CN111977936B - 一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法；包括以下步骤：(1)将含油污泥脱水；(2)25‑300℃温度下油泥中油分裂解，用去炼油装置回收固体中的轻组份油分返回炼油工艺，排出含焦油气体经过冷凝后用于焦化工艺；(3)在步骤(2)得到的剩余固体中加入催化剂、活化剂、氧化剂(双氧水)和水，在60‑90℃搅拌反应0.5‑8小时；(4)将步骤(3)得到的固液混合物经离心或者过滤后，烘干固体得到一种类生物炭固体；(5)向步骤(4)中的溶液蒸发干燥得到含有腐植酸的有机肥固体，水冷凝后循环至原催化氧化工艺中；本方法工艺简单、成本低、见效快、处理量大、提纯彻底，可以实现含油污泥全资源化利用。

Description

一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法
技术领域
本发明涉及含油污泥资源化技术领域，尤其涉及一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法。
背景技术
含油污泥由石油开发、收集运输以及石油炼制过程产生。污泥中含油率在10％～50％，含水率在40％～90％。
含油污泥的组分十分复杂，即含有大量的老化原油、渣油、蜡质、沥青质等油分，具有含油量高、重质油组分高等特点油气回收利用潜力大。
但因其中含有苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒“三致”物质、少量铜、锌、铬、汞等重金属盐外加入的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等水处理药剂，分离处理技术难度高，若不加以处理直接排放，将会侵占大量土地严重污染周围土壤、水体、空气。
目前常用的含油污泥处理方法有：溶剂萃取法、焚烧法、生物法、调剖回注法以及含油污泥固化利用等。
溶剂萃取法是指利用化学溶剂萃取分离回收污泥中的油品，优点是油、水、泥都能得到有效分离，萃取剂性质稳定，可循环利用；缺点是：流程长，工艺复杂，萃取剂费用较高，处理不彻底。
焚烧法是指预处理后的含油污泥送至焚烧炉进行焚烧，减容、减毒效果好，缺点产生二次废气污染、需加助燃燃料、油泥中的油无法回收、焚烧后灰渣需进一步处理。
生物法处理通过利用微生物将含油污泥中的石油烃类降解为无害的产物，但生物法反应周期过长，处理成本过高，微生物选育困难并且易中毒等缺点。
调剖回注法是利用采出水中的含油污泥与地层有良好配伍性，使油组份分散成乳状液，将其注入油田井下待调剖面，或用作堵水材料但是该法不但难以消除含油污泥。
含油污泥固化法将含油污泥砂固化为砌块，该法工艺简单易行，该种方式无法回收油品，存在较大环境风险。
因此，如何实现危险固体废物含油污泥无害化和资源化处理，一直是备受关注、困扰石化行业的难题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法。
采用本发明工艺提取的类生物炭固体可以回用于改良土壤、冶炼、污水处理等工业原料；采用本发明工艺得到的有机肥固体具有改善土壤的理化性状，使土壤耕性变好，渗水能力增强，提高土壤蓄水、保肥、供肥和抗旱防涝能力，增产明显；回收的水冷凝后循环至原催化氧化工艺中。
本发明工艺简单、成本低、见效快、处理量大，能够有效处理含油污泥中有毒有害物质，可实现大规模连续化工业化生产，实现变废为宝。
本发明通过下述技术方案实现：
一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法，包括如下步骤：
步骤一：将含油污泥(落地油泥、开采油泥或罐底油泥等)脱水；
步骤二：25-300℃温度下油泥中油分裂解，用炼油装置回收固体中的轻组份油分返回炼油作业，排出的气体经过冷凝后用于焦化作业；
步骤三：在步骤二剩余固体中加入催化剂、氧化剂、活化剂和水搅拌混合均匀，在60-90℃搅拌反应0.5-8小时，得到(较多)可溶性小分子有机物的固液混合物，固液分离得到有机肥溶液；剩余固体可作为土壤调理剂；
步骤四：对步骤三得到的有机肥溶液进行蒸馏，固体干燥得到有机肥固体；分离水、冷凝水返回步骤三以便于循环利用。
步骤三所述催化剂为含Cu、Zn或者Fe过渡金属盐中的一种或多种。
所述过渡金属盐催化剂的质量分数为5-20％。
本发明最优选的过渡金属盐催化剂的质量分数为5％
步骤二所述氧化剂为H2O2，且混合物中含有H2O2的质量为5wt-30％。本发明最优选的混合物中含有H2O2的质量为5wt％。
步骤三中所述活化剂为KOH、NaOH或者氨水中的一种或者多种。
所述活化剂的浓度为1mol/L～6mol/L。
本发明最优选的活化剂的浓度为1mol/L。
步骤四所述有机肥溶液含有的有机小分子为腐植酸，剩余固体为类生物炭。
本发明原理：在催化剂的作用下，利用大分子有机物易与活化剂发生催化氧化反应，从而变成小分子有机物的特征，将其与一定比例活化剂/催化剂充分混合，生成可资源化利用的小分子腐植酸，从而达到利用残余油份的目的。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
(1)突破了含油污泥乃至其它有机污泥处理的技术瓶颈，提供一种含高油份污泥可行的处理方案；
(2)该工艺能够处理各类含油污泥，实现含油污泥的资源化及减量化处理和处置，能够实现含油污泥中油、水、泥三相的有效分离，所得油品的回收率较高，该工艺简单、成本低、见效快、处理量大，能够有效处理含油污泥中有毒有害物质，可实现大规模连续化工业化生产，实现变废为宝。
附图说明
图1为本发明含油污泥的分级提质和资源化综合利用工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例1
(1)取适量的含油污泥通过离心分离器脱水；
(2)将5克脱水后固体装入磁舟后置于热解炉内300℃焙烧2h，收集油分。(3)将0.01g CuO加入步骤(2)剩下的固体中，滴加10mL的6wt％的H2O2水溶液，60℃搅拌60min混合均匀得到固液混合物。
(4)对混合物进行过滤得到的固体为类生物炭作为土壤改良剂；
(5)蒸发干燥所得固体为有机肥固体。
(6)将步骤(2)得到的油分回收至炼油工艺，尾气进入焦化装置；
(7)将步骤(5)得到水冷凝后循至步骤(3)
本实施例处理适量的含油污泥，得到有机肥固体(产率为21.3％)、类生物炭(产率为73.1％)、可回收油(产率为5.6％)分等较高附加值的化工产品，产品经测试达到(GB/T6009-2014)II类一等品标准。
备注：产率＝各组分产物的质量/脱水后污泥的质量。
实施例2
(1)取适量的含油污泥通过离心分离器脱水；
(2)将50g脱水后固体装入磁舟后置于热解炉内300℃焙烧2h，收集油分。
(3)将0.1g CuO加入步骤(2)剩下的固体中，滴加100mL的6wt％的H2O2水溶液，60℃搅拌60min混合均匀得到固液混合物。
(4)对混合物进行过滤得到的固体为类生物炭作为土壤改良剂；
(5)蒸发干燥所得固体为有机肥固体，尾气进入焦化装置；
(6)将步骤(2)得到的油分回收至炼油工艺；
(7)将步骤(5)得到水冷凝后循至步骤(3)
本实施例处理适量的含油污泥，得到有机肥固体(产率为22.3％)、类生物炭(产率为70.1％)、可回收油(产率为7.6％)分等较高附加值的化工产品，产品经测试达到(GB/T6009-2014)II类一等品标准。
备注：产率＝各组分产物的质量/脱水后污泥的质量。
实施例3
(1)取适量的含油污泥通过离心分离器脱水；
(2)将250克脱水后固体装入磁舟后置于热解炉内300℃焙烧2h，收集油分。
(3)将1g CuO加入步骤(2)剩下的固体中，滴加500mL的6wt％的H2O2水溶液，60℃搅拌60min混合均匀得到固液混合物。
(4)对混合物进行过滤得到的固体为类生物炭作为土壤改良剂；
(5)蒸发干燥所得固体为有机肥固体，尾气进入焦化装置；
(6)将步骤(2)得到的油分回收至炼油工艺；
(7)将步骤(5)得到水冷凝后循至步骤(3)
本实施例处理适量的含油污泥，得到有机肥固体(产率为26.3％)、类生物炭(产率为69.1％)、可回收油(产率为4.6％)分等较高附加值的化工产品，产品经测试达到(GB/T6009-2014)II类一等品标准。
备注：产率＝各组分产物的质量/脱水后污泥的质量。
实施例4
(1)取适量的含油污泥通过离心分离器脱水；
(2)将500克脱水后固体中装入磁舟后置于热解炉内300℃焙烧2h，收集油分。
(3)将2g CuO加入步骤(1)焙烧剩下的固体中，滴加1000mL的6wt％的H2O2水溶液，60℃搅拌60min混合均匀得到固液混合物。
(4)对混合物进行过滤得到的固体为类生物炭作为土壤改良剂；
(5)蒸发干燥所得固体为有机肥固体尾气进入焦化装置；
(6)将步骤(2)得到的油分回收至炼油工艺；
(7)将步骤(5)得到水冷凝后循至步骤(3)
本实施例处理适量的含油污泥，得到有机肥固体(产率为22.3％)、类生物炭(产率为71.1％)、可回收油(产率为6.6％)分等较高附加值的化工产品，产品经测试达到(GB/T6009-2014)II类一等品标准。
备注：产率＝各组分产物的质量/脱水后污泥的质量。
本发明工艺简单、成本低、见效快、处理量大、提纯彻底，可以实现含油污泥全资源化利用。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法，其特征在于：
步骤一：将含油污泥脱水；
步骤二：300℃温度下油泥中油分裂解，用炼油装置回收固体中的轻组份油分返回炼油作业，排出的气体经过冷凝后用于焦化作业；
步骤三：在步骤二剩余固体中加入催化剂、氧化剂、活化剂和水搅拌混合均匀，在60-90℃搅拌反应0.5-8小时，得到可溶性小分子有机物的固液混合物，固液分离得到有机肥溶液；剩余固体可作为土壤调理剂；
步骤四：对步骤三得到的有机肥溶液进行蒸馏，固体干燥得到有机肥固体；分离水、冷凝水返回步骤三以便于循环利用；
步骤三所述催化剂为含Cu、Zn或者Fe过渡金属盐中的一种或多种；
过渡金属盐催化剂与步骤二剩余固体的质量比为5-20 wt %；
步骤二所述氧化剂为H2O2，且混合物中含有H2O2的质量为5-30 wt %；
步骤三中所述活化剂为KOH、NaOH或者氨水中的一种或者多种。
2.根据权利要求1所述含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法，其特征在于：所述活化剂的浓度为1mol/L~6mol/L。
3.根据权利要求2所述含油污泥的分级提质和资源化综合利用的方法，其特征在于：步骤四所述有机肥溶液含有的有机小分子为腐植酸，剩余固体为类生物炭。
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