油罐底泥的环保利用方案

油罐底泥的环保利用方案

摘要：石油存储和加工过程中油罐会产生大量的含油污泥，对生产和生态环境极易产生危害；同时作为一种宝贵的二次资源，必须对其进行脱水、脱固减量处理，才能进行回收利用。综述了国内油罐底泥脱水、资源化回收利用、治理技术现状，介绍了各技术的原理、特点和研究应用情况，并展望了油罐底泥资源化回收利用处理新技术的发展方向。

关键词：石油存储和加工, 油罐, 底泥,资源化回收利用

1 油罐底泥概述

油品储罐在储存油品特别是原油时，在长时间的存放过程中，油品中的少量机械杂质、沙粒、泥土、重金属盐类以及石蜡和沥青质等重油性组分会因比重差而自然沉降积累在油罐底部，形成又黑又稠的胶状物质层，其数量一般高达该储罐容量的1%。一般而言，低硫原油或轻质原油储存的油罐底泥相对较少，而高硫原油或重质原油储存的油罐底泥相对较多。据有关文献介绍：以平均值来说，油罐储运中未经炼制之原油中平均油泥达2.20%。这些油泥基本上是在原油井中自然渗入的，采集原油时随之一起被泵运至原油罐中。据统计，每储运90000m3的原油，平均会产生2000 m3的油泥[1-4]。

由于油罐底泥的性质特殊，处理技术难度大，一直是困扰石油与环保领域的技术难题。近年来，由于环保法规的逐步完善和企业技术进步的要求，含油污泥的污染治理技术已日益引起行业关注和重视。

1.1 油罐底泥的性质

炼油厂油罐底泥（含油污泥）除了具有其它污泥的所有共性以外，还有它独特的性质：组成成分复杂，一般由水包油(O/W)或油包水(W/O)以及悬浮固体组成，为一种较稳定的悬浮乳状液体系。底泥中油泥颗粒细小，呈絮凝体状，密度差小、含水率高（一般在40%～90%之间）、持水力强，且充分乳化，粘度较大难以沉降，并且稳定性差，在生产及环保中产生极大的危害性。含油污泥水合体带电性造成了稳定的分散状态，一层或几层油水附于表面而造成了使颗粒相互结合的阻碍，同时污泥颗粒一般都带负电，故含油污泥中大多数颗粒是相互排斥而不是相互吸引[5-8]。

油罐底泥中的水一般可分为四种，游离水、絮体水、毛细水、粒子水。存在于油泥颗粒空隙之间的游离水，借助污泥固体的重力沉降可部分分离出来；絮体水藏于絮体网络内部，只有靠外力改变絮状结构才能部分分离；毛细水粘附于单个粒子之间，必须施加更大外力，使毛细孔发生变形才能部分去除；粒子水是化学结合水，需要通过化学作用或高温处理，改变污泥固体的化学结构和水分子状态，才能将其去除。污泥中含油一般分为浮油、乳化油、溶解油等，这是使含油污泥粘度大，难于脱水处理的主要原因。

1.2 油罐底泥的危害

油罐底泥的主要污染物是石油，其特点是含有烃类和少量其它有机物的复杂混合物，典型样品的烃类组分包括200～300种不同的烃，分属烷烃、环烷烃和芳香烃；非烃类组分包括环烷酸、酚、杂环氮和硫化物等[9]。

如果这些油泥不经处理，随处堆放或直接填埋，不但会占用大量场地，而且将会对地下水、生态环境

等造成二次污染，还将成为油田、空气及周边环境的重要污染源。石油一旦进入土壤后难以除去，残留时间长，使土壤中的碳源大量的增加，从而导致土壤中碳氮比失调和酸碱度变化，并破坏土壤结构、影响土壤的疏松程度和通气状况，对土壤自身的微生物和土壤植物生态系统产生危害[9]。

随着工业生产的迅速发展，环境污染日益严重。而人们对生存环境的保护和改善意识不断加强，环境保护相关的法律法规对废水的排放标准也有着严格的规定。根据国家四部委联合制定的新排污标准：未经处理的含油污泥排放收费标准为1000元/吨，这将大大增加企业的生产成本。含油污泥已被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类，《国家清洁生产促进法》要求必须对含油污泥进行无害化处理。按照《农用污泥中污染物控制标准》（GB4284－84），为了防止污染，污泥中矿物油最高容许量不得超过3000mg/kg[10]。

因此，开展含油污泥的无害化减量处理研究是十分必要的。同时考虑到含油污泥砂中富含大量烃类，实施油泥资源化符合循环经济和可持续发展的战略方针的要求。如果对含油污泥合理地开展综合利用，工业污泥将会变成宝贵的二次资源。因此，妥善、合理、有效地处理含油污泥已引起了人们的极大关注，含油污泥的综合利用必将成为国内外科技研究的重点。

2 国内外油罐底泥减量资源化工艺

油罐底泥成分复杂，物理、化学性质等差异很大，因此处理技术也是多种多样。目前，处理油罐底泥的方法主要有焚烧、热解吸、溶剂萃取、热化学清洗、冷处置等方法，下面介绍各类方法的核心技术。2.1 高温焚化法类

2.1.1 焚烧法

焚烧，是将油泥进行热分解，经氧化使其变成体积小，成为毒性小的炉渣的方法。该方法对原料的适应能力较强，废物减容效果较好。但它能耗高，设备投资大，工艺操作技术要求较高，还存在产生粉尘等二次污染的可能。对于石油污泥，焚烧前一般必须经过污泥调制和脱水预处理，在絮凝剂的作用下，经搅拌，重力沉降后，进行分层切水。浓缩预处理后的污泥，再经脱水，干燥等工艺处理后，将泥饼送至焚烧炉进行焚烧。炉内温度800～850℃，30min焚烧完毕，灰渣再进一步处理。法国、德国的石化企业多采用焚烧的方式，灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋场，焚烧产生的热能用于供热发电[11，12]。

我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置，采用焚烧处理最多的废物是污水处理场的石油污泥，如湖北荆门石化厂采用的顺流式回转焚烧炉，燕山石化采用的流化床焚烧炉。石油污泥在经焚烧处理后，多种有害物质几乎全部除去，效果良好。但是，油泥焚烧需要大量的柴油或污油，热量大多没有被回收利用，加之焚烧过程中可能伴有严重的空气污染，有的还有大量灰尘，所以焚烧装置的实际利用率较低。目前，我国绝大多数炼油厂对污水处理场污泥的处理方法是浓缩、脱水、焚烧。采用较多的炉型有固定床焚烧炉、多段炉、回转炉及流化床焚烧炉。

2.1.2 热解吸法

热解吸法是目前国外用于石油污泥无害化处理的另一个手段，是一种改型的污泥高温处理方法。油泥在隔绝氧气条件下加热到一定温度，使烃类及有机物解吸，烃类可以回收利用。目前，国外炼厂开发了多种热解吸工艺。热解吸工艺可以生产出焦炭状的产品。欧洲专利介绍了一种利用热解吸法生产“焦炭”类产品的工艺，主要用来处理重油含量高的污泥，在干燥器中加热污泥至水沸点温度以上，烃类裂解温度以下，使物料在无氧条件下保持一段时间，从而使水及烃类物质从污泥中蒸出，水和烃类进行分离，烃类回收利用。剩余的固体物质就是焦炭状的产品，能满足补充燃料的要求，可以用作水泥回转窑的燃料[13]。

热解吸技术在我国的应用实例较少，尤俊洪[14]在专利中介绍了一种处理油泥的方法。将污泥和由磷酸等物质组成的助剂一起放进一个盖上有单向排气阀的密闭反应器中，置于预先加热的反应炉内进行无氧加