專利名稱：一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法及裝置，該方法適用于油田煉化生產(chǎn)與污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的含油污泥等廢物的減量化、資源化與無害化處理。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)油田的不斷開發(fā)，采出污水量急劇增加，由之產(chǎn)生的污泥量也急劇增加， 其總量已達(dá)100萬噸/年以上，僅勝利油田污泥產(chǎn)量即達(dá)12萬噸/年左右，這些污泥不僅 含油，而且含有各種油由助劑成分，這些成分的存在造成清洗、生物降解等工藝處理效果較 差，自然條件下完全分解需要上百年時(shí)間，不僅直接占用土地與空間，而且嚴(yán)重污染了空 氣、土壤和地下水，在一定程度上制約了國內(nèi)油田生產(chǎn)的發(fā)展。隨著國家環(huán)保法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要 求不斷提高，環(huán)保執(zhí)法力度不斷加大，含油污泥的污染控制與資源化利用，已成為困擾石油 行業(yè)的難題。因此，研究開發(fā)一種既能消除含油污泥對(duì)環(huán)境的危害又能回收能源和資源的 技術(shù)是油田的迫切需要。隨著天然資源的短缺和固體廢物排量的激增，許多國家把固體廢 物作為“資源”積極開展綜合利用，固體廢物已逐漸成為可開發(fā)的“再生資源”，污泥資源化 利用也將是其今后最終處置的根本方式。含油污泥的處理方法很多，主要分為物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)法是通過物 理或化學(xué)作用使得油泥得到處理或凈化的過程。主要包括焚燒法、濃縮干化法、固化作用 /穩(wěn)定化作用法、浮選除油法、添埋法、熱熔玻璃化法、超臨界法、隔離/控制法、淋濾沖洗 法、汽提法、化學(xué)氧化法、光降解法、溶劑萃取法、溶劑_聲波處理法等。1.焚燒法該方法主要在歐洲使用，可實(shí)現(xiàn)徹底無害化，但運(yùn)行費(fèi)用非常高，含油污泥中原油 資源的利用率較低。雖然國內(nèi)煉廠建成了幾套裝置，但均難以正常運(yùn)行。2.生物法。生物處理油泥過程以其處理效果理想、處理和操作成本較低等優(yōu)越性，逐步受到 人們的青睞。由于各國特別是美國發(fā)現(xiàn)長期使用該法對(duì)大氣、地下水有潛在的危險(xiǎn)，目前已 經(jīng)限制使用。國內(nèi)大慶油田、西北各油田主要采用該法，也存在成本高、分解速度慢的問題。3.濃縮干化法該工藝是一種傳統(tǒng)的處理工藝，適合于含水率較高的含油污泥。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是 基建投資少和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，操作簡單，因此對(duì)高含水污泥目前國內(nèi)油田多采用該工藝。4.固化作用/穩(wěn)定化作用法。該方法是通過投加化學(xué)試劑使含油污泥形成具有完整結(jié)構(gòu)的堅(jiān)硬塊狀物，從而增 強(qiáng)含油污泥的可控性，減少了含油污泥對(duì)周圍環(huán)境的作用。固化作用/穩(wěn)定化作用的不足 之處是堆放場地過大，并且隨著時(shí)間的推移，污染物可能會(huì)再度污染環(huán)境。5.熱解法5.1高溫裂解高溫裂解技術(shù)是指含油污泥在絕氧的條件下加熱到一定溫度(一般為450°C左右，甚至更高)，使烴類物質(zhì)在復(fù)雜的水合和裂化反應(yīng)中分離出來，并冷凝回收。丹麥的 RUGSGO公司業(yè)績比較突出，其技術(shù)已經(jīng)在殼牌、BP等大石油公司成功應(yīng)用。隨著各國對(duì)含 油污泥處置指標(biāo)的進(jìn)一步嚴(yán)格，該工藝作為一種處置徹底、速度快的污泥處理方法，將成為 含油污泥處理的重要方式之一。5. 2低溫?zé)峤獾聡?982年率先開始污泥低溫?zé)峤庵朴偷膶?shí)驗(yàn)研究。污泥低溫?zé)峤馐且粋€(gè)正在 發(fā)展的新的能量回收型污泥處理技術(shù)，1999年8月第一套污泥低溫?zé)峤庵朴凸I(yè)化裝置在 澳大利亞成功運(yùn)行。目前，國外煉油廠開發(fā)了許多種熱解工藝，主要有Heuer等開發(fā)的包含 低溫(107 204°C )-高溫(357 510°C )加熱蒸發(fā)-冷凝的含油污泥處理工藝(已在歐 洲多個(gè)國家申請(qǐng)了專利)。挪威一石油公司和一投資商合作，開發(fā)了 TermTech熱解工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法及裝置，在于經(jīng) 濟(jì)有效的解決油田煉化生產(chǎn)與污水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的含油污泥的資源化處理與利用問題，為 油田煉化生產(chǎn)過程的環(huán)境保護(hù)與清潔生產(chǎn)提供配套技術(shù)支持 。一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法，其特征在于將含油污泥送入微波加 熱的密閉反應(yīng)器中，在溫度200-900°C下進(jìn)行熱解處理，將熱解處理產(chǎn)生的油氣水進(jìn)行回 收，再利用，熱解后的殘?jiān)坊牧匣蚶孟跛峄蚶肗aoH堿進(jìn)行改性，改性后的殘?jiān)?吸附材料。處理殘?jiān)头秶?.2%-0.29%狀態(tài)下a、利用硝酸作改性劑，硝酸濃度45%，殘?jiān)c硝酸的質(zhì)量配比為4. 5-4. 8 1，活
化時(shí)間為3. 5h-4h，改性后的殘?jiān)鼘?duì)苯酚的吸附性能為飽和吸附量是60. 12mg/g-64. 3mg/ g° b、利用堿NaOH3作改性劑，堿濃度30 % -32 %，殘?jiān)c堿的質(zhì)量份數(shù)配比為 2-2. 5 1活化溫度140°C _150°C，活動(dòng)時(shí)間2. 5h_3h，改性后的殘?jiān)鼘?duì)苯酚的及附性能為 飽和吸附量是47. 04-45mg/g。一種油田含油污泥微波熱解資源化處理裝置，主要由控制臺(tái)、爐體、陶瓷坩鍋、微 波箱體和設(shè)備主體組成，其特征在于設(shè)備主體設(shè)為矩形同，主體中上部設(shè)有矩形爐體，矩形 爐體中部設(shè)有一個(gè)矩形微波箱體，在爐體環(huán)周面的上部和下部設(shè)有若干個(gè)微波饋入口，微 波饋入口上固定有微波源，微波源與設(shè)在下方的微波電源相聯(lián)；在微波箱體內(nèi)周橫向上設(shè) 有若干層支撐，支撐上放置有若干個(gè)陶瓷坩鍋，在微波箱體上端設(shè)有帶弧形頂?shù)奈⒉ㄏ潴w 蓋，二者之間用快速連接螺栓連接，在微波箱體蓋上設(shè)有壓力傳感器、溫度傳感器、泄壓保 護(hù)閥和出氣口，在微波箱底設(shè)有一個(gè)導(dǎo)入氣進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)有一個(gè)電磁閥；微波電源、微波 源、電磁閥、溫度傳感器和壓力傳感器與控制臺(tái)的控制電路相聯(lián)。微波箱體由不銹鋼制成，內(nèi)表鑲有石英玻璃層?？刂乒癫糠植捎秒姎庾詣?dòng)化PIC控制，控制屏采用彩色觸摸屏。該技術(shù)實(shí)施后，可實(shí)現(xiàn)含油污泥最大資源化利用和全部安全無害化處置，首先避 免了 1000元/t的危險(xiǎn)廢物排污費(fèi)，其次可以回收75%以上的原油，從而有效解決含有污泥 的環(huán)境污染和最終出路問題，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。四

圖1-本發(fā)明的工藝流程方框示意2-本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖
五具體實(shí)施例方式為進(jìn)一步公開本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖通過實(shí)施例作詳細(xì)說明一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法及裝置，其特征在于將含油污泥送入 微波加熱的密閉反應(yīng)器中，在溫度200-900°C下進(jìn)行熱解處理，將熱解處理產(chǎn)生的油氣水進(jìn) 行回收，再利用，熱解后的殘?jiān)雎坊牧匣蚶孟跛峄蚶肗aoH堿進(jìn)行改性，改性后的 殘?jiān)鑫讲牧稀?
一種油田含油污泥微波熱解資源化處理裝置，主要由控制臺(tái)、爐體、陶瓷坩鍋7 、微 波箱體17和設(shè)備主體16組成，其特征在于設(shè)備主體16設(shè)為矩形同，主體中上部設(shè)有矩形 爐體13，矩形爐體中部設(shè)有一個(gè)矩形微波箱體17，在爐體環(huán)周面的上部和下部設(shè)有若干個(gè) 微波饋入口 14，微波饋入口上固定有微波源，微波源與設(shè)在下方的微波電源相聯(lián)；在微波 箱體內(nèi)周橫向上設(shè)有若干層支撐，支撐上放置有若干個(gè)陶瓷坩鍋7，在微波箱體上端設(shè)有帶 弧形頂?shù)奈⒉ㄏ潴w蓋2，二者之間用快速連接螺栓5連接，在微波箱體蓋上設(shè)有壓力傳感器 4、溫度傳感器、泄壓保護(hù)閥3和出氣口 1，在微波箱底設(shè)有一個(gè)導(dǎo)入氣進(jìn)口 9，進(jìn)口處設(shè)有一 個(gè)電磁閥；微波電源11、微波源15、電磁閥19、溫度傳感器18和壓力傳感器4與控制臺(tái)的 控制電路相聯(lián)。參看圖1，本發(fā)明為間歇式微波熱解裝置，含油污泥放入多層帶支撐的陶瓷坩堝 中，整體裝入微波爐石英玻璃腔體，關(guān)閉上方爐蓋，爐蓋上帶有紅溫度傳感器、卸壓保護(hù)閥、 壓力傳感器、壓力表和熱解氣出口管道，通過石墨密封墊和壓緊密封快速連接螺栓將整個(gè) 箱體密封。開通電源，進(jìn)行微波輻照將熱，微波源開始工作，微波經(jīng)過微波饋入口照射含油 污泥及陶瓷坩堝，在溫度升到200°C時(shí)，恒溫進(jìn)行充分脫水干燥。恒溫一段時(shí)間后，開始經(jīng)保 護(hù)氣體導(dǎo)入管通入氮?dú)猓^續(xù)升溫，進(jìn)入烴類蒸餾和高溫?zé)峤夤に嚩?，使低分子有機(jī)物首先 通過蒸餾變成氣體排出，重質(zhì)烴類發(fā)生裂解生產(chǎn)輕質(zhì)組分，從上部出口排出。溫度通過PLC 控制，可以設(shè)定升溫速率、穩(wěn)定時(shí)間等參數(shù)。上部排出的干燥工藝段水氣經(jīng)冷凝后進(jìn)入污水 處理系統(tǒng)，熱解工藝段氣體經(jīng)冷卻，回收油品，副產(chǎn)不凝氣作為燃料。實(shí)施例1油田聯(lián)合站堆放場，含水率為8. 0%的干化污泥，干化污泥含油率為22. 9% 1、干化污泥在550°C條件下密閉加熱反應(yīng)(即熱解)4小時(shí)，其殘?jiān)吐蕿?0. 29%，回收油率為65. 9% ；2、硝酸最佳活化條件為硝酸濃度45%，活化時(shí)間4h，質(zhì)量份數(shù)液固比4. 5 1。 測定殘?jiān)鼘?duì)苯酚的吸附性能，其飽和吸附量為60. 12mg/g。實(shí)施例2油田聯(lián)合站堆放場，含水率為54. 6 %的半干化污泥，半干化污泥含油率為 12. 3% 1、干化污泥在600°C條件下密閉加熱反應(yīng)(即熱解)4小時(shí)，其殘?jiān)吐蕿?.21%，回收油率為60.9% ；2、最佳堿活化條件如下活化溫度為150°C、活化時(shí)間為3h、NaOH濃度為30%、質(zhì) 量份數(shù)堿固比2 1。測定殘?jiān)鼘?duì)苯酚的吸附性能，其飽和吸附量為47. 04mg/g。實(shí)施例3油田聯(lián)合站沉降罐的罐底污泥，含水率為65%，含油率為10. 8% 1、干化污泥在600°C條件下密閉加熱反應(yīng)(即熱解)4小時(shí)，其殘?jiān)吐蕿?0. 25%，回收油率為64. 3% ；2、硝酸最佳活化條件為硝酸濃度45%，活化時(shí)間4h，質(zhì)量份數(shù)液固比4. 5 1。 測定殘?jiān)鼘?duì)苯酚的吸附性能，其飽和吸附量為51. 96mg/g。
權(quán)利要求
一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法，其特征在于將含油污泥送入微波加熱的密閉反應(yīng)器中，在溫度200-900℃下進(jìn)行熱解處理，將熱解處理產(chǎn)生的油氣水進(jìn)行回收再利用，熱解后的殘?jiān)雎坊牧匣蚶孟跛峄蚶肗aoH堿進(jìn)行改性，改性后的殘?jiān)鑫讲牧稀?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田含油污泥微波熱解資源化處理方法，其特征在于在處理 殘?jiān)头秶?. 2% -0. 29%狀態(tài)下a、利用硝酸作改性劑，硝酸濃度45%，殘?jiān)c硝酸的質(zhì)量份數(shù)配比為4.5-4. 8 1，活化時(shí)間為3. 5h-4h，改性后的殘?jiān)鼘?duì)苯酚的吸附性能為飽和吸附量是60. 12mg/g-64. 3mg/ g°b、利用堿NaOH3作改性劑，堿濃度30%-32%，殘?jiān)c堿的質(zhì)量份數(shù)配比為2-2.5 1 活化溫度140°C _150°C，活動(dòng)時(shí)間2. 5h-3h，改性后的殘?jiān)鼘?duì)苯酚的及附性能為飽和吸附量 是 47.04-45mg/g。
3.一種油田含油污泥微波熱解資源化處理裝置，主要由控制臺(tái)、爐體、陶瓷坩鍋、微波 箱體和設(shè)備主體組成，其特征在于設(shè)備主體設(shè)為矩形同，主體中上部設(shè)有矩形爐體，矩形爐 體中部設(shè)有一個(gè)矩形微波箱體，在爐體環(huán)周面的上部和下部設(shè)有若干個(gè)微波饋入口，微波 饋入口上固定有微波源，微波源與設(shè)在下方的微波電源相聯(lián)；在微波箱體內(nèi)周橫向上設(shè)有 若干層支撐，支撐上放置有若干個(gè)陶瓷坩鍋，在微波箱體上端設(shè)有帶弧形頂?shù)奈⒉ㄏ潴w蓋， 二者之間用快速連接螺栓連接，在微波箱體蓋上設(shè)有壓力傳感器、溫度傳感器、泄壓保護(hù)閥 和出氣口，在微波箱底設(shè)有一個(gè)導(dǎo)入氣進(jìn)口，進(jìn)口處設(shè)有一個(gè)電磁閥；微波電源、微波源、電 磁閥、溫度傳感器和壓力傳感器與控制臺(tái)的控制電路相聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油田含油污泥微波熱解資源化處理裝置，其特征在于微波箱 體由不銹鋼制成，內(nèi)表鑲有石英玻璃層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的油田含油污泥微波熱解資源化處理裝置，其特征在于控制柜 部分采用電氣自動(dòng)化PIC控制，控制屏采用彩色觸摸屏。
全文摘要
一種油田含油污泥微波熱解資源化處理方法及裝置，將含油污泥送入微波加熱的密閉反應(yīng)器中，在溫度200-900℃下進(jìn)行熱解處理，將熱解處理產(chǎn)生的油氣水進(jìn)行回收，再利用，熱解后的殘?jiān)髀坊牧匣蚶孟跛峄蚶肗aOH堿進(jìn)行改性，改性后的殘?jiān)鑫讲牧稀１景l(fā)明實(shí)施后，可以回收含油污泥中的的75％以上的原油，可節(jié)省1000元/t的污染費(fèi)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C02F11/10GK101838094SQ200910230249
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者侯影飛, 孫建成, 尚明華, 張建, 李毅, 桂召龍, 王利君, 王玉江, 王田麗, 祝威, 董健 申請(qǐng)人:勝利油田勝利工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司