堆肥法、生物反应法等。JLRGallego等0。依据微生物的共代谢效应、乳化性质、油化合物的定殖和降解能力，开发了对油泥中有机物有强烈降解作用的微生物种群(由三种细菌和一种酵母菌组成)，效果比较理想。该技术的优点是处理成本低、处理效果较好，其不足在于油泥处理时间较长，而且油泥中的油被降解了没有得到回收利用，因此，从回收珍贵的二次石油资源方面考
12、虑，该方法仅适用于油含量少的油泥的处理1。25调剖技术含油污泥调剖技术是利用含油污泥与地层之间的良好配伍性，向油泥中加入适量的不同添加剂，与油泥中的沥青、泥砂等组分相混合，形成一种均一、稳定的乳状液调剖剂，用于油田注水井调剖。通过调剖剂与地层水、岩石、泥质等的稀释、吸附、黏联作用提高封堵强度，改变注人水的渗流方向，增强注入水的波及体积，从而改善注水效果o。因为油泥中的油没有得到回收，所以这种方法比较适用于油含量小的油泥的处理。26热萃取脱水处理技术热萃取一脱水油泥处理技术是利用溶剂油在一定温度下有效破坏油泥原来的油、水、固界面水化膜，实现破乳，从而使油泥中的油、水、固三相得到有效分离，脱出的水
13、去污水场再处理，回收的油去炼油厂进行回炼，干燥后产生的非黏性固体物送自备电厂作燃料。该技术是由中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院开发的专利技术。该技术在处理油泥过程中不会产生二次污染，并且处理后的油泥能达到环保要求；但是该方法仅适合于炼油厂含油污泥的处理。27超声脱油技术含油污泥超声脱油技术是利用超声波破坏含油污泥的结构，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1 2|，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。28综合利用技术根据含油污泥的性质，某些油泥可用
14、于制砖铺路，制备的砖具有较高的耐压强度，同时能够满足危险废物再循环利用的标准要求；油泥热处理使其中有机组分下降到1520后，可与混凝土、矿石料混合作为路基材料用于铺路3I。国内戴永胜等人针对油泥的特征，对油泥进行了焦化反应制备含碳吸附剂的研究引，国外科研工作者还开展了从油砂残渣中制备金红石5|、从含油细砂中分离无定形纳米材料、将煅烧油泥砂细渣用作水泥混凝土中的辅助材料刊等方面的研究，并且都取得了一些成果和宝贵的经验。3 国内油泥处理技术应用现状我国从各油田及炼油厂的实际出发，充分吸收国外的先进技术经验，研究出符合我国油田及炼油厂实际的油泥资源化处理技术并部分已经工业化，如表2所示。表2 国内油
15、泥处理技术应用现状Table 2 Application of domestic oily sludgetreatment technologies处理技术 工业应用现状综合利用技术热萃取一脱水油泥处理技术油泥焚烧技术中原油田设计院根据中原油田含油污泥的组分、特性和形成过程，研究了污泥脱水降黏剂、污泥脱水、污泥加工和综合利用技术；处理后的污泥作为燃料使用，对环境无污染，有明显的经济和社会效益4】中国石化洛阳分公司采用抚顺石油化工研究院开发的热萃取一脱水油泥处理技术，建成国内第一套油泥无害化处理装置并投入了使用，目前已处理炼油厂含油污泥近千吨我国大多数炼油厂都有含油污泥焚烧装置-I“，主要用于处
16、理炼油厂污水处理后产生的含油污泥。含油污泥焚烧前需要经过污泥调制和脱水预处理，然后将泥饼送至焚烧炉进行焚烧大庆、胜利油田针对油含量少的油泥，将油鎏梁调剖回注囊蓑辇|；|笺差萋萋鬃墨戮堵住高渗透地带，而不污染中、低渗透层4油泥处理过程中的问题与讨论油泥种类多样，性质复杂，特别是油泥中油、泥、水三相乳化严重，造成油泥初次处理后很难达到环保标准，要使处理后泥中残油量达到环保标准必须进行多次处理，这样处理油泥的装置将比较复杂，成本也会相应的增加。因此，为了使油泥处理取得更好的经济效益和环境效益，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。万方数据炼油技术与工程 2009年第39卷油泥在处理过
17、程中会产生大量的污水，污水中不仅残留一定量的油，而且还有一些油泥处理过程中所添加的一些化学试剂，将对环境造成二次污染。因此，在油泥处理过程中还应该配备相应的污水处理装置，避免对环境造成二次污染。油泥的处理技术和工艺多种多样，每种方法都有其优缺点和使用范围；目前，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13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、清洁化处理技术将成为其发展的必然趋势。参考文献1周高华，方善如，张剑呜，等含油污泥脱水设备与技术J化工机械，2003，30(5)：3063112张刚，李留任，郝瑞芬，等含油泥砂资源化处理方
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