熱解油田污泥制備吸附材料的研究.pdf

1、在石油生產(chǎn)過(guò)程中不可避免的產(chǎn)生大量含油污泥，如果對(duì)其處理不徹底，既造成石油能源的浪費(fèi)，又產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。含油污泥的處理是國(guó)內(nèi)外石油生產(chǎn)領(lǐng)域環(huán)境保護(hù)的重要內(nèi)容，是較難解決而急需解決的問(wèn)題之一，也是制約油田環(huán)境質(zhì)量持續(xù)提高和經(jīng)濟(jì)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(diǎn)，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?jiān)讲牧希饕芯苛藷峤鈿堅(jiān)?/p>

2、活化改性、熱解殘?jiān)奈锘再|(zhì)、改性后熱解殘?jiān)拿摿蛐阅芗俺托阅?，并?duì)含油污泥的熱解過(guò)程、產(chǎn)物及機(jī)理進(jìn)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(guò)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(guò)程表明：含油污泥的熱解過(guò)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(guò)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(guò)3因素4水平的正交熱解實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：含油污泥熱解過(guò)程中最主要的影響因素是熱解溫度，其次是熱解時(shí)間，再者是升溫速率；含油污泥熱解的最佳條件：在N2保護(hù)下，熱解溫度550℃，熱解時(shí)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(duì)最佳熱解條件下制備的熱解殘?jiān)M(jìn)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?jiān)谋椒游街蛋l(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?jiān)凑阵w積比為4.5:1混合，80℃活化2.0h，700℃焙燒1.5h后，改性熱解殘?jiān)谋椒游街颠_(dá)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?jiān)谋椒游街颠_(dá)到59.58mg/g，灰分降低13.20％。
　　 采用多種分析手段和檢測(cè)儀器對(duì)熱解產(chǎn)物進(jìn)行了分析表征。結(jié)果表明，含油污泥中含有的原油經(jīng)過(guò)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?jiān)泻?2％左右，金屬元素含量較高，達(dá)到15％左右，適合改性制備煙氣脫硫劑。改性后殘?jiān)目讖椒植驾^集中，大部分的孔都集中在3.4

6、nm左右，屬于中孔級(jí)別，可以滿足處理含油污水對(duì)孔徑的要求；改性后的熱解殘?jiān)^未改性的殘?jiān)砻婵捉Y(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(duì)熱解殘?jiān)案男院髿堅(jiān)M(jìn)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?jiān)牧蛉轂?.37％，穿透時(shí)間為39min，而NaOH改性后熱解殘?jiān)牧蛉菘梢赃_(dá)到1.96％，穿透時(shí)間為101min。在SO2-N2-H2O體系中，由于水蒸氣的