一種熱轉化處理油泥的方法
2023-06-06 18:59:11 1
專利名稱：一種熱轉化處理油泥的方法
技術領域：
本發明涉及一種對含油汙泥的處理方法，具體的說是一種採用流化熱轉化處理油泥的方法。
背景技術：
含油汙泥主要是指由於各種原因造成的原油與泥土形成的含油汙泥，以及油田正常生產中系統帶出的含油泥沙，是一種富含礦物油的固體廢物，主要成分是原油、泥和水。固體顆粒尺寸可從不足微米到幾英寸，大多數在I至100微米之間，油的組成取決於原油種類、煉油廠結構與操作條件，汙泥的組成可能隨時間變化而變化。通常汙泥中含有一定濃度的原油(5% 80%)、重金屬離子(如鐵、銅、鎳等)與無機鹽類(5% 20%)化合物等。這些油泥中一般含有苯系物、酚類、慈類等物質，並伴隨惡臭和毒性，若直接和自然環境接觸，會使土地毒化、酸化或鹼化，導致土壤及土質結構的改變，妨礙植物根系生長並會對水體和植被造成較大汙染，同時也意味著石油資源的浪費。按國家危險廢物名錄,油泥被列為危險廢物,其對環境危害的長期性和潛在性,正引起高度重視。開展油泥管理及防治技術研究是目前國家環保工作的一項重要任務。因此，如何把這些含油汙泥進行無害化和資源化利用，也是擺在目前煉油行業面前亟待解決的一個重要環保問題。目前處理含油汙泥的技術主要有資源回收、無害化處理和綜合利用技術。資源回收處理技術包括溶劑萃取法、水洗法、微乳洗滌、破乳法等。油泥無害化處理處理技術包括固定化處理，生物處理、焚燒等技術。綜合利用技術包括熱分解、制磚鋪路以及其它用途。含油泥砂的處理技術多種多樣，每種方法都有各自的優缺點和適用範圍。溶劑萃取法是油泥 處理技術中常用的一種，其利用「相似相溶」原理，選擇合適的有機溶劑作萃取劑，將有機物從油泥中被溶劑抽提出來後，通過蒸餾把溶劑從混合物中分離出來循環使用，回收的原油則用於回煉。美國專利US484271採用萃取氧化氧化法對含油汙泥進行處理，先在汙泥中加入一種輕質烴作萃取劑，經過萃取後，油和大部分有機物被去除，殘留的汙泥用1^03在200 375 °C及常壓條件下氧化處理。中國專利ZL02133117. 0採用「熱萃取-脫水-固液分離」的技術處理含油汙泥，將含油汙泥進行機械脫水，然後與萃取溶劑油混合併預熱，混合均勻後進行熱萃取-脫水處理，然後進行固液分離，液相進入焦化裝置，固相可作為燃料，熱萃取-脫水的汽相經冷凝後進行油水分離。該方法過程簡單、無需特殊設備，投資及操作費用低，不但有效處理了含油汙泥，而且其中有價值成分得到了充分的利用，同時不會給後處理裝置帶來不利影響。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種流化熱轉化處理油泥的方法。
本發明提供的熱轉化處理油泥的方法，具體包括以下步驟
(1)油泥經過脫水預處理後除去機械雜質，經預熱後送入流化床反應器；
(2)進入流化床反應器的油泥與高溫生焦載體接觸，發生熱轉化反應，得到高溫油氣、附著於生焦載體上的焦炭，其中反應溫度控制為450 550°C，焦粒與油泥的質量比為I 8 9，反應時間為5 30 min ；
(3)附著焦炭的生焦載體經過汽提後，進入加熱器進行加熱，提供焦化過程所需的熱量，加熱器的床層溫度為600 700°C，換熱後載體循環回流化床反應器進行反應；
(4)高溫油氣經過洗滌和分離，分離出生焦載體後，進入分餾塔進行分離，得到氣體和液體。根據本發明的熱轉化處理油泥的方法，其中還包括步驟(5):所述加熱器內剩餘的生焦載體進入氣化器中，在800 1000°C的高溫下與空氣、水蒸汽反應生成水煤氣(粗產品)，水煤氣與除去焦炭後的載體回到加熱器中提供熱量，與流化床反應器輸送來的生焦載體換熱後排出加熱器。根據本發明的熱轉化·處理油泥的方法，其中還可以包括步驟(6)，從加熱器頂部排出的水煤氣等氣體經換熱器換熱、高壓蒸汽發生器取熱後，再經氣體除塵、回收殘留的焦粉後進行脫硫，便得到產品水煤氣。本發明方法中所述的生焦載體為焦粒或煤粒，生焦載體的粒度為2 20目。本發明處理油泥的方法中，其中步驟(I)所述預熱的預熱溫度為300 350°C。步驟(3 )中，所述的生焦載體經汽提蒸汽汽提後，可以先通過篩選分離出灰分後，再進入加熱器進行加熱。步驟(4)所述的洗滌可以通過用洗滌油對高溫油氣進行洗滌實現，其中洗滌油選自蠟油或柴油，優選本發明中分餾塔得到的液體生成油。通過洗滌可以除去固體顆粒和把高溫的泥漿狀液體冷凝下來，得到的冷凝的泥漿狀液體可以返回流化床反應器進行循環熱分解，或者直接抽出反應器。所述的高溫油氣與生焦載體的分離可以採用旋風分離器進行。由於油泥中含有一定數量和一定餾程分布的油分，主要有烷烴、烯烴、環烷烴、芳香烴、膠質及浙青質等。油泥中的油分在一定的溫度下可發生熱轉化反應。烴類的熱轉化反應是一種複雜的平行順序反應，基本上可以分成裂解和縮合兩個方向。裂解生成較小的分子(如氣體烴)，縮合方向生成較大的分子(如膠質、浙青質、焦炭等)。通常認為烴類熱反應為自由基反應，在熱轉化過程中，油分一般加熱至370°C左右即開始裂解，同時縮合反應隨裂化深度的增加而加快。在低裂解深度下，原料和油分中的芳烴是主要結焦母體；在高裂解深度下，二次反應生成的縮聚物是主要結焦母體。為避免生成過多的焦炭，堵塞管路，本發明利用流化床反應器作為油泥熱轉化反應器，以2 20目的焦粒或煤粒作為流化載體，使預處理後經過預熱的油泥與流化的載體進行接觸，發生熱裂解反應，所述的流化載體此時既供給油泥反應所需的熱量，同時又充當油泥中重組分縮合反應的生焦載體，反應後得到的高溫油氣經過處理後離開流化床反應器，而結焦的載體進入加熱器，之後部分焦粒作為熱載體再循環回反應器中，大部分焦粒則進入到氣化器中進行氣化以生產水煤氣。採用流化熱轉化對油泥進行處理具有可連續操作、靈活性好、焦炭產率低並可生產水煤氣、可靠性高、可清潔生產等優點。而且本發明處理油泥得到的產品主要包括水煤氣和液體生成油，具有油泥利用率高、回收效率高的特點。
圖1為本發明的熱轉化處理油泥方法的示意流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明的方法作詳細說明。實施例1
採用圖1所示的工藝流程，以某煉廠油罐底油泥為例說明本發明具體實施方式
。油泥含油75% (質量)，含水14%，其餘為固體物質。油泥經過脫水預處理後除去機械雜質，在加熱爐中加熱到350°C，再經管線進入流化床反應器。反應器內充滿流化的10 20目焦粒。進入流化床反應器的油泥在反應器中進行熱轉化，反應溫度為500°C，壓力稍高於常壓，流化介質為油氣和由底部進入的水蒸汽。熱轉化反應生成液體產品、氣體和焦炭。控制過程總生焦率(以甲苯不溶物計)在10%，生焦沉積在流化態的焦粒上。反應生成的油氣經旋風分離器分出攜帶的焦粒，進入反應器頂部的洗滌段。反應產物在洗滌段內除去固體顆粒和把>500°C的泥漿狀液體冷凝下來，並返回至反應器中。洗滌段頂物料送入分餾塔，分離為焦化液體產品和焦化氣。反應過程後焦粒經下部的汽提段用水蒸氣汽提出其中的油氣進入加熱器。加熱器中從氣化器送入的水煤氣和焦粉，對焦粒進行加熱，高溫的焦粒部分再循環回反應器起到熱載體的作用，供給原料油預熱和反應所需的熱量。大部分焦粒進入到氣化器中，在800°C下與空氣、水蒸汽反應生產水煤氣。水煤氣中含H2、H2S、C0、C02、N2、H20等氣體。水煤氣與焦粉回到加熱器中提供熱量。從加熱器頂部排出的氣體經換熱器換熱、高壓蒸汽發生器取熱，再經氣體除塵、回收殘留的焦粉後脫硫，便為水 煤氣氣體。油泥經流化熱轉化反應後，液相收率為82. 2%，液相產品中350°C餾分佔42. 1%，氣體收率7. 6%。實施例2
以某煉廠油罐底油泥為例說明本發明具體實施方式
。油泥含油67%，含水23%，其餘為固體物質。主要工藝流程與實施例1相同，不同之處是在反應器的洗滌段中>500°C的泥漿狀液體不循環回反應器，而是直接抽出，即反應原料一次性通過。反應溫度選擇為530°C。氣化器中溫度為900°C。油泥經流化熱轉化反應後，其轉化率為98. 2%，液相收率為87. 0%，液相產品中350°C餾分佔43. 5%，氣體收率 6. 8%ο
權利要求
1.一種熱轉化處理油泥的方法，包括以下步驟 (1)油泥經過脫水預處理後除去機械雜質，經預熱後送入流化床反應器； (2)進入流化床反應器的油泥與高溫生焦載體接觸，發生熱轉化反應，得到高溫油氣、附著於生焦載體上的焦炭； (3)附著焦炭的生焦載體進入加熱器進行加熱，提供焦化過程所需的熱量，加熱器的床層溫度為600 700°C，換熱後一部分生焦載體循環回流化床反應器進行反應； (4)高溫油氣經過洗滌和分離，分離出生焦載體後，進入分餾塔進行分離，得到氣體和液體。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括步驟(5):所述加熱器內剩餘部分的生焦載體進入氣化器中，在800 1000°C溫度下與空氣、水蒸汽反應生成水煤氣，水煤氣與除去焦炭後的生焦載體回到加熱器中，與流化床反應器輸送的結焦的生焦載體換熱後排出加熱器。
3.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於，還包括步驟(6):從加熱器頂部排出的水煤氣氣體經換熱器換熱、高壓蒸汽發生器取熱後，再經氣體除塵、回收殘留的焦粉後進行脫硫，得到產品水煤氣。
4.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(2)所述的反應溫度控制為450 550°C，生焦載體與油泥的質量比為1: 8 9，反應時間為5 30min。
5.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的生焦載體為焦粒或煤粒，生焦載體的粒度為2 20目。
6.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，其中步驟(I)所述預熱的預熱溫度為300 350。。。
7.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(3)中所述附著焦炭的生焦載體經汽提蒸汽汽提後，先通過篩選分離出灰分後，再進入加熱器進行加熱。
8.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(4)所述的洗滌通過用洗滌油對高溫油氣進行洗滌實現，洗滌油選自蠟油或柴油。
9.按照權利要求1或8所述的方法，其特徵在於，所述的洗滌油為分餾塔得到的液體生成油。
10.按照權利要求9所述的方法，其特徵在於，通過洗滌得到冷凝的泥漿狀液體，所述泥漿狀液體返回流化床反應器進行循環熱分解，或者直接抽出反應器。
11.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的高溫油氣與生焦載體的分離採用旋風分離器進行。
全文摘要
本發明公開了一種熱轉化處理油泥的方法。本發明利用流化床反應器作為油泥熱轉化反應器，以2～20目的焦粒或煤粒作為生焦載體和熱載體，預熱後的油泥與焦粒或煤粒進行接觸，發生熱裂解反應，反應後得到的高溫油氣經過分離後得到產品，結焦載體進入加熱器，大部分焦粒則進入到氣化器中進行氣化以生產水煤氣，高溫水煤氣和焦粉返回加熱器與結焦載體進行換熱，換熱後焦粒作為熱載體再循環回反應器中。本發明採用流化熱轉化對油泥進行處理，得到的產品主要包括水煤氣和液體生成油，具有可連續操作、靈活性好、焦炭產率低、油泥利用率高和回收效率高的特點。
文檔編號C02F11/10GK103058482SQ20111032134
公開日2013年4月24日 申請日期2011年10月21日 優先權日2011年10月21日
發明者趙昕, 回軍, 趙景霞 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院