油田油泥清潔催化熱解特性研究.pdf

1、油田油泥是在石油工業(yè)中產(chǎn)生的一種成分復(fù)雜的固體廢物，含有高揮發(fā)性的石油烴以及水、重金屬和固體顆粒。若不妥善處理處置，將會(huì)對(duì)環(huán)境甚至人體健康造成嚴(yán)重的危害。然而，油田油泥中的石油類(lèi)物質(zhì)，金屬及無(wú)機(jī)礦物質(zhì)等組分卻具有非常重要的回收和再生利用價(jià)值。因此，對(duì)油田油泥進(jìn)行資源回收利用，不僅可以解決油田油泥的處理處置問(wèn)題，而且能緩解當(dāng)代社會(huì)能源日益短缺的問(wèn)題。
　　熱解法是目前國(guó)內(nèi)外廣泛用于油田油泥無(wú)害化處理的主要手段，但現(xiàn)有油田油泥熱解技術(shù)

2、存在的問(wèn)題是熱解揮發(fā)物中攜帶著的固體顆粒物不僅容易堵塞管道，影響設(shè)備正常運(yùn)行，而且嚴(yán)重影響了熱解氣和熱解油的品質(zhì)。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，本研究提出了一種油田油泥清潔熱解的方法，在熱解反應(yīng)器中內(nèi)置陶瓷膜，原位去除熱解揮發(fā)物中的固體顆粒物，以提高熱解氣和熱解油的品質(zhì)。本研究的具體工作和主要結(jié)論如下：
　　(1)采用自行設(shè)計(jì)的固定床反應(yīng)器進(jìn)行油泥清潔熱解實(shí)驗(yàn)，主要考察了反應(yīng)溫度對(duì)油泥陶瓷膜熱解產(chǎn)物分布以及性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度為500℃

3、時(shí)，熱解油產(chǎn)率最高，在產(chǎn)物分布中占14.30%，此時(shí)熱解油的回收率是79.94%，熱解油為淡棕色、清亮透明的液體。當(dāng)反應(yīng)溫度為700℃時(shí)，熱解油變成深棕色的液體，產(chǎn)率和回收率均下降。熱解油的GC-MS結(jié)果表明，熱解油的主要成分是Cd?C3Q;當(dāng)反應(yīng)溫度為400?700℃時(shí)，熱解氣的產(chǎn)量是5.23?39.24 L/(kg h)，隨著溫度的升高，熱解氣中壓含量由89.67%下降到28.14%，而C1?C3的含量則逐漸上升。熱解氣、熱解油和熱

4、解殘?jiān)臒嶂捣謩e是15.92-45.78MJ/Nm3、41.69?38.09MJ/kg和1.02?0.73MJ/kg。綜上，油泥陶瓷膜清潔熱解的最佳反應(yīng)溫度是500℃。
　　(2)采用螺旋式進(jìn)料清潔催化熱解裝置研究油泥的熱解行為，探究陶瓷膜對(duì)熱解揮發(fā)物中顆粒物的去除效果以及對(duì)熱解產(chǎn)物的影響。結(jié)果表明，在使用陶瓷膜的油泥熱解實(shí)驗(yàn)中，熱解氣中固體顆粒物的含量是0.17mg/L，熱解油中固體顆粒物的含量是234.62 mg/L，熱解油是

5、清亮透明的棕色液體，其1000倍顯微鏡圖中沒(méi)有明顯的固體小顆粒;而未使用陶瓷膜的空白油泥熱解實(shí)驗(yàn)中，熱解氣中固體顆粒物的含量是2.74mg/L,熱解油中固體顆粒物的含量是3708.88mg/L,熱解油是黑色不透明的液體，由1000倍顯微鏡圖可以看到熱解油中混雜著許多固體小顆粒。所以，在油泥熱解反應(yīng)中，陶瓷膜對(duì)熱解油和熱解氣中顆粒物的去除都具有較好的作用。
　　(3)采用螺旋式進(jìn)料清潔催化熱解裝置研究鎳基陶瓷膜催化劑對(duì)油泥熱解產(chǎn)物的

6、影響。結(jié)果表明，在陶瓷膜上負(fù)載鎳催化劑能提高熱解氣的產(chǎn)量，但會(huì)降低熱解油的回收率。在使用了鎳基陶瓷膜催化劑的油泥熱解實(shí)驗(yàn)中，熱解氣的產(chǎn)量是15.74 L/(kgh),其中氫氣產(chǎn)量高達(dá)12.20L/(kg h),但熱解油的回收率只有48.21%;在使用了空白陶瓷膜的油泥熱解實(shí)驗(yàn)中，熱解氣的產(chǎn)量是8.96 L/(kgh),其中氫氣產(chǎn)量是5.08 L/(kg.h)，但熱解油的回收率可達(dá)62.63%。同時(shí)通過(guò)油泥持久催化熱解實(shí)驗(yàn)可以得到，在送料