CN101823824A

CN101823824A - 一种含油污泥的处理工艺

Info

Publication number: CN101823824A
Application number: CN200910079177A
Authority: CN
Inventors: 刘发强; 杨岳; 江岩; 李常青; 刘光利; 梁宝锋; 王立蓉; 刘志花
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2009-03-04
Filing date: 2009-03-04
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2029-03-04
Also published as: CN101823824B

Abstract

本发明涉及一种含油污泥的处理工艺，特别适用于炼油厂污水处理过程中产生的含油污泥。本发明是将经过离心脱水后的含油污泥通过旋转式干化处理设备，在一定的负压和温度控制下进行干化处理，破坏含油污泥中水、油、固稳定体系，蒸出含油污泥中部分油和水，干化后所生成的焦块进行溶剂萃取处理，处理后形成的固体残渣达到固体的排放标准，过程中生成的废水经过生化处理后达标排放，萃取出的油可以作为燃料使用也可用于回炼，萃取剂可以再生循环使用。本发明的主要特点在于，污泥干化、萃取速度快、效率高、效果好，操作条件温和，能量消耗低、油泥处理效果好，设备运行维护简单。

Description

一种含油污泥的处理工艺

技术领域

本发明涉及一种含油污泥的处理工艺，特别是炼油厂、炼油污水处理厂产生的含油污泥无害化、资源化的处理工艺。

背景技术

炼化企业在石油炼制和废水处理过程中产生大量的含油污泥，它们主要来自隔油池、浮选池、生物活性污泥、原油脱水罐、储油罐和污油罐等。这些污泥成分复杂，属于较稳定的多相体系，一般由水包油、油包水以及悬浮固体组成，且乳化充分，黏度较大，固相难以彻底沉降，给污泥处理带来很大的难度。目前，我国石油化工行业中，平均每年约产生80万吨含油污泥。随着企业生产装置规模的不断扩大，这些企业在创造经济效益的同时，也对环境产生了巨大的压力。相应的废渣排放总量及种类也在逐步地增加，使得企业排污总量和污染治理费用也呈现上升的趋势。近年，随着国家环保法规标准要求的不断提高，环保执法力度不断加大，生产过程中所生成固体废弃物的污染控制与资源化利用，已成为困扰石油和石油加工行业的难题。新修订的《固体废物污染环境防治法》对固体废物防治提出了更加严格的要求。如未经过处理的含油污泥排放收费标准为1000元/吨。废固的无害化资源化利用已被列为建设节约性社会的重要工作内容，按照新的法规、标准，许多企业对含油污泥的处置很难达到要求，造成企业排污负担加重，环境污染隐患突出。

随着国民经济的发展和对环境保护的重视，越来越多的机构开展了对含油污泥处理的研究。针对含油污泥水含量高，水、油、固乳化充分，化学成分复杂、黏度较大，固相难以彻底沉降等特点，使含油污泥处理过程中存在脱水困难，处理成本高，投资大且难以彻底处理等问题。近20年以来，虽然有多种有关含油污泥的研究报道，而含油污泥的处理技术也多种多样，每种方法各有各自的优缺点和使用范围，现今含油污泥的处理技术难以得到推广应用形成工业化生产。目前，含油污泥处理问题一直难以得到经济合理地解决，常常采用露天堆放或填埋方式处理，这些污泥中一般含有烃类、苯系物、酚类和蒽类等物质，并伴随恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，会对土壤、水体和植被造成较大污染，同时也意味着石油资源的浪费。

CN1488591A提出了一种含油污泥的处理方法，将含油污泥进行机械脱水，然后与萃取剂混合并预热，混合均质后进行热萃取-脱水处理，然后进行固液分离，液相进入焦化装置，固相作为燃料。该技术在萃取过程中含油污泥中水分太多，萃取不彻底，分离后的固相中有机物含量高，且混合过程中需要对物料进行预热，预热温度为50℃～100℃，萃取过程中操作温度为100℃～150℃，能量消耗大。

CN1526797A提出一种含油污泥萃取方法，选用萃取剂为轻质煤焦油(常压下沸点45℃～90℃)，石油醚、轻质油或C₅，利用溶剂对含油污泥中燃料油的溶解作用，对含油污泥中水、油和泥进行分离。但是，该技术的萃取工艺条件为萃取温度45～55℃，萃取过程中能量消耗较高，且该技术中含油污泥在萃取前未进行干化处理，含油污泥经过萃取后油萃取不易彻底。

CN1765781A提出一种含油污泥的处理方法，采用萃取剂与含油污泥混合、萃取蒸发脱水处理及固液分离，其特征在于多效多级或单效多级萃取政法系统，所述的多效多级萃取蒸发系统的操作条件如下：其第一级采用常压，温度为95℃～115℃，最后一级表压为0.01～0.60Mpa，温度为125℃～175℃。该技术技在萃取前未对含油污泥进行干化处理，过程中含油污泥中水分太多，萃取不彻底，分离后的固相中有机物含量高，且在萃取过程中需要对物料进行加热，需要多级萃取，工艺流程长，设备多，设备投资大，能量消耗大。

CN1178777A提出一种含油污泥的处理方法，将含油污泥预脱水之后，在减压蒸馏釜内控制一定的压力和温度，蒸出污泥中全部的水和部分油，将剩下的油和泥渣自然分离沉降分离，泥渣加入洗涤水洗涤，洗涤水送入污水处理池，分出的渣排出后进行常规处理。该方法生成废水量大，污泥残渣的处理不彻底。

US4990237公开了一种从含油污泥中回收油的方法，主要是采用常压或微负压下，通过低温和高温两个蒸发段，对含油污泥中的油进行全部蒸发。该方法工艺流程长，设备复杂，操作条件苛刻，能耗大。另外，还有部分专利文献也分别涉及含油污泥的处理，但是这些专利文献所涉及的含油污泥处理技术存在着能量消耗高、工艺流程复杂、操作条件苛刻或含油污泥处理不够彻底等方面的不足之处。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种工艺流程短，操作温度低，能量消耗低，易于脱出含油污泥中油和水的处理工艺，实现含油污泥无害化处理和资源化利用。

本发明提供了一种含油污泥处理工艺，步骤如下：

(1)将机械脱水后含水率在50.0～90.0wt％的含油污泥送入干化设备，在绝压20～100KPa下和100～300℃下进行干化处理60～85min，污泥干化过程中生成的蒸汽进入冷凝器，冷凝后的废水进行油水分离，分离出的废水进行生化处理，达到GB8978-1996规定标准后排放；分离出的油可进行回炼或直接作为燃料使用；不凝性气体进行尾气处理，达到GB14554-1993规定标准后排放；

(2)干化后生成的焦块在0～45℃下与萃取剂混合进行萃取10～30min，萃取剂与焦块的质量比为(200～1)∶1；

(3)待萃取结束后，将固液混合物送入固液分离器，分离出的液相混合物在精馏塔内实现溶剂再生后循环使用，固相进入旋转蒸发器，在温度为110～188℃，压力为20～100kpa(绝压)下蒸发60～85min后得到最终固体废渣。

适宜的工艺条件和萃取剂是含油污泥处理技术的关键。本发明含油污泥处理过程中优选的操作范围如下：干化处理时的干化温度为110～210℃，压力为50～80KPa(绝压)，焦块在萃取前含水率为20～50wt％，物料萃取过程中萃取温度为25～45℃，萃取剂与焦块的质量比为(20～5)∶1。

其中，本发明所述污泥干化后生成的焦块进入萃取罐，萃取罐上部安装有搅拌器，萃取剂进入萃取罐内，启动搅拌器进行搅拌混合萃取，物料混合均匀后停止搅拌，将混合物料由罐底部打入离心分离器，分离出的液体进入精馏塔，塔顶的轻组分冷凝后进行循环使用，塔低的重组分可作为燃料使用也可炼焦。对焦块的萃取可采用釜式间歇也可采用塔式连续操作。

本发明所述的含油污泥包括油田与炼化企业所产生的含油污泥。

本发明所采用的萃取剂为宽沸点范围有机溶剂的一种或多种的混合物，常压下其沸点为40～200℃。

本发明最佳的萃取剂为C₄～C₂₀的烃类中的一种，如丁烷、辛烷、煤油、柴油等。

本发明所述的固液分离采用沉降分离或离心分离。

本发明所述的含油污泥干化设备最好为间壁式传热干化处理设备，包括旋转窑、各种旋转式蒸发加热器、浆叶式设备干燥机等，加热介质包括高、低压蒸气、导热油、烟道气等。含油污泥干化后生成的焦块，在加入萃取剂后，将焦块中的油萃取出来，萃取过程可以一次完成也可以进行多级萃取完成。

本发明中经萃取后的固相进入旋转蒸发器，蒸发后的最终固体废渣按照GB5085.3-2007鉴别标准和GB5086.2-1997及GB/T1555毒物鉴别方法进行实验分析。分析结果表明最终固体残渣能够达到“一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准”(GB18599-2001)的规定，可直接填埋处理。

本发明的含油污泥经过干化处理后，蒸发掉大量的水，破坏了含油污泥中水-油-固所形成的稳定体系，使萃取更易于进行，同时，采用较低沸点的溶剂，萃取能力更强。

本发明含油污泥处理流程短，工艺简单，含油污泥干化操作温度低，用工厂一般的低压蒸气即可达到所需要的温度；混合萃取温度低，减少了能量消耗，操作费用和设备投资低，含油污泥处理效果十分显著。萃取的次数少，萃取效果好，从含油污泥经萃取出的油可燃烧也可回炼，实现废物的资源化利用，萃取后所生成残渣可达到排放标准直接填埋处理，实现含油污泥的无害化处理。所选用的萃取剂沸点较低，易于与萃取出的油进行分离，实现再生循环使用。

附图说明

图1为实施1的工艺流程示意图。

图1中附图标记说明如下：1-含油污泥；2-污泥干化设备；3-第一冷凝器；4-尾气处理装置；5-油水分离器；6-焦块；7-萃取剂；8-萃取反应器；9-第二冷凝器；10-精馏塔；11-固液分离器；12-蒸发器。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的具体说明，所用萃取剂均为市售。经萃取后最终固体废渣按照GB5085.3-2007鉴别标准和GB5086.2-1997及GB/T1555毒物鉴别方法进行实验分析，分析结果列于表1中。下文中“％”均指质量百分数。

实施例1：

某炼油污水处理厂产生的含油污泥经过机械脱水后，含水率为75.5wt％，油含量为19.6wt％，固含量为4.9wt％。该污泥在浆叶式污泥干燥机中干化(干化温度300℃，压力20kpa(绝压))85min后，生成焦块含水量为1.2wt％，其与丁烷按质量比为1∶95混合进行萃取30min(温度为0℃)，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相混合物在精馏塔内实现溶剂再生后循环使用，固相进入旋转蒸发器，在温度为180℃，压力为100KPa(绝压)下蒸发65min后得到最终固体废渣，分析结果见表1。分析结果表明：该处理方法最终生成的残渣可以达到“一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准”的规定，可以直接填埋，萃取出的油可以回炼或作为燃料使用，萃取剂经过再生后循环使用，具体的工艺流程见图1。

对比例1：

某炼油污水处理厂产生的含油污泥经过离心甩干后，含水量为75.5wt％，油含量为19.6wt％，固含量为4.9wt％，不经过干化直接与丁烷按质量比为1∶95混合进行萃取，萃取温度为0℃，萃取时间为30min，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器后，进入浆叶式污泥干燥机，在温度为180℃，压力为100KPa(绝压)下蒸发65min后得到最终固体废渣，最终形成的废水BOD₅/COD_Cr＞0.30，生化处理后达标排放，最终生成的残渣有机物含量为56.3wt％，仍然属于危险废物，不能直接排放，需要对残渣进一步处理。

实施例2：

某炼油污水处理厂产生的含油污泥经过机械脱水后，含水量为79.5wt％，油含量为15.7wt％，固含量为4.8wt％。该污泥在旋转窑炉蒸发器中，在温度为300℃，压力为100KPa(绝压)条件下，干化75min后生成焦块含水量为58.5wt％，其与辛烷按质量比为1∶8混合进行萃取，萃取温度为45℃，萃取时间为15min，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相混合物在精馏塔内实现溶剂再生后循环使用，固相进入旋转窑炉蒸发器，在温度为150℃，压力为60kpa(绝压)下蒸发72min后得到最终固体废渣，分析结果表明：该处理方法最终生成的残渣可以达到“一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准”(GB18599-2001)的规定可以直接排放，萃取出的油可以回炼或作为燃料使用，萃取剂经过再生后循环使用。

对比例2：

某炼油污水处理厂产生的含油污泥经过机械脱水后，含水量为79.5wt％，油含量为15.7wt％，固含量为4.8wt％。其与辛烷按质量比为1∶8混合进行萃取，萃取温度为45℃，萃取时间为15min，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相混合物在精馏塔内实现溶剂再生后循环使用，固相进入旋转窑炉蒸发器，在温度为150℃，压力为60KPa(绝压)条件下干化72min后生成焦块油含量为49.2wt％，仍然属于危险废物，不能直接排放，需要对残渣进一步处理。

实施例3：

某炼油污水处理厂产生的含油污泥经过机械脱水后，含水量为82.5wt％，油含量为15.7wt％，固含量为4.8wt％。该污泥在旋转式蒸发加热器中，在温度为160℃，压力为40kpa(绝压)条件下，干化60min后生成焦块含水量为40.5wt％，其与柴油按质量比为1∶20混合进行萃取，萃取温度为20℃，萃取时间为10min，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相混合物在精馏塔内实现溶剂再生后循环使用，固相进入旋转式蒸汽蒸发器，在温度为135℃，压力为60KPa(绝压)下蒸发80min后得到最终固体废渣，分析结果表明：该处理方法最终生成的残渣可以达到“一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准”(GB18599-2001)的规定，可以直接排放，萃取出的油可以回炼或作为燃料使用，萃取剂经过再生后循环使用。

实施例4：

某炼油污水处理厂产生的含油污泥经过机械脱水后，含水量为62.0wt％，油含量为19.7wt％，固含量为18.3wt％。该污泥在旋转式蒸发加热器中，在温度为210℃，压力为40KPa(绝压)条件下，干化68min后生成焦块含水量为22.3wt％，其与煤油按质量比为1∶15混合萃取，萃取温度为30℃，萃取时间为22min，待萃取结束后，将固液混合物送入离心分离器，分离出的液相混合物在精馏塔内实现溶剂再生后循环使用，固相进入旋转窑炉蒸发器，在温度为110℃，压力为20kpa(绝压)下蒸发85min后得到最终固体废渣，分析结果表明：该处理方法最终生成的残渣可以达到“一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准”(GB18599-2001)的规定，可以直接排放，萃取出的油可以回炼或作为燃料使用，萃取剂经过再生后循环使用。

表1最终残渣分析结果

注：残渣中各有机物含量也均达到国标(GB5085.3-2007)要求范围。

由于对比例中有机物含量太高，仍然属于危险固体废物，因此没必要对其重金属含量进行进一步的分析。

Claims

1.一种含油污泥的处理工艺，步骤为：

2.如权利要求1所述的含油污泥处理工艺，其特征在于优选的操作范围如下：干化处理时的干化温度为110～210℃，压力为50～80KPa(绝压)，焦块在萃取前含水率为20～50％(wt)，物料萃取过程中萃取温度为25～45℃，萃取剂与焦块的质量比为(20～5)∶1。

3.如权利要求1或2所述的含油污泥处理工艺，其特征在于污泥干化后生成的焦块进入萃取罐，萃取罐上部安装有搅拌器，将萃取剂打入萃取罐内，启动搅拌器进行搅拌混合萃取，物料混合均匀后停止搅拌，将混合物料由罐底部打入离心分离器，分离出的液体进入精馏塔，塔顶的轻组分冷凝后进行循环使用，塔低的重组分可作为燃料使用也可炼焦。

4.如权利要求3所述的含油污泥处理工艺，其特征在于对焦块的萃取可采用釜式间歇也可采用塔式连续操作。

5.如权利要求1所述的含油污泥处理工艺，其特征在于含油污泥包括油田与炼化企业所产生的含油污泥。

6.如权利要求1所述的含油污泥处理工艺，其特征在于所采用的萃取剂为宽沸程范围有机溶剂的一种或多种的混合物，常压下其沸程为40～200℃。

7.如权利要求1或6所述的含油污泥处理工艺，其特征在于所采用的萃取剂为C₄～C₂₀的烃类中的一种。

8.如权利要求1所述的含油污泥处理工艺，其特征在于所述的固液分离采用沉降分离或离心分离。

9.如权利要求1所述的含油污泥处理工艺，其特征在于所述的含油污泥干化设备为间壁式传热干化处理设备。