_浅析石化废水污泥的处理方法

第5卷第6期中国水运Vol.5No.62007年6月ChinaWaterTransportJune2007收稿日期：2007-5-1作者简介：宁文凯男（1977-）广东省清远市环境工程设计研究所工程师（511515）石化废水污泥浓缩池脱水焦化反应釜三相分离器储油罐含油污水去污水处理装置石蜡烃烯烃二烯烃环烯烃芳烃稠环芳烃沥青质焦碳环烯烃浅析石化废水污泥的处理方法宁文凯摘要：石化废水产生的污泥是一种富含矿物油的固体废物，本文针对含油污泥的组成特点，利用矿物油的焦化反应机理，确定焦化法处理含油污泥的工艺流程，并对该流程的工业化可行性进行了分析。关键词：石油化工工业废水含油污泥焦化法中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1006-7973（2007）06-0043-02一、前言污泥是一种富含矿物油的固体废物，来自石油、化工行业生产过程中产生的油泥、油砂，具有产生量大、含油量高、重质油组分高、综合利用方式少、处理难度大等特点，它的存在对周围环境质量产生着不良的影响，因此对含油污泥中的油资源进行回收利用，同时将含油污泥进行无害化处理已是一个迫在眉睫的问题。由于初次做石化废水污泥的治理研究，论文在资料的搜集上仍有一定的局限性，加之水平有限，难免有不足之处，不当之处恳请各位专家批评指正。二、污泥处理流程及技术论证1．污泥处理流程目前，国内已经积极地进行的油砂、油泥的治理和综合利用工作，但收效不大，国内外已经用于生产和研究处理含油污泥的方法一般有：热洗涤法、溶剂萃取法、固液分离法、化学破乳法等，但这些方法由于投资、处理效果及操作成本等原因，一直未在国内外得以应用普及。现在处理含油污泥比较流行的方法是焦化法，取得了良好的效果。焦化反应处理含油污泥就是利用重质油焦化反应的特点，使油泥中的矿物油得到深度裂解，最终生成化学性质稳定的石油焦和多馏分的轻质油，实现资源回收和保护环境的最终目的，其工艺流程如下：2．焦化法处理含油污泥的反应机理焦化法处理含油污泥的反应机理是由于油泥中含有一定数量的矿物油，其组成主要有烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃、胶质及沥青质等，油泥中矿物油重质组分沉积居多，焦化法处理含油污泥实质就是对重质油的深度处理，其反应是一个烃类物质的热转化过程，既重质油的高温裂解和热缩合，其反应过程大致如下：重质油中各组分的裂解和缩合能力依次为：正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>芳香烃>环芳烃>多环芳烃烃的热反应是一种复杂的平行顺序反应，基本上可以分成裂解和缩合两个方向：裂解方向生成较小的分子（如气体烃），缩合方向生成较大的分子（如胶质、沥青质、焦碳等）通常认为烃热反应为自由基反应，在热转化过程中重质油一般加热至370℃左右即开始裂解，同时缩合随裂解深度的加深而加快。在低裂解深度下，原料和焦油中的芳烃是主要结焦母体：在高裂解深度下，二次反应生成的缩聚物是主要结焦母体。最终，裂解的轻质烃类在合适温度下分离，最终的缩聚物被留在反应容器中。矿物油的热反应过程并不是完全的随机过程，通过控制一定的反应条件是影响反应的主要参数。本次研究以控制矿物油生成焦碳的最大转化率和常温下获得最大液相产品收率为主要目标，在实验的基础上优化该方法的反应时间、反应温度等条件，同时对原料选择进行研究。44中国水运第5卷3．工艺流程说明在大量实验室实验和小试的基础上，基于焦化反应机理，提出如下工艺即基本反应条件：原料（油泥、油砂）经过预处理（脱水）后除去较大机械杂质，利用传输设备与一次性催化剂掺和后送入已经预热（合理的进料温度有利于缩短反应时间，提高液收率，同时便于操作）的焦化反应釜（180℃）。封釜后加热进行催化焦化反应，反应温度控制在490℃，反应时间为60min。焦化反应气通过伴热管线（避免重组分在管中凝固，伴热温度>350℃）进入三相分离器；三相分离器由循环水控制降温（<100℃），分离器上部气相组分进入燃烧系统回收利用，底部含油污水排入污水处理系统，回收油送储油罐贮存。反应结束后，开釜除焦，生成的焦碳中石油类的含量可降至0.3‰～0.9‰，低于国家《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284－84）中矿物油最高允许含量（3g/kg干污泥，即3‰）。一次性催化剂除提供反应速度外，在生成的焦碳中还可以起到分散作用，便于除焦操作的进行。4．结果与讨论（1）温度和反应时间对产品回收率的影响反应结果见表1。表1反应条件及结果汇总表温度（℃）时间（min）液相收率（%）转化率（%）焦碳产率（%）50030405060.1485.6976.6198.6498.7198.467.7012.911.63490306012084.9555.2370.9694.7597.6798.41－4.121.8247012052.8491.81－注：转化率是指样品中油的反应转化率由表1可以看出：温度越高，在相同的