熱解油田污泥制備吸附材料的研究.pdf

1、在石油生產(chǎn)過程中不可避免的產(chǎn)生大量含油污泥，如果對其處理不徹底，既造成石油能源的浪費，又產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。含油污泥的處理是國內(nèi)外石油生產(chǎn)領(lǐng)域環(huán)境保護的重要內(nèi)容，是較難解決而急需解決的問題之一，也是制約油田環(huán)境質(zhì)量持續(xù)提高和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的一大難題。目前，熱解法處理含油污泥具有處置徹底、減量減容效果好、二次污染少、資源回收率高等優(yōu)點，已經(jīng)受到許多研究者的關(guān)注。本文利用熱解處理技術(shù)將含油污泥制備成熱解殘渣吸附材料，主要研究了熱解殘渣的

2、活化改性、熱解殘渣的物化性質(zhì)、改性后熱解殘渣的脫硫性能及除油性能，并對含油污泥的熱解過程、產(chǎn)物及機理進行了初步分析探討。
　　 選取勝利油田孤島采油廠第六聯(lián)合站含油污泥為原料，經(jīng)過干化處理后的原料含油污泥的含水率、含油率和固含量分別為：13.57％、22.48％和63.95％。熱分析及熱解過程表明：含油污泥的熱解過程可分為3部分，50℃-175℃，此階段主要為水分的揮發(fā)與表面吸附小分子輕烴的脫除；175℃-600℃，此階段主要為

3、揮發(fā)份的揮發(fā)和重質(zhì)組份熱解，其中，180℃-370℃階段，主要以含油污泥中礦物油的受熱揮發(fā)為主，370℃-600℃階段，此過程為含油污泥中的礦物油的重質(zhì)組份發(fā)生熱解反應(yīng)；600℃之后，含油污泥繼續(xù)發(fā)生脫氫、縮聚及重排的炭化反應(yīng)。
　　 通過3因素4水平的正交熱解實驗發(fā)現(xiàn)：含油污泥熱解過程中最主要的影響因素是熱解溫度，其次是熱解時間，再者是升溫速率；含油污泥熱解的最佳條件：在N2保護下，熱解溫度550℃，熱解時間4h，升溫速率10

4、℃/min。
　　 借鑒半焦及活性炭的活化改性方法對最佳熱解條件下制備的熱解殘渣進行了高壓水熱活化、HNO3活化、NaOH活化以及KOH活化，改性后的熱解殘渣的苯酚吸附值發(fā)生了較大的變化，灰分含量有較大幅度的降低。其中，濃度為45％的HNO3與熱解殘渣按照體積比為4.5:1混合，80℃活化2.0h，700℃焙燒1.5h后，改性熱解殘渣的苯酚吸附值達到51.35mg/g，灰分降低45.66％。濃度為40％的NaOH飽和溶液與熱解殘

5、渣按照體積比為2.0:1,150℃活化3.0h后，改性熱解殘渣的苯酚吸附值達到59.58mg/g，灰分降低13.20％。
　　 采用多種分析手段和檢測儀器對熱解產(chǎn)物進行了分析表征。結(jié)果表明，含油污泥中含有的原油經(jīng)過熱解，輕質(zhì)組分含量和種類明顯增高，不凝氣中以可燃性氣體為主，證明裂解作用較為明顯。熱解殘渣中含碳12％左右，金屬元素含量較高，達到15％左右，適合改性制備煙氣脫硫劑。改性后殘渣的孔徑分布較集中，大部分的孔都集中在3.4

6、nm左右，屬于中孔級別，可以滿足處理含油污水對孔徑的要求；改性后的熱解殘渣較未改性的殘渣表面孔結(jié)構(gòu)較明顯，且豐富，但孔隙分布不均勻。
　　 在模擬煙氣氣氛下，利用固定床反應(yīng)器對熱解殘渣及改性后殘渣進行SO2脫除性能考察研究。研究結(jié)果表明：在SO2-N2體系中，未改性熱解殘渣的硫容為0.37％，穿透時間為39min，而NaOH改性后熱解殘渣的硫容可以達到1.96％，穿透時間為101min。在SO2-N2-H2O體系中，由于水蒸氣的