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1、炼油厂含油浮渣资源化利用技术摘 要：在油田、炼油厂的含油污水处理过程中，会产生大量的含油浮渣，对生产和生态环境产生极大危害；同时又可作为一种宝贵的二次资源，必须对其进行脱水处理，才能进行资源化利用。采用新型高效的含油浮渣脱水-干化方式处理浮渣，现场应用表明：含油浮渣经处理后，减量率在85%以上，固体回收率在95%以上，脱水后浮渣含水率可控制在60%以下，可回收浮渣中绝大部分污油；浮渣脱出的污水油含量40ppm，达到进污水处理厂要求；干化后的浮渣含水率20%，满足送入动力掺烧要求，干化浮渣热值最高可达8MJ/kg，可替代部分煤炭使用，该工艺实现了含油浮渣的减量化、资源化、无害化处理。关键词：炼油
2、，含油浮渣，脱水干化，减量化，资源化，处理前言在石油开采、石油炼制加工过程中，通常会产生大量的含油污水，针对该类含油污水处理，一般均为“隔油+气浮浮选+生化处理”老三套工艺。其中在“气浮浮选”单元除乳化油的过程中将产生大量的含油浮渣。含油浮渣成份极其复杂，含有大量老化原油、蜡质、沥青质、胶体、固体悬浮物等，还包括生产过程中投加的凝聚剂、缓蚀剂等各种化学药剂。由于含油浮渣已被列入我国国家危险废物名录（2016年环保部、国家发改委令第1号），属于危险废弃物，国家清洁生产促进法和固体废物环境污染防治法也要求必须对含油污泥进行无害化处理。目前，多数炼厂采用了浮渣进焦化装置回炼或集中焚烧或掺烧处理。但由
3、于浮渣量大且含水率高，回炼或焚烧势必会消耗大量的热量，直接导致企业能耗偏高。因此含油浮渣在无害化或资源化处置前必须进行脱水减量处理。目前国内镇海炼化、洛阳石化、上海石化、济南石化等采用离心三相分离机进行脱水处理，但效果都不甚理想，主要表现为：浮渣中油、水难分离，含油浮渣的含水率多在75%85%之间；同时离心设备频频出现故障，运行维护成本高。因此，当前急需一种高效的含油浮渣脱水处置方式，实现含油浮渣减量化、无害化、资源化处理。1 实验部分1.1含油浮渣情况中石化某炼油厂水务作业部“一污”工段气浮浮选单元新增浮渣量约50t/天，经浮渣罐多次沉降脱水后，含水率（质量分数）仍在83%以上。水务作业部各
4、部位含油浮渣含水率分析结果如表1所示。目前该厂含油浮渣的处理两种方式为：（1）送往动力厂锅炉掺烧，掺烧量约30t/天；（2）送至延迟焦化装置焦炭塔回炼，处理量约1020t/天。从实施情况的效果来看，两种方式目前均存在一定的问题，在CFB锅炉掺烧时，容易堵塞喷嘴；在焦化装置回炼时因处理过程中产生的不凝气容易引起火炬系统一级、二级压缩机严重结焦，给生产带来较大影响，并且两种处理方式均存在处理成本高等问题。表1 中石化某炼油厂水务作业部含油浮渣含水率分析结果编号采样点含水率/（%）体积分数质量分数1#涡凹气浮浮渣89.0192.182#浮渣脱水罐81.0283.783#二污浓缩池浮渣93.1595.
5、641.2含油浮渣脱水及干化工艺（1）含油浮渣脱水工艺絮凝混合槽药剂计量泵浮渣池螺杆泵调节池自来水脱水机浮渣井脱水后浮渣去干化脱出液含油浮渣脱水动态试验选用新型的一体式浮渣脱水机，该套设备主要由螺杆泵、反应混合槽、脱水机主体，从溶药、计量、絮凝混合以及污泥输送和脱水全部过程由PLC系统实行全自动化运行。现场浮渣脱水机的主要运行参数为：最大处理量230L/h，用电量为0.2kw/h。针对中石化某炼厂水务作业部污水厂含油浮渣脱水试验流程示意图如图1所示。图1 含油浮渣脱水试验流程示意图影响含油浮渣脱水试验效果的主要因素有：药剂用量、反应混合槽电机搅拌时间及脱水机转速；通过浮渣脱水机对含油浮渣进行试
6、验，进泥量、出料（绝对干泥）量、出料中水以及油的含量、药剂用量、液相中油含量及固含量、液相中油水分离后水中的油含量等。（2）脱水浮渣干化工艺污泥干化是为了去除水分，水分的去除要经历两个主要过程：蒸发过程：物料表面的水分汽化，由于物料表面的水蒸气压低于介质（气体）中的水蒸气分压，水分从物料表面移入介质；扩散过程：是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿度低于物料内部湿度，此时，需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。含油浮渣经脱水后干化试验工艺流程示意图如图2所示。干化剂干化剂料仓干化剂计量投加装置混合反应器脱水浮渣计量输送脱水浮渣堆放、熟化送CFB掺烧臭气收集恶臭治
7、理系统高空排放图2 脱水后的含油浮渣干化试验工艺流程1.3分析方法含油浮渣含水率分析方法符合国标GB1989-2006；滤液（脱出液）中油含量采用红外分光测油仪（JLBG-126型）测试；脱水后剩余物（脱水后浮渣）及干化后浮渣的含水率分析方法：称取约10g(精确至0.0001g)试样于水分快速测定仪中，从室温开始升温加热，在105烘干至恒重。原样重量减烘干后重量除以原样重量即为样品含水率。2 含油浮渣脱水减量处理2.1调质改性剂的筛选试验含油浮渣脱水的关键是通过解吸附和破乳来实现油、水的快速分离。因此，含油浮渣在进行脱水处理前必须要调质、改性。浮渣脱水过程实际上是浮渣的悬浮粒子群和水的相对运动
8、，而浮渣的调质则是通过一定手段调整固体粒子群的性状和排列状态，使之适合不同脱水条件的预处理操作。针对现场的含油浮渣，筛选了多种调质改性剂，具体筛选试验结果如表2所示。表2 含油浮渣调质改性剂筛选试验结果表编号药剂投加浓度/（ppm）实验现象1#A/投加药剂搅拌约15s，产生较大的絮体矾花，并有清水出现。2#B/3#C/投加药剂后搅拌约10s，产生大的絮体矾花，浮渣中有清水出现。4#D/5#E/投加药剂后搅拌约5s，浮渣中产生大的絮体矾花，并有清水出现。2.2 现场含油浮渣脱水动态试验（1）含油浮渣减量情况由于污水厂现场对含油浮渣在浮渣井、渣罐中已多次脱水，因此致使浮渣中固体物质偏高。含油浮渣通
9、过浮渣脱水机后，脱水后浮渣含水率在60.59%左右，脱水前、后含油浮渣的图片如3、4所示。表3为现场浮渣脱水动态试验（脱水后的浮渣）情况记录表。从表3可知：1#6#共6次试验，含油浮渣平均减量质量分数在85%以上，体积缩小了85%（含油浮渣密度近似于1），实现了含油浮渣减量化处理。 图3 含油浮渣形貌 图4 含油浮渣脱水后形貌表3 现场含油浮渣脱水动态试验结果编号进kg/h脱水后浮渣浮渣质量减量pH原 料kg/hw%1#813021.983.15%2#815021.885.47%3#813022.782.54%4#813020.784.08%5#818020.588.61%6#818021.5
10、88.06%均值815021.5285.32%注：浮渣减量（质量分数%）=（减料质量-出料质量）100/减料质量。（2）含油浮渣脱出液情况采用浮渣脱水机对污水厂含油浮渣进行脱水试验，当投加改性剂后通过浮渣脱水机处理后的液相部分（脱出液）见图56。从图5可知：现场含油浮渣通过浮渣脱水机后，脱出液中约含1/5的油（取样500mL，静置沉降2min）。现场试验取出浮渣脱水液时，可发现立刻出现油水分层现象，下层清水（油含量32.8mg/L）形貌图如图6所示。推断原因为：含油浮渣中含较多的胶质、沥青质、石蜡基等强乳化剂，这部分物质在污水中形成强稳定的乳化体系，将该部分物质引入固相后，液相中的乳化体系很快
11、打破，进而油水分离速度加快。 图5 含油浮渣脱出液形貌 图6 脱出液下层清水形貌对脱出液、脱出液静置沉降10min、30min、1h后底层清水进行油含量分析，分析结果见表4。从表4分析结果可知：脱出液沉降1h后，底部的出水油含量在40mg/L以下，水质情况好，可直接去气浮浮选工艺。对脱出液及脱出液静置沉降1h、8h后上层污油进行水含量分析，分析结果见表5。表4 含油浮渣脱出液、脱出液沉降不同时间底部水的油含量分析编号液相油含量mg/L脱出液静置不同时间后底层清水油含量mg/L备注10min30min1h1#1602038.2535.6328.78500mL脱出液静置沉降2min后，顶部约有10
12、0mL油析出。2#3096045.5040.6332.543#4151050.6343.7135.014#3325045.1539.9530.60注：脱出液油水分离速度很快，分析液相中油含量只能快速搅拌后取样分析。表5 浮渣脱出液静置不同时间上层油中的含水率结果编号脱出液静置不同时间后上层油的含水率%1h8h1#50.0230.522#56.7531.053 脱水浮渣干化试验 图7 脱水后含油浮渣形貌 图8 干化后浮渣形貌经浮渣脱水机处理后含油浮渣（干泥）进行干化试验。干化试验现象：搅拌10min后，含油浮渣放出大量的热，反应温度最高超过70，浮渣由黑色逐步变为灰色，形状由块状、团状变为颗粒状
13、，基本已无粘性。脱水后的含油浮渣干化4h后含水率可控制在20%以下。4 现场工业应用情况采用的新型的“含油浮渣脱水减量干化处理技术”处理中石化某炼油厂含油浮渣，目前在工业现场已完成的工作有：（1）2015.092015.10，某石化厂水务作业部“二污”工段晒泥场500t浮渣脱水干化处理；（2）2015.12某石化厂水务作业部“二污”工段中和池190t油泥脱水干化处理；（3）2016.82016.11某石化厂水务作业部“二污”工段2700t含油浮渣脱水干化处理。项目实施工业应用后，达到的效果如下：（1）经济效益。采用含油浮渣脱水减量干化处理，实现了危险废弃物的减量化、资源化处理，大大降低了该公司
14、危险废弃物处理成本。（2）环境意义。采用含油浮渣脱水减量干化处理，可彻底杀死含油浮渣中细菌、微生物、病原体等，彻底实现了浮渣的无害化处理，保护了操作人员的身体及周边生态环境。（3）避免了生产问题。以固态粉末形式与煤、石油焦等进入CFB锅炉掺烧，避免了以液态浮渣形式处理引发的各种问题，如进焦化回炼，产生的不凝气进入放空系统堵塞北火炬压缩机的结焦问题；含油浮渣得到处理后，可解决当污水厂浮渣占用库容的问题，使其恢复调节能力，避免雨季“跑水”现象的发生。5 主要结论（1）采用投加调质改性剂+浮渣脱水机工艺，可很好的实现“含油浮渣”中渣、油、水的分离；其中含油浮渣固体回收率在98%以上，浮渣减量率在85%左右；同时可回收浮渣中绝大部分污油，脱出液中清水水质情况好油含量可控制在40ppm以下。（2）含油浮渣脱出液沉降5min可实现油、水分离，下层清水可进入该厂的污水处理系统处理；脱出的油可进入污油系统，实现浮渣的资源化利用。（3）脱水后的浮渣采用干化+锅炉掺烧工艺，相比以往含油浮渣直接掺烧而言，干化后浮渣含水率可控制在20%以下，热值最高可达8MJ/kg，掺烧量只有以往的1/3，可替代部分煤炭使用；并且只在CFB锅炉掺烧即可满足每天新增浮渣量的处置要求，无堵塞喷嘴等状况。
