含油污泥热解技术

含油污泥是石油工业的主要污染物之一,含油污泥的处理一直是困扰石油化工企业的一大难题。本文结合含油污泥理化性质及处理现状,总结了国内外含油污泥减量化、无害化、资源化处理技术的研究进展。并重点介绍资源化中的热解技术及热解反应模式的建立、影响条件和设备的分析。     

含油污泥热解及热解油加氢精制研究

采用热解法对油田污泥进行处理,通过热解分析及热解放大试验,考察不同温度下热解油收率的变化,并对热解油进行加氢精制研究。结果表明:随着热解温度升高,产油率降低,热解终温以600℃较为适宜,产油率为38.61%,产气率为6.52%;热解油的残炭、金属含量、硫含量、氮含量以及沥青质含量均较低;在反应温度为420℃、氢分压为12.0 MPa、氢油体积比为800、体积空速为1.0h~(-1)的条件下,热解油经加氢处理后,脱硫率为94.5%,脱氮率为89.4%,氢油馏分收率较高,可作为轻质燃料调合组分,而蜡油馏分及重油馏分可以作为优质的加氢裂化原料,进而获得更多的轻质燃料。     

炼厂含油污泥低温热解研究

延长油田某炼厂含油污泥的含水率为19.63%,含油率为28.85%,外观呈油黑色,具有较大的回收利用价值。以热解油回收率为考核指标,通过单因素实验和正交实验对某炼厂含油污泥热解参数进行了优化,研究了热解终温、停留时间、氮气流速、升温速率以及加热方式对热解油回收率的影响规律,并初步分析了热解终温对热解油凝点的影响。结果表明,热解时间对热解油回收率影响最大,氮气流速无明显影响。最佳热解条件为:污泥初温时加入热解炉,热解终温440℃、停留时间4 h、氮气流速80 m L·min~(-1)、升温速率10℃·min~(-1),此时的热解油回收率最大,达到73.56%。另外,在热解终温400℃~450℃范围内,随着温度的升高,热解油的凝固点逐渐降低。     

含油污泥热解动力学特性研究

采用热重分析仪对胜华炼油厂的含油污泥在氮气气氛下进行热重分析，考察在5 ℃omin-1、10 ℃omin-1和15 ℃omin-1的升温速率下的热重曲线并分析其热解特性，实验结果表明，污泥热解分为二个阶段：水份的析出阶段和有机物的热解反应阶段。对主要的有机物热解阶段采用微分法对实验数据进行回归拟合，确定污泥热解机理方程，并求出反应动力学活化能E和频率因子A。温度范围为200℃-450℃反应级数为2级，温度范围为450℃-900℃反应级数为0.8级，在不同升温速率下两个温度范围的活化能变化不大。     

储罐含油污泥热解工艺参数优化实验

为实现储罐含油污泥的无害化和资源化处理,满足国标对残渣污染物的指标要求,以某油田储油罐罐底含油污泥为例,在理化特性分析的基础上,利用真空管式热解炉进行单因素优化实验,并针对热解产物进行分析,得到最佳的热解工艺参数。通过投加催化剂不仅可降低热解终温和热解时间,也可提高油品回收率和油品质量;最佳工艺参数为热解终温460℃,热解时间2 h,温升速率10℃/min,氮气流速100 mL/min,催化剂添加量1%,此时油相回收率为93.5%,污泥含油量由35.05%（质量分数）降低至残渣含油0.56%。研究表明,投加催化剂后的热解残渣具有脱碳、脱氢、固氮的效果,残渣中的热值有所降低,热解油中C6—C20的轻组分含量上升,C21—C54的重组分含量下降;热解残渣污染物指标含量均小于A级污泥产物限值。研究结果可为含油污泥无害化处理提供实际参考。     

含油污泥催化热解及残渣资源化利用实验研究

为了达到含油污泥无害化和资源化处理的目的,使用真空管式热解炉对某炼油厂的含油污泥开展了催化热解实验。以油相回收率为评价指标,优选出了最佳的催化热解工艺参数,并将热解残渣经过活化处理后应用于含油废水的吸附处理中。催化热解实验结果表明:当催化剂活性白土的加量为1.5%(质量分数)、热解温度为440 ℃、热解时间为3 h、升温速率为10 ℃/min时,油相的回收率可以达到87.8%,达到了高效回收油相资源的目的。热解残渣使用KOH和NaOH活化处理后,其比表面积和孔体积明显高于商用活性炭,并且其重金属浸出含量远小于标准控制值。活化后的热解残渣吸附性能评价结果表明:当热解残渣加量为3%(质量分数)时,含油废水中的石油类物质含量降低率可以达到90%以上,COD值降低率可以达到95%以上,吸附效率明显高于商用活性炭,经过热解残渣吸附处理后的废水中石油类物质含量和COD值均可满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》中的一级排放标准要求,实现了热解残渣资源化利用的目标。      

含油污泥热解处理与利用研究

污泥处理是油田污水处理系统不可缺少的重要工艺环节。分析了溶剂萃取、热化学洗油、热解等6种污泥资源化技术的利用程度、二次污染物和适用范围及特点,指出热解处理是值得推广的技术。通过含油污泥热解处理室内实验,测定了回收油气组成、热解残渣含碳量和Al2O3含量;对热解残渣沥青的吸附性能和再生处理的絮凝性能进行了测试分析;开展了水平回转炉用于含油污泥热解处理的现场中试评价。结果表明,含油污泥热解处理具有较好的油气回收和残渣再生利用价值。     

含油污泥热解特性和动力学研究

采用热重分析仪对胜华炼油厂的含油污泥在氮气气氛下进行热重分析,考察不同升温速率下含油污泥的热重曲线并分析其热解特性.采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定含油污泥热解动力学方程,求出反应活化能E和频率因子A.结果表明,含油污泥有机物的热解反应第一阶段(200～450℃)反应级数为2.0;第二阶段(450～900℃)反应级数为0.8.升温速率分别为5,10,15℃/min时,有机物热解第一阶段的活化能分别为33.95,36.63,38.99 kJ/mol;第二阶段的活化能分别为16.31,12.98,15.97 kJ/mol,总体上变化不大.     

大庆油田含油污泥连续热解处理工艺技术

针对大庆油田存在的化学清洗法处理后的泥砂舍油量仍较高的问题,开发了一种连续化热解处理工艺技术.经该工艺处理后,泥砂舍油率降至0.3%以下,作为含油污泥化学清洗法的后续手段,可彻底解决大庆油田含油污泥的污染问题.     

含油污泥超声除油实验研究

在超声波作用下对含油污泥除油进行了实验研究,结果表明超声处理含油污泥的最佳条件为:超声频率40kHz、功率50W、作用时间20min、作用温度50℃。在该条件下,含油污泥除油率达90%以上;pH值对超声处理含油污泥影响不大;高密度阳离子聚电解质的加入有利于含油污泥的超声除油处理,除油率可达99%以上。     

脱稳-脱水处理含油污泥试验研究

对含油污泥的主要处理方法进行了简要分析。以含油污泥的脱水为研究重点,根据污泥稳定性高的特点,提出了采用化学方法脱除油泥稳定性,然后再进行絮凝脱水的技术路线。实验过程中采用了YN-3高效油泥脱稳剂,其主要成份是固体酸和强电解质,对油泥具有较好的脱稳效果。对脱稳剂YN-3加量对油泥脱稳效果影响以及PAM加量对固液分离的影响进行了重点考查,结果发现,YN-3和PAM的加量分别为2.0%～3.0%和400mg/L～500mg/L,对油泥脱稳和脱水效果最佳,经脱水处理后的污泥中原油含量提高到24.0%,体积降到原来的三分之一左右;脱稳脱水后的油泥无粘性,可掺和到煤粉中燃烧。同时提出了现场处理工艺,并进行了处理量为2.5m3/h的现场中试,处理结果略优于室内实验,脱水油泥中油含量为26.3%。对提高处理后油泥中的油含量和降低水含量的方法进行了讨论。     

Study on the fast pyrolysis of oil sludge by PY-GC/MS

Oil sludge is an organic solid waste produced in oilfield exploitation, transportation, and petroleum refineries. Pyrolysis is one of the most effective ways to reduce oil sludge and realize energy re-utilization. In the present work, the amounts and distributions of pyrolysis products at different reaction time and with different amounts of NiO catalyst were investigated with PY-GC/MS. The results suggest that the degree of the pyrolysis reaction increased and more macromolecules were degraded into smaller hydrocarbons as the reaction time prolonged. The addition of NiO catalyst effectively promoted the conversion of aromatic and paraffin products, and increased the production of small molecule olefins.     

含油污泥高温热解工艺参数优化及产物分析

为了进一步处理大庆油田离心后的含油污泥,使其达到国家农用污泥污染物控制标准的要求,采用真空管式热解炉对离心后的含油污泥进行了高温热解实验,考察了热解终温、热解时间、升温速率和催化剂对热解残渣含油率的影响,优选出了最佳的工艺参数,并对热解产物进行了分析。结果表明,在催化剂加量为1.5%(w)、热解终温为550 ℃、热解时间为2 h、升温速率为10 ℃/min的条件下,可将大庆油田离心后的含油污泥热解残渣含油率降低至0.3%(w)以下。催化剂的加入不仅提高了热解效率,还改善了热解油相的品质,降低了热解残渣的发热量,并且热解残渣的重金属含量、油含量以及其他污染物含量均可满足标准要求,可以作为B级农用污泥进行使用,达到了含油污泥资源化和无害化处理的目的。      

Thermal and catalytic pyrolysis of vacuum gas oil using HZSM-5: TG and PY-CG/MS study

The zeolite HZSM-5, was synthesized in the absence of an organic template. The characterization of zeolite HZSM-5 was performed by X-ray diffraction, N₂ adsorption/desorption isotherms and scanning electron microscopy. For catalytic tests, applying the free kinetic model, it was observed that the activation energy for the pyrolysis of pure VGO was of 82 kJ mol^?1 and for VGO/HZSM-5, the value decreased to approximately 60 kJ mol^?1, demonstrating the effectiveness of the acid sites effect of zeolite ZSM-5 for the VGO pyrolysis resulting in production of gas, gasoline and diesel.     

含油污泥热解及其残渣与煤粉混合物的燃烧过程研究

利用热重-Fourier变换红外光谱仪对含油污泥的热解及其残渣与煤粉混合物的燃烧反应过程进行了研究。研究结果表明,含油污泥的热解过程经历了水分蒸发,轻质组分挥发,重质组分裂解及矿物质分解四个阶段。热解残渣与煤粉混合物的燃烧反应过程经历了挥发分析出、燃烧与焦炭燃烧及矿物质分解两个阶段。燃烧过程在富氧条件下进行,其失重率大于热解过程。将含油污泥热解,再将热解残渣与煤粉混合颗粒化后作为燃料使用,可实现含油污泥的彻底处理利用。     

河南油田稠油油藏高温高压下储层敏感性试验研究

方法针对河南油田稠油油城回来水率低、提高排液量难度大等问题，选择有代表性的小层，开展了高温高压条件下的储层敏感性室内试验研究。目的保护油气层，充分发挥其潜力。结果提出了注蒸汽吞吐各生产环节中相应的油层保护措施，改善了稠油注蒸汽的吞吐效果。结论通过对80取口井32块样品的速敏性、水敏性、碱敏性以及正反向流动试验，取得了对储层粘土敏感性的定量认识。认为注入、采出液强度应限制在速敏极限值以下；周期采油过程中，高温期排液量不宜过大，中低温期配合降粘助排措施，适时强化排液；严格标定入井液的pH值，禁止不合格的化学剂溶液入井，避免碱敏作用对储层的伤害。     

Thermogravimetric analysis and kinetic study of heavy oil pyrolysis

Pyrolysis, so-called devolatilization, is one of the first steps of all thermochemical processes occurring in an inert atmosphere. The authors discuss the main kinetic features of heavy oil pyrolysis, on the basis of the data derived m from a TGA analysis and by using a kinetic model. The samples were heated over a range of temperature from 400 K to 430°C at various heating rates between 10 and 80°C/min. Experimental results showed that the effect of time is considerable in the case of tar conversion, compared to char and gases.     

含油污泥调剖数值模拟研究

针对多轮次蒸汽吞吐井存在严重汽窜及含油污泥排放难的问题,提出了利用含油污泥进行高渗透层的封堵。利用CMG数值模拟软件的STARS模块对蒸汽吞吐井含油污泥调剖的影响因素及封堵效果进行了预测,结果表明：不同非均质性的储层对应一个最优的封堵半径和堵剂注入量,模拟结果对指导现场施工有参考和应用价值。