一種含油汙泥的處理方法

2023-12-05 02:59:01 2

專利名稱：一種含油汙泥的處理方法
技術領域：
本發明涉及一種含油汙泥的處理方法，特別是煉油廠、油田的汙水處理場和罐區產生的含油汙泥進焦化處理時減少焦炭揮發分和灰分的方法。
2、背景技術在含油廢水處理過程中，產生大量的含油汙泥，如API隔油池底泥、溶氣浮選浮渣、電脫鹽汙油、油罐底泥及剩餘活性汙泥等。由於含油汙泥產生的工藝過程不同，其含油、含水的差別較大，其中「油」是由多種不同類型的有機化合物組成，多數是有毒有害及難於生物降解物質；固體顆粒以極小粒子分布於汙泥中，油－水－固三者混合在一起常常呈乳化狀態，常規的破乳技術難以奏效，對環境具有極大的危害性。
現在許多石油及化工企業汙水處理場都有汙泥貯存或處理設施，對池底泥、浮渣、汙油乳化物等含油量高的汙泥，有的採用濃縮——離心脫水處理。脫水後濾餅送給其它企業，常常帶來二次汙染。為了防止二次汙染，有的企業建立了汙泥脫水及脫水後泥餅焚燒設施，但該工藝操作複雜、設備故障率高、處理效果不理想、焚燒設備能耗高，大都難以維持長期正常運行。到目前為止，尚無經濟合理的含油汙泥處理技術和方法提出。
美國專利USP4666585提出一個將含油汙泥送入焦化裝置進行處理的技術路線，取焦化餾分油與含油汙泥攪拌、混合製成油漿，送到焦化進料口，讓含油汙泥經歷高溫得以處理，但該過程引入較多的水分，一來限制含油汙泥的處理量，二來影響焦化裝置的正常操作。
在許多情況下，脫除含油汙泥中的水分是實現含油汙泥處理和利用的重要因素之一，含油汙泥經過機械方法脫水後仍含有大量水分(通常可達到80％以上)，水存在的形式較為複雜，除游離水外，大部分的水是以間隙水和內部結合水或附著水的形式存在，並且這些水分與油和固體形成非常穩定的乳化狀態，採用一般的方法難以破乳脫除。因此現有技術採用蒸發的方法脫除含油汙泥中的水分，但由於含油汙泥體系的特殊性，加熱時產生嚴重的爆沸現象，通常的常壓加熱蒸發方法無法正常操作，另外由於含油汙泥的流動性差，傳熱效率低，也不適於常壓加熱蒸發方法，並且大大降低了脫水的速度。專利97118778.9公開了一種減壓蒸餾的方法處理含油汙泥，分離出的輕組分和水進行油水分離，重組分去燃料池。
美國專利USP4994169提出對煉廠含油汙泥進行預脫水處理，然後進焦化的技術路線。將來自石油加工過程產生的含油汙泥首先經濾網過濾，再經攪拌系統將大塊汙泥破碎後與焦化的餾分油混合，目的在於增加物料的流動性，以便於輸送。為防止汙泥中的水對焦化的影響，採用減壓(50～250mmHg)至常壓的多級蒸發系統(說明書中為4級)除去水分，脫水後汙泥送入焦化塔頂或焦化塔底，經高溫處理將較輕組分轉化為焦化餾分油，重組分轉成焦炭，汙泥中的固體物附著在焦炭上，因此該技術存在的問題正是固體物的引入影響焦炭的揮發分和灰分指標。特別是對生產高質量石油焦的生產企業來說，該技術的使用受到限制。另外，脫除水分的蒸發系統複雜，需要特殊的蒸發設備，設備成本高，動力消耗大，操作困難。
3、發明內容針對現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種可以充分利用含油汙泥中各種有價值組分，並且回收的組分便於利用、對後處理裝置無不良影響、設備及操作投資少的含油汙泥處理方法。
經過發明人的大量實驗研究發現，如果在含油汙泥中加入較大量的溶劑油後再進行蒸發脫水處理，不但可以大大提高脫水速度，並且在脫水的同時，溶劑油將含油汙泥中的油萃取出來，使得含油汙泥中的固體與油較容易分離，另外由於大量溶劑油的加入，打破了含油汙泥中油-固體-水之間的乳化狀態，使蒸發脫水操作可以在常壓下平穩快速進行。基於上述發現，本發明提出以下含油汙泥的處理方案。
本發明方法過程包括(1)含油汙泥經機械脫水，(2)機械脫水後的含油汙泥與全部或部分萃取溶劑油混合均勻，(3)混合物料加入剩餘萃取溶劑油進行萃取-脫水處理，(4)萃取-脫水處理後進行固液分離，液相送焦化裝置進行處理，固相作為燃料。其中步驟(2)、(3)中所述的萃取溶劑油為常減壓煤油餾分、柴油餾分、焦化柴油和焦化蠟油等中的一種或幾種。溶劑油與汙泥的總混合體積比為10∶1～1∶1，最好的比例為4∶1～2∶1。步驟(3)所述的萃取-脫水在一個裝置中同時進行，可以採用常壓或減壓操作，優選常壓操作，操作溫度為100～150℃。
本發明採用「熱萃取-脫水-固液分離」送焦化的聯合工藝。其優點在於，將含油汙泥進行脫水處理後，大大減少了含油汙泥中含水對焦化操作的影響；而經固液分離後，由於固體物被抽提出不進入焦化，這樣，採用焦化裝置處理含油汙泥後不會增大石油焦的灰分和揮發分指標。解決了含油汙泥送焦化處理過程中帶來的一系列問題，同時實現了汙泥中有機組分的回收和利用，提高了處理效率。本發明通過選擇適宜的萃取溶劑油種類及用量，一方面起到流化作用，使物料易於輸送，更重要的是使蒸發脫水和萃取有機的結合在一起。經研究發現，本發明方法的萃取和脫水起到了相互促進的作用脫水的操作條件(100℃以上的溫度)有利於加快萃取，水分的脫除有利於汙泥破乳，破乳後則更易於萃取；同時汙泥中的油相被萃取出後，其中的水分擺脫油的包覆，蒸發速度加快。另外，汙泥中的水脫除後，其中的固體和油相非常容易分離，使後續分離易於實施。本發明流程短、工藝簡單，不需特別設備，操作費用低，處理效果顯著。


圖1是本發明含油汙泥處理方法流程示意圖。其中1是含油汙泥，2是攪拌混合器，3是萃取-脫水塔，4是冷凝器，5是油水分離器，6是回收油，7是汙水，8是固液分離器，9是分離出的固相，10是循環油，11是萃取溶劑油。
5具體實施例方式
本發明含油汙泥處理過程為「熱萃取-脫水-固液分離-焦化」。具體過程如下經過機械脫水的含油汙泥1與萃取溶劑油11在攪拌混合器2中混合均勻，混合過程中對物料進行預加熱，通常加熱到50℃～100℃，然後輸送到萃取-脫水塔3中進行萃取-脫水處理，可以採用常壓或減壓操作方式，優選常壓操作，常壓操作時的操作溫度一般為100～150℃，優選為105～125℃。萃取-脫水塔3可以採用間歇式操作也可以採用連續式操作，萃取-脫水的時間可以根據汙泥的性質及操作條件調整，一般在10～60分鐘左右。從萃取-脫水塔3出來的汽相經過冷凝器4變為液相併進入油水分離器5，在油水分離器5中油水分層，油相6可以進一步回收利用或作為溶劑油返回，水相7中油含量＜30mg/l，COD＜500mg/l，可直接進汙水場的處理系統，不需特別處理。從萃取-脫水塔3排出的脫水後的汙泥進入固液分離器8，固液分離器可以是常規的臥螺式離心分離器、立式分離器等，也可以採用沉降法分離。從固液分離器出來的油相主要進焦化處理，也可以將部分作為循環溶劑油10。從固液分離器出來的固相含有較高的熱值，一般熱值可達到8000cal/g，可以直接作為燃料使用，如作為燃料鍋爐的補充燃料。本發明方法適用於煉油廠或油田等各種含油汙泥的處理，處理過程所需的設備主要有混合罐、熱萃取-脫水罐、固液分離設備和油水分離罐等。
下面通過實施例對本發明方法進行祥細說明。
實施例1取某煉廠機械脫水後的隔油池底泥10L(水量為81.2％、含固量為5.5％、含油量為13.3％)，與常壓煤油30L，送入油泥混合攪拌罐並加熱至75℃，用泵將混合均勻的物料送入熱萃取塔脫水進行連續操作，萃取-脫水操作條件為常壓，105℃，停留時間為40分鐘。脫除水送樣分析其COD為140mg/l，水中油為17mg/l。分離後的固體物的熱值為8120cal/g，高於一般的標準煤，固體及油相中均不含水。
實施例2某煉油廠浮渣經離心脫水後含油10.3％，含水84.3％，取浮渣4L和沙特常一線餾分油10L為溶劑油，在混合罐內進行加熱混合，當溫度達到100℃時，送入萃取/脫水塔進行連續萃取/脫水處理，在常壓110℃下進行脫水萃取，停留時間為25分鐘，水和部分輕組分油從塔頂經冷凝器冷凝進入油水分離罐，從底部取水樣分析油為24mg/l，COD為310mg/l，符合汙水場生化進水要求，可直接進生物氧化設施進入進一步處理。溶劑油和汙泥中的有機組分及固體物進入固液分離器，由於水分的脫除及油相被萃取，固體物很容易與油分離，採用沉降分離，被分離的固體物測定熱值為8234cal/g。
實施例3某煉油廠隔油池底汙、浮渣和剩餘活性汙泥三種混合物經板框壓濾後含油13.3％，含水80.3％，取浮渣4L和焦化蠟油25L，在混合罐內進行加熱混合，當溫度達到100℃時，送入萃取/脫水塔進行連續處理，在常壓125℃下進行脫水萃取，停留時間為15分鐘，水和部分輕組分油從塔頂經冷凝器冷凝進入油水分離罐，從底部取水樣分析油為19mg/l，COD為221mg/l，符合汙水場生化進水要求，可直接進生物氧化設施進入進一步處理。溶劑油和汙泥中的有機組分及固體物進入固液分離器，由於水分的脫除及油相被萃取，固體物很容易與油分離，採用離心分離，被分離的固體物測定熱值為8554cal/g。
權利要求
1.一種含油汙泥的處理方法，包括以下步驟(1)含油汙泥經機械脫水，(2)機械脫水後的含油汙泥與部分或全部萃取溶劑油混合均勻，(3)混合物料加入剩餘萃取溶劑油進行萃取-脫水處理，(4)萃取-脫水處理後進行固液分離，液相送焦化裝置進行處理。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(2)、(3)中所述的萃取溶劑油為常減壓煤油餾分、柴油餾分、焦化柴油和焦化蠟油中的一種或幾種。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(4)所述的固液分離的固相作為燃料。
4.按照權利要求1或2所述的方法，其特徵在於所述溶劑油與汙泥的總混合體積比為10∶1～1∶1。
5.按照權利要求4所述的方法，其特徵在於所述的溶劑油與汙泥的總混合體積比為4∶1～2∶1。
6.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(3)所述的萃取-脫水在一個裝置中同時進行，採用常壓操作，操作溫度為100～150℃。
7.按照權利要求1所述的方法，基特徵在於步驟(2)所述的混合過程中對物料進行預加熱，溫度為50℃～100℃。
8.按照權利要求6所述的方法，其特徵在於所述的操作溫度為105～125℃。
9.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(4)所述的萃取-脫水塔出來的汽相經過冷凝變為液相併進行油水分離，水相直接進入汙水場。
10.按照權利要求1所述的方法，其特徵在於步驟(4)所述的固液分離採用離心分離或沉降分離。
全文摘要
本發明公開了一種含油汙泥的處理方法，特別是含油汙泥處理後進行焦化時的處理方法。本發明方法過程為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，水相可以直接排入汙水處理場，油相進一步處理並利用。本發明方法過程簡單、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。本發明方法可以用於煉油廠、油田等各種含油汙泥的處理。
文檔編號C02F11/12GK1488591SQ0213311
公開日2004年4月14日 申請日期2002年10月10日 優先權日2002年10月10日
發明者趙景霞, 回軍, 王有華, 楊麗 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