CN103739180A - 一种微波热解处理油泥的方法 - Google Patents

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李会鹏
赵华
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Abstract

本发明是一种微波热解处理油泥的方法，采用微波热解对油泥进行处理具有设备操作简单，油泥处理程度高的特点。它的步骤是：（1）油泥经过脱水预处理后除去机械杂质，经预热后送入装有外接微波辐射的热解反应器；（2）进入热解反应器的进料在反应器中进行热转化，反应温度控制在400～500℃，反应时间在10～30min。微波辐射频率为2450MHz，功率为0～750W连续可调；（3）热解反应气进入三相分离器，上部气相组分回收利用；底部含油污水排入污水处理系统，回收油送入储罐储存。预热在加热炉中温度在300～350℃。本发明焦炭产率低、可靠性高、可清洁生产。

Description

一种微波热解处理油泥的方法
技术领域
本发明涉及对含油污泥的处理方法，具体地说是采用微波热解处理油泥的方法。
背景技术
含油污泥是石油开采、运输、炼制及含油污水处理等作业过程中产生的含油固体废弃物。具有含水量高、体积大，成分复杂、处理难度大，有害成分多数超过排放标准，含有较高的热值等特点。
含油污泥体积庞大，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，而且产生大量恶臭气体，对周围土壤、水体、空气造成污染，油泥中的石油类物质渗入土壤后，会粘着于土壤颗粒的表面，影响土壤的通透性，阻碍有效的土壤导水通路，使土壤渗水量下降，透水性降低。由此改变土壤性质，破坏土壤结构及土壤微生物的生存环境。含油污泥中的低分子烃能穿透到植物组织内部，破坏植物的正常生理机制；高分子烃易于在植物表面形成一层粘膜，阻碍植物气孔，影响植物蒸腾、水分吸收、呼吸和光合作用，甚至引起植物根系的腐烂。遭到破坏的植被将引起生态系统食物链的断裂，造成生态系统最初级的生产者失去重要的制造有机物和氧气的能力，威胁到人类和其他生物生存。由此可见，含油污泥的存在对周围环境质量产生不良的影响，是目前固体废物处理中一个比较大的难题。
1940年代，国外就开始研究含油污泥有效处理技术，开发出多种方法。如通过萃取和热解、热洗等方法提取含油污泥中的油组分，减少污染源。调质-机械分离技术是国外应用比较成熟的技术，通过加入药剂后再机械分离油、水、泥三相，实现处理含油污泥的目的。法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式，灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋场，焚烧产生的热能则用于供热发电。
我国各大油田也开展了对含油污泥处理技术的研究。早期主要应用调质-机械分离技术和回转锅炉焚烧技术来处理含油污泥。大庆油田于1997年建立了我国第一个含油污泥调质-机械分离处理站；荆门石化、长岭石化和燕山石化则采用焚烧锅炉处理产生的含油污泥。但这些技术存在着处理不彻底或产生二次污染的问题。微波化学是在微波场中物质特性及其相互作用研究基础上发展起来的一门新兴的前沿交叉学科。微波是频率约在300MHz~300GHz的一种高频电磁波。常用的微波频率为2450 MHz。它具有电磁波的诸如反射、透射、干涉、衍射、偏振以及能量传输等波动特性。近几年来，微波的高效发热特性的进一步开发，使得它的应用由传统的通讯领域转向催化化学、材料加工、污染控制等领域。其中，在污染控制领域，特别是在工业污泥、医疗垃圾、废旧轮胎、电子垃圾以及建筑垃圾等周体废弃物的处理方面取得了较大的进展。微波加热过程中，能量转化通过微波场中材料分子或原子间的相互作用进行，具有高效、快速和“整体性”加热的特点，加热过程中温度分布均匀，传热传质方向相同，易获得理想的热解目标产物。
发明内容
本发明的目的正是基于以上的技术背景，提出了一种微波热解处理油泥的方法。由于油泥中含有一定数量和一定馏程分布的油分，主要有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、胶质及沥青质等。油泥中的油分在一定的温度下可发生热转化反应。烃类的热转化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、焦炭等)。通常认为烃类热反应为自由基反应，在热转化过程中，油分一般加热至370℃左右即开始裂解，同时缩合反应随裂化深度的增加而加快。在低裂解深度下，原料和油分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。为避免生成过多的焦炭，本发明的油泥热解反应在微波加热辅助下进行。
本发明的具体步骤如下：
（1）油泥经过脱水预处理后除去机械杂质，经预热后送入装有外接微波辐射的热解反应器；
（2）进入热解反应器的进料在反应器中进行热转化，反应温度控制在400～500℃，反应时间在10～30min。微波辐射频率为2450MHz，功率为0～750W连续可调；
（3）热解反应气进入三相分离器，上部气相组分回收利用；底部含油污水排入污水处理系统，回收油送入储罐储存；
（4）热解反应结束后除去反应器中少量的焦炭，可作为燃料焦利用。
本发明的优点是：
采用微波热解对油泥进行处理具有设备操作简单，油泥处理程度高，焦炭产率低、可靠性高、可清洁生产等优点。
附图说明
图1是本发明的工艺流程。
具体实施方式
具体实施例1：
以某炼厂油罐底油泥为例说明本发明具体实施例。油泥含油78％，含水14％，其余为固体物质。
油泥经过脱水预处理后除去机械杂质，在加热炉中加热到300～350℃，再经管线进入热解反应器。反应温度480℃，反应时间在30min。反应器外接微波辐射装置。微波辐射频率为2450MHz，功率为750W连续可调。辐射时间同反应时间。热解气通过伴热管线进入三相分离器，为避免热解气凝固，伴热管线温度高于350℃。三相分离器由循环水控制降温(<100℃)，分离器上部气相组分送入燃烧系统回收利用；底部含油污水排入污水处理系统，回收油送入储罐储存。热解反应结束后除去反应器中少量的焦炭，可作为燃料焦利用。
油泥经微波热解反应后，转化率为98.5％，液相收率为89.4％，液相产品中<200℃馏分占17.6％，200-350℃馏分占26.5％，>350℃馏分占45.3％，气体收率6.6％，焦炭产率4％。
具体实施例2：
以某炼厂油罐底油泥为例说明本发明具体实施例。油泥含油65％，含水24％，其余为固体物质。反应温度选择为500℃。反应时间为15min。微波辐射频率为2450MHz，功率为600W连续可调。辐射时间同反应时间。油泥经微波热解反应后，其转化率为97.5％，液相收率为80.8％，液相产品中<200℃馏分占16.4％，200-350℃馏分占23.8％，>350℃馏分占36.6％，气体收率10.2％，焦炭产率9％。 

Claims (2)

1.一种微波热解处理油泥的方法，其特征在于：
（1）油泥经过脱水预处理后除去机械杂质，经预热后送入装有外接微波辐射的热解反应器；
（2）进入热解反应器的进料在反应器中进行热转化，反应温度控制在400～500℃，反应时间在10～30min；
 微波辐射频率为2450MHz，功率为0～750W连续可调；
（3）热解反应气进入三相分离器，上部气相组分回收利用；底部含油污水排入污水处理系统，回收油送入储罐储存。
2.根据权利要求1所述的一种微波热解处理油泥的方法，其特征在于：预热在加热炉中温度在300～350℃。
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