CN103771677B

CN103771677B - 一种供氢剂热转化处理油泥的方法

Info

Publication number: CN103771677B
Application number: CN201210408381.8A
Authority: CN
Inventors: 回军; 赵昕
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-10-24
Also published as: CN103771677A

Abstract

本发明公开了一种供氢剂热转化处理油泥的方法。油泥经机械脱水后在绝氧条件下加热到100～300℃，进入闪蒸塔进行热闪蒸，回收轻质油分和泥浆；泥浆进行固液分离得到重质油分与固态物，固态物用氮气或水蒸气进行吹扫，回收重质油分；重质油分与供氢剂混合后进行热转化反应，反应油气经分馏得到各种产品。本发明方法用于油泥处理时具有灵活性好、焦炭产率降低以及热转化深度提高等优点。

Description

一种供氢剂热转化处理油泥的方法

技术领域

本发明涉及对含油污泥的处理方法，具体的说是一种采用供氢剂热转化处理油泥的方法。

背景技术

含油污泥主要是指由于各种原因造成的原油与泥土形成的含油污泥，以及油田正常生产中系统带出的含油泥沙，是一种富含矿物油的固体废物，主要成分是原油、泥和水。固体颗粒尺寸可从不足微米到几英寸，大多数在l至100微米之间，油的组成取决于原油种类、炼油厂结构与操作条件，污泥的组成可能随时间变化而变化。通常污泥中含有一定浓度的原油(5%～80%)、重金属离子(如铁、铜、镍等)与无机盐类(5%～20%)化合物等。这些油泥中一般含有苯系物、酚类、慈类等物质，并伴随恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，会使土地毒化、酸化或碱化，导致土壤及土质结构的改变，妨碍植物根系生长并会对水体和植被造成较大污染，同时也意味着石油资源的浪费。

按国家危险废物名录，油泥被列为危险废物，其对环境危害的长期性和潜在性，正引起高度重视。开展油泥管理及防治技术研究是目前国家环保工作的一项重要任务。因此，如何把这些含油污泥进行无害化和资源化利用，也是摆在目前炼油行业面前亟待解决的一个重要环保问题。

目前处理含油污泥的技术主要有资源回收、无害化处理和综合利用技术。资源回收处理技术包括溶剂萃取法、水洗法、微乳洗涤、破乳法等。油泥无害化处理处理技术包括固定化处理，生物处理、焚烧等技术。综合利用技术包括热分解、制砖铺路以及其它用途。含油泥砂的处理技术多种多样，每种方法都有各自的优缺点和适用范围。

溶剂萃取法是油泥处理技术中常用的一种，其利用“相似相溶”原理，选择合适的有机溶剂作萃取剂，将有机物从油泥中被溶剂抽提出来后，通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用，回收的原油则用于回炼。

美国专利US484271采用萃取氧化氧化法对含油污泥进行处理，先在污泥中加入一种轻质烃作萃取剂，经过萃取后，油和大部分有机物被去除，残留的污泥用HNO₃在200~375℃及常压条件下氧化处理。

中国专利ZL02133117.0 采用“热萃取－脱水－固液分离”的技术处理含油污泥，将含油污泥进行机械脱水，然后与萃取溶剂油混合并预热，混合均匀后进行热萃取-脱水处理，然后进行固液分离，液相进入焦化装置，固相可作为燃料，热萃取-脱水的汽相经冷凝后进行油水分离。该方法过程简单、无需特殊设备，投资及操作费用低，不但有效处理了含油污泥，而且其中有价值成分得到了充分的利用，同时不会给后处理装置带来不利影响。

发明内容

本发明正是基于以上的技术背景，提出了一种供氢剂热转化的方法处理油泥。

本发明提供的一种供氢剂热转化处理油泥的方法，包括以下内容：

（1）将机械脱水后的油泥在绝氧条件下加热到100～300℃，优选150～250℃，然后进入闪蒸塔进行热闪蒸，闪蒸出的轻质油分和水通过冷凝的方式回收，重质油分和固态物以泥浆的形式从分离塔里取出；

（2）通过过滤对步骤（1）所得泥浆进行固液分离，得到重质油分与固态物；在320～480℃的条件下，用N₂或水蒸气吹扫过滤所得固态物，携带出其中的油气，以进一步回收重质油分；

（3）将步骤（2）回收的重质油分与供氢剂混合后，进入热转化反应器，进行热转化反应；其中反应温度控制在300～500℃，反应时间在30～150min；

（4）步骤（3）得到热转化反应油气进入分馏塔内进行分馏，得到气体、汽油、馏分油及渣油。

本发明的热转化处理油泥的方法中，其中步骤（1）所述的热闪蒸，为本领域的常规操作。

步骤（2）中对塔底泥浆进行固液分离的操作为本领域中的常规操作手段，例如可以采用真空过滤、加压过滤或离心过滤的方法。利用氮气或者水蒸汽吹扫固态物的条件为，温度一般为320～480℃，吹扫的压力控制在0.2～0.4MPa。经过吹扫处理后得到的固态物用固化剂固化后作为燃料或填埋处理。

步骤（3）中，所述的供氢剂是指能够提供氢自由基的物质。所述的供氢剂一般可以选自四氢萘、十氢萘、催化裂化油浆、糠醛精制抽出油、加氢精制馏分油和乙烯装置焦油中的一种或几种。其中供氢剂在重质油分中的掺混比例（质量分数）一般在1%以上，所述的热转化反应器可以为本领域中常用的热转化反应器，如可以选择炉管式和塔式反应器。所述热转化反应的温度一般控制在300～500℃，反应时间在30～150min。

步骤（4）中，步骤（3）中热转化反应所得油气进入分馏塔进行分馏，即得到各种轻质油品和渣油。

与现有技术中处理油泥的方法相比较，本发明方法具有以下特点：

采用供氢剂热转化对油泥进行处理具有操作简便、灵活性好、降低焦炭产量并可获取一定量的轻质油品等优点。

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，堵塞管路，本发明在常规的热转化工艺条件下，通过添加供氢剂，来抑制生焦。

供氢剂是在反应过程中提供氢自由基的物质，如四氢萘在一定的反应温度下能够分解出4个活泼的氢自由基，氢自由基能够与在裂化反应中生成的大分子自由基反应，终止大分子自由基之间的进一步缩合，从而起到抑制缩合生焦的作用。因供氢剂存在下的热转化反应是在没有氢气和催化剂存在及低压条件下的“浅度加氢”转化过程。这可使得热转化反应在更高温度下进行，从而提高油泥的热转化深度，获得更多的轻质油品。

附图说明

图1为本发明方法的一种流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明的方法作更详细的描述。

实施例1

以某炼厂油罐底油泥为例说明本实施例，工艺流程如图1所示。油泥含油75%，含水14%，其余为固体物质。

油泥经机械搅拌脱水后，于绝氧条件加热至250℃，送入闪蒸塔进行闪蒸。塔顶得到水蒸气和轻烃蒸汽，冷凝后经油水分离器进行分离，得到轻质油分，污水进入污水处理系统。闪蒸塔塔底为重质油分和固态物混合的泥浆。泥浆进行过滤，得到重质油分和固态物；在400℃条件下，用N₂吹扫固态物携带出其中的油气。吹扫的压力控制在0.2MPa。

回收重质油分，加入四氢萘进行混合，四氢萘掺混比例为5%。将掺混了四氢萘的重质油分在加热炉中加热到300℃，再经管线进入热转化反应器。热转化反应器的反应温度控制在400℃，反应时间90min。反应油气进入分馏塔内进行分离，得到气体、汽油、馏分油及渣油。

本实施例中，油泥经供氢剂热转化反应后，气体收率为8%，<200℃馏分收率为15%，200-350℃馏分收率为23%，>350℃馏分收率为51%，焦炭产率为3%（各组分收率均以油泥中的含油率为基准）。

实施例2

以某炼厂油罐底油泥为例说明本实施例，主要工艺流程如图1所示。油泥含油67%，含水23%，其余为固体物质。

本实施例中以催化裂化油浆作为供氢剂，掺供氢剂比例为10%。热转化反应器的反应温度为450℃，反应时间为120min。

油泥经过热转化反应后，气体收率为12%，<200℃馏分收率21%，200-350℃馏分收率为21%，>350℃馏分收率为42%，焦炭产率为4%。（各组分收率均以油泥中的含油为基准）。

比较例1

比较例1中的油泥原料同实施例1，工艺流程与实施例1相同。

不掺供氢剂进行热转化反应，热转化反应温度及反应时间均同实施例1。油泥经热转化反应后，气体收率为6%，<200℃馏分收率为12%，200-350℃馏分收率为16%，>350℃馏分收率为55%，焦炭产率为11%。

Claims

1.一种供氢剂热转化处理油泥的方法，包括以下内容：

（1）将机械脱水后的油泥在绝氧条件下加热到100～300℃，进入闪蒸塔进行热闪蒸，闪蒸出的轻质油分和水通过冷凝的方式回收，重质油分和固态物以泥浆的形式从分离塔里取出；

（2）通过过滤对步骤（1）所得泥浆进行固液分离，得到重质油分与固态物；在320～480℃的条件下，用氮气或水蒸气吹扫过滤所得固态物，携带出其中的油气，进一步回收重质油分；

（3）将步骤（2）回收的重质油分与供氢剂混合后，进入热转化反应器，进行热转化反应；所述的供氢剂选自四氢萘、十氢萘、催化裂化油浆、糠醛精制抽出油、加氢精制馏分油和乙烯装置焦油中的一种或几种；

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，将机械脱水后的油泥在绝氧条件下加热到150～250℃。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中对塔底泥浆进行固液分离采用真空过滤、加压过滤或离心过滤的方法。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，用氮气或者水蒸汽吹扫过滤得到固态物的吹扫压力控制在0.2～0.4MPa。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述的供氢剂在重质油分中的质量分数在1%以上。

6.按照权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的供氢剂占重质油分的质量分数为5%～20%。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中经过吹扫处理后得到的固态物用固化剂固化后作为燃料或填埋处理。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中热转化反应的温度控制在300～500℃，反应时间在30～150min。