專利名稱：一種含油污泥的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含油污泥的處理方法，特別是煉油廠、煉油污水處理廠產生的含 油污泥經過萃取后進行焦化處理的方法。
背景技術：
煉化企業(yè)在石油煉制和廢水處理過程中產生大量的含油污泥，它們主要來自隔油 池、浮選池、剩余活性污泥、原油脫水罐、儲油罐和污油罐等。這些污泥成分復雜，屬于較穩(wěn) 定的多相體系，且混合充分，粘度較大，固相難以徹底沉降，含油污泥處理困難。目前，我國 石油化工行業(yè)中，平均每年約產生80萬噸含油污泥。隨著企業(yè)生產裝置規(guī)模的不斷擴大， 相應的廢渣排放總量及種類也在逐步地增加，使得企業(yè)排污總量和污染治理費用也呈現上 升的趨勢。近年，隨著國家環(huán)保法規(guī)標準要求的不斷提高，環(huán)保執(zhí)法力度不斷加大，生產 過程中所生成固體廢棄物的污染控制與資源化利用，已成為困擾石油和石油加工行業(yè)的難 題。新修訂的《固體廢物污染環(huán)境防治法》對固體廢物防治提出了更加嚴格的要求。如未 經過處理的含油污泥排放收費標準為1000元/噸。固廢的處理與利用已被列為建設節(jié)約 性社會的重要工作內容。隨著國民經濟的發(fā)展和對環(huán)境保護的重視，越來越多的機構開展了對含油污泥處 理的研究。但多數技術因處理成本高、工藝流程長、操作復雜、處理效果不理想或其他多方 面的原因，含油污泥的處理技術，難以得到推廣應用形成工業(yè)化生產。目前，含油污泥多數 采用露天堆放或填埋方式處理，這些污泥中一般含有烴類、苯系物、酚類和蒽類等物質，并 伴隨惡臭和毒性，若直接和自然環(huán)境接觸，會對土壤、水體和植被造成較大污染，同時也意 味著石油資源的浪費。CN1488591A提出了一種含油污泥的處理方法，將含油污泥進行機械脫水，然后與 萃取劑混合并預熱，混合均質后進行熱萃取-脫水處理，然后進行固液分離，液相進入焦化 裝置，固相作為燃料。該技術中，含油污泥在萃取之前只經過機械脫水，脫水的程度低，脫水 后含油污泥中油-水-固仍然是穩(wěn)定體系，萃取不徹底，萃取后的殘渣需要燃燒才能達到無 害化的要求，且萃取需要的溫度高(100 150°C )，處理過程能耗較大。US4666585提出一種將含油污泥送入焦化裝置進行處理的技術路線，將焦化餾分 油與含油污泥攪拌、混合制成油漿，進入焦化裝置。該過程會引入較多的水分和灰分，影響 焦化裝置的正常操作，且會限制焦化裝置的處理量。該技術僅適用于產品焦為燃料焦的生 產裝置，不適用于產品焦為電極焦的生產裝置。US4994169提出對含油污泥進行預脫水處理，然后進焦化的處理方法。將來自石油 加工過程中產生的含油污泥首先經過濾網過濾，然后經攪拌將大塊污泥粉碎后與焦化的餾 分油混合，增加物料的流動性以便于輸送。為減少水分對焦化裝置的影響，采用減壓(50 250mmHg)至常壓的多級蒸發(fā)系統(tǒng)(4級)除去水分，脫水后污泥送入焦化塔頂或塔底，進行 焦化處理。該技術將過多的固體殘渣進入焦化裝置，將會影響焦炭的揮發(fā)分和灰分指標、影 響石油焦的質量。特別是對于生產高質量石油焦的企業(yè)，該技術的使用受到限制。

發(fā)明內容
為了克服現有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種可以充分利用含油污泥中 有價值成分，且回收的成分便于適用于各類焦化裝置，且對焦化產品質量無不良影響，設備 投資少、工藝流程短的含油污泥處理方法。經過大量的試驗發(fā)現，含油污泥經過機械脫水后，其中仍然含有大量的水分(一 般在80%左右)，大部分水分是以空隙水、毛細水、吸附水和結合水等多種形式存在，且 這些水分與油和固體形成非常穩(wěn)定的乳化狀態(tài)，采用萃取法處理，一般需要較高的溫度 (100 150°C )，且萃取不易進行徹底；若對機械脫水后的含油污泥首先采用干化法處理， 脫出污泥中的水，破壞其中油-水-固所形成的穩(wěn)定體系，然后采用萃取處理，這樣萃取更 徹底，萃取需要的溫度更溫和(10 60°C)。其中關鍵因素之一是含油污泥的干化問題， 含油污泥在加熱干化處理過程中流動性差、傳熱效率低、受熱不均勻，經過試驗發(fā)現，采用 可旋轉攪拌的間壁式蒸汽加熱設備可以很好地解決含油污泥的干化問題，且設備傳熱效率 高、污泥干化速度快、加熱溫度低(不高于300°C)?；谏鲜霭l(fā)現，本發(fā)明提出了含油污泥 的一種處理方法，步驟如下(1)將機械脫水后含水率在50. 0 90. Owt %的含油污泥送入干化設備，在絕壓 20 IOOKPa下和100 300°C溫度下進行干化處理60 85min，污泥干化過程中生成的蒸 汽進入冷凝器，冷凝后的廢水進行油水分離，分離出的廢水B/C > 0. 3，可生化處理性能良 好，排入污水處理廠進行生化處理，達到GB8978-1996標準后排放；分離出的油進入延遲焦 化裝置進行回收處理，不凝性氣體進行尾氣處理，達到GB16^7-1996標準后排放；(2)當污泥中的含水率降低至0 60wt%后，干化后生成的焦塊在10 60°C下與 萃取劑混合進行萃取10 30min，萃取劑與焦塊的質量比為QOO 1) 1 ；(3)待萃取結束后，將固液混合物送入固液分離器，分離出的固相進入旋轉蒸發(fā) 器，在溫度為110 188°C，壓力為20 IOOKPa(絕壓)下蒸發(fā)60 85min后得到最終固 體廢渣。(4)固液分離器分離出的液相送入延遲焦化裝置，經過換熱以及加熱爐對流管加 熱到340 350°C，進入分餾塔下部，與來自焦炭塔頂部的高溫氣體030 440°C)換熱， 蒸發(fā)出物料中的輕質油后，物料溫度上升到380 400°C，同時洗滌下高溫油氣中夾帶的 焦末，原料與循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵送進加熱爐輻射室爐管，快速升溫至 490 510°C后，分別進入焦炭塔底部，熱物料在焦炭塔內生成焦炭，反應生成的油氣自焦 炭塔頂逸出，進入分餾塔，經過換熱、分餾后得到氣體、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。適宜的干化工藝條件和萃取劑選擇也是含油污泥處理技術的關鍵。本發(fā)明含油污 泥處理過程中優(yōu)選的操作范圍如下干化處理時的干化溫度為110 210°C，壓力為50 SOKPa (絕壓)，焦塊在萃取前含水率為20 50wt %，物料萃取過程中萃取溫度為25 45°C，萃取劑與焦塊的質量比為O0 2) 1。其中，本發(fā)明所述的方法，將污泥干化后生成的焦塊送入萃取罐，萃取罐上部安裝 有攪拌器，萃取劑進入萃取罐內，啟動攪拌器進行攪拌混合萃取，物料混合均勻后停止攪 拌，將混合物料送入離心分離器，分離出的液體進入焦化裝置。對焦塊的萃取可采用釜式間 歇也可采用塔式連續(xù)操作。
本發(fā)明所述的含油污泥包括油田與煉化企業(yè)所產生的含油污泥。本發(fā)明所采用的萃取劑為寬沸點范圍有機溶劑的一種或多種的混合物，常壓下其 沸點為40 300°C。本發(fā)明最佳的萃取劑為C4 C2tl的烴類中的一種或多種混合物，如丁烷、辛烷、煤 油、柴油等。本發(fā)明所述的固液分離采用沉降分離或離心分離。本發(fā)明所述的含油污泥干化設備最好為間壁式傳熱干化處理設備，包括旋轉式干 化機、帶式干化機、螺旋式干化機、流化床、漿葉式設備干燥機等，加熱介質包括高、低壓蒸 氣、導熱油、煙道氣等。含油污泥干化后生成的焦塊，在加入萃取劑后，將焦塊中的油萃取出 來，萃取過程可以一次完成也可以進行多級萃取完成。本發(fā)明無需萃取劑回收設施，萃取劑通過延遲裝置回收，簡化了含油污泥處理工 藝，節(jié)省污泥處理裝置的投資費用。本發(fā)明中經萃取后的固相進入旋轉蒸發(fā)器，蒸發(fā)后的最終固體廢渣按照 GB5085. 3-2007鑒別標準和GB5086. 2-1997及GB/T1555毒物鑒別方法進行實驗分 析。分析結果表明最終固體殘渣能夠達到“一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標 準”(GB18599-2001)的規(guī)定，可直接填埋處理。本發(fā)明采用“干化-萃取-焦化”的聯(lián)合處理工藝，其優(yōu)點在于①將含油污泥干 化脫水后，破壞了含油污泥中“油-水-固”所形成的穩(wěn)定體系，更有利于萃取的進行，采用 較低沸點的溶劑，萃取能力更強。②含油污泥經過干化脫水后，大大降低了含油污泥的體積 和質量，減輕了后續(xù)處理的負荷；③將含油污泥脫水后，大大減少了含油污泥中因水分對焦 化裝置的影響，適用于各類萃取裝置；④經過萃取分離，由于固體物質不進入焦化裝置，采 用焦化裝置處理含油污泥不會增加石油焦的灰分；⑤解決了含油污泥送焦化處理過程中帶 來的一系列問題，同時，萃取劑不需要回收再生，大大縮短了含油污泥處理過程中因萃取劑 再生帶來的一系列問題(如流程長、設備多、操作復雜、投資大等)，實現了含油污泥中有機 成分的回收和利用。本發(fā)明含油污泥處理流程短，工藝簡單，含油污泥干化操作溫度低，用工廠一般的 低壓蒸氣即可達到所需要的溫度；萃取溫度低，減少了能量消耗，操作費用和設備投資低， 含油污泥處理效果十分顯著。萃取的次數少，萃取效果好，減少了設備數量和裝置建設投 資，同時萃取后所生成殘渣可達到排放標準直接填埋處理，實現含油污泥的無害化處理。


圖1為實施1的工藝流程示意圖。圖1中附圖標記說明如下1-含油污泥；2-污 泥干化設備；3-冷凝器；4-尾氣處理裝置；5-油水分離器；6-焦塊；7-萃取劑；8-萃取反應 器；9-焦化裝置；10-固液分離器；11-蒸發(fā)設備。
具體實施例方式以下實施例是對本發(fā)明的具體說明，所用萃取劑均為市售。經萃取后最終固體廢 渣按照GB5085. 3-2007鑒別標準和GB5086. 2-1997及GB/T1555毒物鑒別方法進行實驗分 析，分析結果列于表1中。下文中“％”均指質量百分數。
實施例1 某煉油污水處理廠產生的含油污泥經過機械脫水后，含水率為74.3%，油含量 為19.6%，固含量為6. 1%。該污泥經過漿葉式污泥干燥機干化(干化溫度300°C，壓力 20kpa(絕壓))，干化85min后，生成焦塊含水率為1.2%，其與丁烷按1 95混合萃取 30min(溫度為10°C )，待萃取結束后，將固液混合物送入離心分離器，分離出的液相進入延 遲焦化裝置，經過換熱以及加熱爐對流管加熱到340°C，進入分餾塔下部，與來自焦炭塔頂 部的高溫氣體換熱，蒸發(fā)出物料中的輕質油后，物料溫度上升到380°C，同時洗滌下高溫油 氣中夾帶的焦末。原料與循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵送進加熱爐輻射室爐管，快 速升溫至490°C后，分別經過兩個四通閥進入焦炭塔底部。熱物料在焦炭塔內進行裂解、縮 合等反應，最后生成焦炭。焦炭聚結在焦炭塔內，反應生成的油氣自焦炭塔頂逸出，進入分 餾塔，經過換熱、分餾后得到氣體、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。離心分離出的固相進入旋轉 蒸發(fā)器，在溫度為180°C，壓力為IOOkpa(絕壓)下蒸發(fā)65min后得到最終固體廢渣，分析結 果見表1。分析結果表明該處理方法最終生成的殘渣可以達到“一般工業(yè)固體廢物貯存、 處置場污染控制標準”的規(guī)定，可以直接填埋，具體的工藝流程見圖1。對比例1 某煉油污水處理廠產生的含油污泥經過離心甩干后，含水率為74.3%，油含量 為19.6%，固含量為5. 1%。不經過干化后直接與丁烷按1 95混合萃取30min(溫度為 10°C )，待萃取結束后，將固液混合物送入離心分離器后，分離出的液相送入焦化裝置，固相 進入漿葉式污泥干燥機，在溫度為180°C，壓力為IOOkpa(絕壓)下蒸發(fā)65min后得到最終 固體廢渣，最終形成的廢水B0D5/C0D& > 0. 30，生化處理后達標排放，最終生成的殘渣有機 物含量為56. 3%，仍然屬于危險廢物，不能直接排放，需要對殘渣進一步處理。實施例2 某煉油污水處理廠產生的含油污泥經過機械脫水后，含水率為79. 5%，油含量為 15. 7%，固含量為4. 8%。該污泥經過干化(干化溫度300°C，壓力IOOkpa(絕壓)，干化時 間75min)后生成焦塊含水率為58.5%，其與異辛烷按1 8混合萃取(溫度為60°C，時 間15min)，待萃取結束后，將固液混合物送入離心分離器，離心分離出的液相進入延遲焦化 裝置，經過換熱以及加熱爐對流管加熱到350°C，進入分餾塔下部，與來自焦炭塔頂部的高 溫氣體換熱，蒸發(fā)出物料中的輕質油后，物料溫度上升到400°C，同時洗滌下高溫油氣中夾 帶的焦末。原料與循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵送進加熱爐輻射室爐管，快速升 溫至508°C后，分別經過兩個四通閥進入焦炭塔底部。熱物料在焦炭塔內進行裂解、縮合等 反應，最后生成焦炭。焦炭聚結在焦炭塔內，反應生成的油氣自焦炭塔頂逸出，進入分餾塔， 經過換熱、分餾后得到氣體、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。離心分離出的固相進入旋轉窯爐 蒸發(fā)器，在溫度為150°C，壓力為60KPa(絕壓)下蒸發(fā)72min后得到最終固體廢渣，分析結 果表明該處理方法最終生成的殘渣可以達到“一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標 準”(GB18599-2001)的規(guī)定可以直接排放。對比例2:某煉油污水處理廠產生的含油污泥經過機械脫水后，含水率為79. 5%，油含量為 15. 7%，固含量為4.8%。其直接與與異辛烷按1 8混合，在60°C溫度條件下，萃取15min， 待萃取結束后，將固液混合物送入離心分離器，分離出的液相送入焦化裝置，固相進入旋轉窯爐蒸發(fā)器，在溫度為150°C，壓力為60KPa(絕壓)下干化72min后生成焦塊，油含量為 49. 2%，仍然屬于危險廢物，不能直接排放，需要對殘渣進一步處理。實施例3 某煉油污水處理廠產生的含油污泥經過機械脫水后，含水率為82. 5wt%，油含量 為15.7%，固含量為4.8%。該污泥經過干化(干化溫度160°C，壓力40kpa (絕壓)，時 間60min)后生成焦塊含水率為40.5%，其與柴油按1 20混合萃取(溫度為20°C，時間 IOmin)，待萃取結束后，將固液混合物送入離心分離器，分離出的液相進入延遲焦化裝置， 經過換熱以及加熱爐對流管加熱到346°C，進入分餾塔下部，與來自焦炭塔頂部的高溫氣 體換熱，蒸發(fā)出物料中的輕質油后，物料溫度上升到395°C，同時洗滌下高溫油氣中夾帶的 焦末。原料與循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵送進加熱爐輻射室爐管，快速升溫至 510°C后，分別經過兩個四通閥進入焦炭塔底部。熱物料在焦炭塔內進行裂解、縮合等反應， 最后生成焦炭。焦炭聚結在焦炭塔內，反應生成的油氣自焦炭塔頂逸出，進入分餾塔，經過 換熱、分餾后得到氣體、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。離心分離出的固相進入旋轉窯爐蒸發(fā) 器，固相進入旋轉式蒸汽蒸發(fā)器，在溫度為135°C，壓力為60kpa(絕壓)下蒸發(fā)SOmin后得 到最終固體廢渣，分析結果表明該處理方法最終生成的殘渣可以達到“一般工業(yè)固體廢物 貯存、處置場污染控制標準”(GB18599-2001)的規(guī)定，可以直接排放。實施例4 某煉油污水處理廠產生的含油污泥經過機械脫水后，含水率為62. Owt%，油含量 為19. 7%，固含量為18.3%。該污泥經過干化(干化溫度210°C，壓力40kpa (絕壓)，時 間68min)后生成焦塊含水率為22.3%，其與煤油按1 15混合萃取(溫度為30°C，時 間Mmin)，待萃取結束后，將固液混合物送入離心分離器，分離出的液相進入延遲焦化裝 置，經過換熱以及加熱爐對流管加熱到345°C，進入分餾塔下部，與來自焦炭塔頂部的高溫 氣體換熱，蒸發(fā)出物料中的輕質油后，物料溫度上升到390°C，同時洗滌下高溫油氣中夾帶 的焦末。原料與循環(huán)油一起從分餾塔底抽出，用熱油泵送進加熱爐輻射室爐管，快速升溫 至500°C后，分別經過兩個四通閥進入焦炭塔底部。熱物料在焦炭塔內進行裂解、縮合等反 應，最后生成焦炭。焦炭聚結在焦炭塔內，反應生成的油氣自焦炭塔頂逸出，進入分餾塔， 經過換熱、分餾后得到氣體、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。離心分離出的固相進入旋轉窯爐 蒸發(fā)器，在溫度為110°C，壓力為20kpa (絕壓)下蒸發(fā)85min后得到最終固體廢渣，分析結 果表明該處理方法最終生成的殘渣可以達到“一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場污染控制標 準”(GB18599-2001)的規(guī)定，可以直接排放。表1最終殘渣分析結果
權利要求
1.一種含油污泥的處理方法，包含以下步驟(1)將機械脫水后含水率在50.0 90. Owt %的含油污泥送入干化設備，在絕壓20 IOOKPa下和100 300°C溫度下進行干化處理60 85min，污泥干化過程中生成的蒸汽進 入冷凝器，冷凝后的廢水進行油水分離，分離出的廢水B/C > 0. 3，可生化處理性能良好，排 入污水處理廠進行生化處理，達到GB8978-1996標準后排放；分離出的油進入延遲焦化裝 置進行回收處理，不凝性氣體進行尾氣處理，達到GB16^7-1996標準后排放；(2)當污泥中的含水率降低至0 60wt%后，干化后生成的焦塊在10 60°C下與萃取 劑混合進行萃取10 30min，萃取劑與焦塊的質量比為QOO 1) 1 ；(3)待萃取結束后，將固液混合物送入固液分離器，分離出的固相進入旋轉蒸發(fā)器，在 溫度為110 188°C，壓力為絕壓20 IOOKPa下蒸發(fā)60 85min后得到最終固體廢渣；(4)固液分離器分離出的液相送入延遲焦化裝置，經過換熱以及加熱爐對流管加熱到 340 350°C，進入分餾塔下部，與來自焦炭塔頂部的高溫氣體換熱，蒸發(fā)出物料中的輕質 油后，物料溫度上升到380 400°C，同時洗滌下高溫油氣中夾帶的焦末，原料與循環(huán)油一 起從分餾塔底抽出，用熱油泵送進加熱爐輻射室爐管，快速升溫至490 510°C后，分別進 入焦炭塔底部，熱物料在焦炭塔內生成焦炭，反應生成的油氣自焦炭塔頂逸出，進入分餾 塔，經過換熱、分餾后得到氣體、汽油、柴油、蠟油和循環(huán)油。
2.如權利要求1所述的含油污泥的處理方法，其特征在于優(yōu)選的操作范圍如下干化 處理時的干化溫度為110 210°C，壓力為絕壓50 80KPa，焦塊在萃取前含水率為20 50wt%，物料萃取過程中萃取溫度為25 45°C，萃取劑與焦塊的質量比為O0 2) 1。
3.如權利要求1或2所述的含油污泥的處理方法，其特征在于污泥干化后生成的焦 塊進入萃取罐，萃取罐上部安裝有攪拌器，將萃取劑打入萃取罐內，啟動攪拌器進行攪拌混 合萃取，物料混合均勻后停止攪拌，將混合物料送入離心分離器，分離出的液體送入焦化裝 置。
4.如權利要求3所述的含油污泥的處理方法，其特征在于對焦塊的萃取可采用釜式間 歇也可采用塔式連續(xù)操作。
5.如權利要求1所述的含油污泥的處理方法，其特征在于含油污泥包括油田與煉化企 業(yè)所產生的含油污泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含油污泥的處理方法，特別適用于煉油廠污水處理過程中產生的含油污泥。本發(fā)明方法是將經過離心脫水后的含油污泥通過旋轉式干化處理設備，在一定的負壓和溫度控制下進行干化處理，破壞含油污泥中水、油、固穩(wěn)定體系，蒸出含油污泥中部分油和水，干化后所生成的焦塊進行溶劑萃取處理，對萃取后的物料進行固液分離，分離出的液相送入延遲焦化裝置，分離后的固相經過干化處理后形成的殘渣達到固體的排放標準，過程中生成的廢水經過生化處理后達標排放。本發(fā)明的主要特點在于，污泥處理工藝流程短，污泥干化、萃取速度快、效率高、效果好，操作條件溫和，能量消耗低，油泥處理效果好，設備運行維護簡單。
文檔編號C10B55/00GK102050556SQ200910237009
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月30日 優(yōu)先權日2009年10月30日
發(fā)明者劉光利, 劉發(fā)強, 劉志花, 曹鳳霞, 李常青, 楊岳, 梁寶鋒, 江巖, 王軍 申請人:中國石油天然氣股份有限公司