CN103058482A

CN103058482A - 一种热转化处理油泥的方法

Info

Publication number: CN103058482A
Application number: CN2011103213434A
Authority: CN
Inventors: 赵昕; 回军; 赵景霞
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2013-04-24

Abstract

本发明公开了一种热转化处理油泥的方法。本发明利用流化床反应器作为油泥热转化反应器，以2～20目的焦粒或煤粒作为生焦载体和热载体，预热后的油泥与焦粒或煤粒进行接触，发生热裂解反应，反应后得到的高温油气经过分离后得到产品，结焦载体进入加热器，大部分焦粒则进入到气化器中进行气化以生产水煤气，高温水煤气和焦粉返回加热器与结焦载体进行换热，换热后焦粒作为热载体再循环回反应器中。本发明采用流化热转化对油泥进行处理，得到的产品主要包括水煤气和液体生成油，具有可连续操作、灵活性好、焦炭产率低、油泥利用率高和回收效率高的特点。

Description

一种热转化处理油泥的方法

技术领域

本发明涉及一种对含油污泥的处理方法，具体的说是一种采用流化热转化处理油泥的方法。

背景技术

含油污泥主要是指由于各种原因造成的原油与泥土形成的含油污泥，以及油田正常生产中***带出的含油泥沙，是一种富含矿物油的固体废物，主要成分是原油、泥和水。固体颗粒尺寸可从不足微米到几英寸，大多数在l至100微米之间，油的组成取决于原油种类、炼油厂结构与操作条件，污泥的组成可能随时间变化而变化。通常污泥中含有一定浓度的原油(5%～80%)、重金属离子(如铁、铜、镍等)与无机盐类(5%～20%)化合物等。这些油泥中一般含有苯系物、酚类、慈类等物质，并伴随恶臭和毒性，若直接和自然环境接触，会使土地毒化、酸化或碱化，导致土壤及土质结构的改变，妨碍植物根系生长并会对水体和植被造成较大污染，同时也意味着石油资源的浪费。

按国家危险废物名录，油泥被列为危险废物，其对环境危害的长期性和潜在性，正引起高度重视。开展油泥管理及防治技术研究是目前国家环保工作的一项重要任务。因此，如何把这些含油污泥进行无害化和资源化利用，也是摆在目前炼油行业面前亟待解决的一个重要环保问题。

目前处理含油污泥的技术主要有资源回收、无害化处理和综合利用技术。资源回收处理技术包括溶剂萃取法、水洗法、微乳洗涤、破乳法等。油泥无害化处理处理技术包括固定化处理，生物处理、焚烧等技术。综合利用技术包括热分解、制砖铺路以及其它用途。含油泥砂的处理技术多种多样，每种方法都有各自的优缺点和适用范围。

溶剂萃取法是油泥处理技术中常用的一种，其利用“相似相溶”原理，选择合适的有机溶剂作萃取剂，将有机物从油泥中被溶剂抽提出来后，通过蒸馏把溶剂从混合物中分离出来循环使用，回收的原油则用于回炼。

美国专利US484271采用萃取氧化氧化法对含油污泥进行处理，先在污泥中加入一种轻质烃作萃取剂，经过萃取后，油和大部分有机物被去除，残留的污泥用HNO₃在200～375℃及常压条件下氧化处理。

中国专利ZL02133117.0 采用“热萃取-脱水-固液分离”的技术处理含油污泥，将含油污泥进行机械脱水，然后与萃取溶剂油混合并预热，混合均匀后进行热萃取-脱水处理，然后进行固液分离，液相进入焦化装置，固相可作为燃料，热萃取-脱水的汽相经冷凝后进行油水分离。该方法过程简单、无需特殊设备，投资及操作费用低，不但有效处理了含油污泥，而且其中有价值成分得到了充分的利用，同时不会给后处理装置带来不利影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种流化热转化处理油泥的方法。

本发明提供的热转化处理油泥的方法，具体包括以下步骤：

（1）油泥经过脱水预处理后除去机械杂质，经预热后送入流化床反应器；

（2）进入流化床反应器的油泥与高温生焦载体接触，发生热转化反应，得到高温油气、附着于生焦载体上的焦炭，其中反应温度控制为450～550℃，焦粒与油泥的质量比为1∶8～9，反应时间为5～30 min；

（3）附着焦炭的生焦载体经过汽提后，进入加热器进行加热，提供焦化过程所需的热量，加热器的床层温度为600～700℃，换热后载体循环回流化床反应器进行反应；

（4）高温油气经过洗涤和分离，分离出生焦载体后，进入分馏塔进行分离，得到气体和液体。

根据本发明的热转化处理油泥的方法，其中还包括步骤（5）：所述加热器内剩余的生焦载体进入气化器中，在800～1000℃的高温下与空气、水蒸汽反应生成水煤气（粗产品），水煤气与除去焦炭后的载体回到加热器中提供热量，与流化床反应器输送来的生焦载体换热后排出加热器。

根据本发明的热转化处理油泥的方法，其中还可以包括步骤（6），从加热器顶部排出的水煤气等气体经换热器换热、高压蒸汽发生器取热后，再经气体除尘、回收残留的焦粉后进行脱硫，便得到产品水煤气。

本发明方法中所述的生焦载体为焦粒或煤粒，生焦载体的粒度为2～20目。

本发明处理油泥的方法中，其中步骤（1）所述预热的预热温度为300～350℃。

步骤（3）中，所述的生焦载体经汽提蒸汽汽提后，可以先通过筛选分离出灰分后，再进入加热器进行加热。

步骤（4）所述的洗涤可以通过用洗涤油对高温油气进行洗涤实现，其中洗涤油选自蜡油或柴油，优选本发明中分馏塔得到的液体生成油。通过洗涤可以除去固体颗粒和把高温的泥浆状液体冷凝下来，得到的冷凝的泥浆状液体可以返回流化床反应器进行循环热分解，或者直接抽出反应器。所述的高温油气与生焦载体的分离可以采用旋风分离器进行。

由于油泥中含有一定数量和一定馏程分布的油分，主要有烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃、胶质及沥青质等。油泥中的油分在一定的温度下可发生热转化反应。烃类的热转化反应是一种复杂的平行顺序反应，基本上可以分成裂解和缩合两个方向。裂解生成较小的分子(如气体烃)，缩合方向生成较大的分子(如胶质、沥青质、焦炭等)。通常认为烃类热反应为自由基反应，在热转化过程中，油分一般加热至370℃左右即开始裂解，同时缩合反应随裂化深度的增加而加快。在低裂解深度下，原料和油分中的芳烃是主要结焦母体；在高裂解深度下，二次反应生成的缩聚物是主要结焦母体。

为避免生成过多的焦炭，堵塞管路，本发明利用流化床反应器作为油泥热转化反应器，以2～20目的焦粒或煤粒作为流化载体，使预处理后经过预热的油泥与流化的载体进行接触，发生热裂解反应，所述的流化载体此时既供给油泥反应所需的热量，同时又充当油泥中重组分缩合反应的生焦载体，反应后得到的高温油气经过处理后离开流化床反应器，而结焦的载体进入加热器，之后部分焦粒作为热载体再循环回反应器中，大部分焦粒则进入到气化器中进行气化以生产水煤气。

采用流化热转化对油泥进行处理具有可连续操作、灵活性好、焦炭产率低并可生产水煤气、可靠性高、可清洁生产等优点。而且本发明处理油泥得到的产品主要包括水煤气和液体生成油，具有油泥利用率高、回收效率高的特点。

附图说明

图1为本发明的热转化处理油泥方法的示意流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的方法作详细说明。

实施例1

采用图1所示的工艺流程，以某炼厂油罐底油泥为例说明本发明具体实施方式。油泥含油75%（质量），含水14%，其余为固体物质。

油泥经过脱水预处理后除去机械杂质，在加热炉中加热到350℃，再经管线进入流化床反应器。反应器内充满流化的10～20目焦粒。进入流化床反应器的油泥在反应器中进行热转化，反应温度为500℃，压力稍高于常压，流化介质为油气和由底部进入的水蒸汽。热转化反应生成液体产品、气体和焦炭。控制过程总生焦率(以甲苯不溶物计)在10％，生焦沉积在流化态的焦粒上。反应生成的油气经旋风分离器分出携带的焦粒，进入反应器顶部的洗涤段。反应产物在洗涤段内除去固体颗粒和把>500℃的泥浆状液体冷凝下来，并返回至反应器中。洗涤段顶物料送入分馏塔，分离为焦化液体产品和焦化气。反应过程后焦粒经下部的汽提段用水蒸气汽提出其中的油气进入加热器。加热器中从气化器送入的水煤气和焦粉，对焦粒进行加热，高温的焦粒部分再循环回反应器起到热载体的作用，供给原料油预热和反应所需的热量。大部分焦粒进入到气化器中，在800℃下与空气、水蒸汽反应生产水煤气。水煤气中含H₂、H₂S、CO、CO₂、N₂、H₂O等气体。水煤气与焦粉回到加热器中提供热量。从加热器顶部排出的气体经换热器换热、高压蒸汽发生器取热，再经气体除尘、回收残留的焦粉后脱硫，便为水煤气气体。油泥经流化热转化反应后，液相收率为82.2％，液相产品中<200℃馏分占15.8%，200～350℃馏分占24.3%，>350℃馏分占42.1%，气体收率7.6%。

实施例2

以某炼厂油罐底油泥为例说明本发明具体实施方式。油泥含油67%，含水23%，其余为固体物质。主要工艺流程与实施例1相同，不同之处是在反应器的洗涤段中>500℃的泥浆状液体不循环回反应器，而是直接抽出，即反应原料一次性通过。反应温度选择为530℃。气化器中温度为900℃。油泥经流化热转化反应后，其转化率为98.2%，液相收率为87.0%，液相产品中<200℃馏分占17.7%，200～350℃馏分占25.8%，>350℃馏分占43.5%，气体收率6.8%。

Claims

1.一种热转化处理油泥的方法，包括以下步骤：

（2）进入流化床反应器的油泥与高温生焦载体接触，发生热转化反应，得到高温油气、附着于生焦载体上的焦炭；

（3）附着焦炭的生焦载体进入加热器进行加热，提供焦化过程所需的热量，加热器的床层温度为600～700℃，换热后一部分生焦载体循环回流化床反应器进行反应；

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤（5）：所述加热器内剩余部分的生焦载体进入气化器中，在800～1000℃温度下与空气、水蒸汽反应生成水煤气，水煤气与除去焦炭后的生焦载体回到加热器中，与流化床反应器输送的结焦的生焦载体换热后排出加热器。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括步骤（6）：从加热器顶部排出的水煤气气体经换热器换热、高压蒸汽发生器取热后，再经气体除尘、回收残留的焦粉后进行脱硫，得到产品水煤气。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述的反应温度控制为450～550℃，生焦载体与油泥的质量比为1∶8～9，反应时间为5～30min。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的生焦载体为焦粒或煤粒，生焦载体的粒度为2～20目。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤（1）所述预热的预热温度为300～350℃。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述附着焦炭的生焦载体经汽提蒸汽汽提后，先通过筛选分离出灰分后，再进入加热器进行加热。

8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述的洗涤通过用洗涤油对高温油气进行洗涤实现，洗涤油选自蜡油或柴油。

9.按照权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述的洗涤油为分馏塔得到的液体生成油。

10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，通过洗涤得到冷凝的泥浆状液体，所述泥浆状液体返回流化床反应器进行循环热分解，或者直接抽出反应器。

11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的高温油气与生焦载体的分离采用旋风分离器进行。