CN104525538A - 一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法，属于石油污染修复技术领域。主要步骤如下：(1)布袋预烘干；(2)一定温度下，以添加了石灰、电石渣等碱性物质的细河沙为干洗介质，在机械搅拌作用下吸附石油污染物；(3)利用振动筛分离布袋和干洗介质；(4)布袋漂洗烘干洁净处理后可回收利用；(5)干洗介质高温再生处理后可重复使用。石油污染物经解附、裂化、气化、冷凝后可回收部分废石油气化产物，余热可用于步骤(1)、步骤(2)和步骤(4)。本发明的处理工艺适用于高浓度石油污染布袋，成本低廉，操作简便。干洗后布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值，回收利用或直接填埋均不会造成二次污染。

Description

一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法

技术领域

本发明涉及一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法。属于石油污染物修复技术领域。

背景技术

我国在过去三十年内经历了快速工业化和城市化，原油开采和石油制品消耗不断增多，时至2012年，我国原油产量已经达到2.07亿吨，全年表观石油消耗量突破5亿吨。我国《国家危险废物名录》中明确指出，石油开采和炼制过程中产生的油泥和油脚属于危险废弃物，具有毒性和易燃性。在石油开采、输送、储藏过程中布袋会沾附各种原油、油泥和油脚，产生大量的石油污染布袋，简称“油布”，油布亦属于危险废弃物。随意弃置或者焚烧处理对生态和人居环境存在破坏风险。因此，如何去除或者降低布袋中石油污染物的浓度已成为油田和炼油厂亟需解决的问题。

石油污染布袋中的主要污染物是石油，石油是一种含有烃类和少量其他有机物的复杂混合物，其中烷烃占有机物总量的55％～75％，芳烃占有机物总量的15％～25％，沥青等其他物质则占10％～20％。石油污染布袋的含油量在3％～20％，目前尚没有针对石油污染布袋有效清洗方法的公开报道。相关文献报道集中在石油污染土壤及部分衍生固体废弃物，诸如石化废水的污泥和浮渣等。国内周启星等人研究在石油污染土壤上种植观赏类植物以原位降解石油污染物，随种植植物的不同石油降解率可达20％～50％，但是适宜植物生长的石油污染物浓度不能高于5％，治理周期较长，大于四个月；大量文献报道了通过强化微生物原位堆肥或者异位反应器处理石油污染固体废弃物的方法，但是耗时长、营养剂耗量大、处理效果不稳定。新疆油田采用“热碱洗+助溶剂”技术建设的克拉玛依博达油泥无害化处理厂，处理规模达200t/d，出场油泥达标回填，但是该技术产生大量碱液废水，二次污染较为严重；热处理法包括热解法、焦化法和焚烧法都是处理处置石油污染固体废弃物的常见方法，石油污染物去除率高，同时实现能量回收，但是存在二次污染且未能实现资源化回收；申明乐等人采用有机溶剂萃取法，在 石油污染土壤中投加等体积比氯仿，可将石油浓度由50％降低至0.3％，去除效率高但是药剂成本高，有机溶剂具有易燃性和毒性等特征，实际大规模操作难度高；有文献报道微波法、超声法、电化学法在实验室中去除石油污染物的应用成果，但尚处于探索阶段。

发明内容

本发明针对干洗法在石油污染布袋洁净回收领域上的空白，克服了以微波法、超声法、化学氧化法、表面活性剂、石油醚等为清洗方法和介质效果差、成本高、破坏大、易燃易爆及易产生二次污染等问题，提出一种石油污染布袋的碱性泥沙干洗法，使石油污染物转移至干洗介质从而达到布袋洁净作用，处理后的布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值，对其直接回填、堆置均不会造成土壤污染，也可以用作再生布袋原材料，回收再利用。干洗法的关键技术是开发针对性强，成本低廉且无二次污染的洗脱剂，并制定合理有效的处理工艺。

本发明处理工艺流程如下：

第一步，预烘干

将石油污染布袋烘干，至石油污染布袋含水率低于20％；

第二步，机械搅拌干洗

先在细河沙中添加石灰或电石渣，搅拌均匀得到粒径为10～100目的干洗介质，石灰或电石渣的添加量与细河沙体积相同，将干洗介质和石油污染布袋输送至搅拌机进行干洗，干洗介质与石油污染布袋的质量比为1:1～1:2，搅拌时间不大于30分钟，温度在80℃～100℃。

第三步，布袋和干洗介质分离

干洗完成后，卸料至直线振动筛，停留5分钟，实现石油污染布袋和干洗介质的分离，布袋留存于筛上，进入下一步洁净处理，干洗介质成为筛下物，输送至回转窑高温再生；

第四步，布袋洁净处理

分离出来的布袋进入装有自来水的澄清池进行漂洗，然后通过烘干机烘干，烘干温度为100℃，完成洁净干燥处理后的布袋进行分析测试，布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值，澄清池底 部的干洗介质输送至回转窑高温再生；

第五步，干洗介质再生

将振动筛和澄清池分离出来的干洗介质，输送到回转窑进行大于500℃高温再生处理，再生后的干洗介质输送至卧式搅拌干洗机回收利用；产生的烟气余热用于布袋清洗前的预烘干和漂洗洁净后的烘干，以及搅拌干洗时对干洗介质持续供热；附着在干洗介质的石油污染物经回转窑高温气化、热裂化，气化物质最终进入冷却塔，回收部分冷凝后的废石油高温气化产物，烟气经过处理***后达标排放。

所述石油污染布袋的石油质量百分比浓度在3％～20％。

所述电石渣粒径小于100目的市售商品，河沙粒径10-100目的市售商品。

本发明的优点在于：

1，本发明利用石灰、电石渣等碱性介质破坏石油污染物结构，使其皂化，从而降低其对于布料的粘附性，同时在80℃～100℃温度下通过细(小颗粒)河沙在机械搅拌下的吸附作用，30分钟内可使石油污染物转移至干洗介质，石油污染物浓度在3％～20％的布袋的，石油污染去除效率高于90％，干洗后的布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值，洗涤过程不对布袋材料造成破坏，可用作再生布袋原材料回收利用。

2，由于细河沙主成分是二氧化硅，其熔点是1700℃左右，粒度在10～100目之间，耐高温处理；电石渣是电石生产乙炔过程中产生的副产物，石灰是广泛应用的土木工程原材料之一，二者的主成分是氢氧化钙，是一种微溶于水的中强碱，干洗介质中的石油污染物在高温下解附、裂化、气化、冷凝后回收废石油高温气化产物，防止二次污染。

3，本发明对清洗后的干洗介质进行高温再生处理，干洗介质中的碱性成分氢氧化钙加热到约500℃会分解为氧化钙，石灰和电石渣的有效成分在高温作用下不会减少，细河沙熔点高，耐高温处理，干洗介质吸附的石油污染物在高温作用下发生裂化和气化，石油污染物的主要组成物是长链烷烃、环烷烃和芳烃，在500～600℃高温作用下，大分子烷烃***为小分子的烷烃和烯烃；环烷烃***为小分子或脱氢转化成芳烃，小分子短链烷烃在高温作用下进一步气化；芳烃环 结构稳定，较难***，在高温下以气化为主，所以干洗介质通过500℃及以上高温再生处理后可以重复使用。

4，本发明工艺流程简单，操作简便，细河沙和石灰、电石渣等碱性物质价格低廉，材料易得，组成的干洗介质高温再生回用，进一步减少了干洗介质的投加量。

5，石油污染物经高温解附、裂化、气化后气化物质最终进入冷却塔，回收部分冷凝后的废石油高温气化产物，高温再生处理过程中产生的烟气余热以热交换方式用于布袋清洗前的预烘干和漂洗洁净后的烘干，以及干洗时对干洗介质持续供热，减少能源消耗。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明的主要工艺参数及处理效果请看表1。

表1 本发明的主要工艺参数及处理效果

实施例1：

吉林油田石油污染布袋的干洗洁净处理

以处理吉林油田石油污染布袋为例，该油田运行50余年，在原油生产、油田及炼油厂、石化行业污水处理等含油污泥的储运过程中，使用编织袋包装石油污染土壤，产生大量的石油污染布袋。以完整的80cm*50cm编织袋进行试验，经测试布袋石油污染物浓度在15％-20％。

按下述步骤进行处理：

第一步，预烘干

石油污染的布袋表面含有一定的水分，为满足后续干洗处理工艺，所以首先需要对布袋预烘干。本案例利用石油污染物热处理过程中产生的废热进行热量交换对布袋预烘干，烘烤30分钟后含水率降低至20％以下；

第二步，机械搅拌干洗

采用卧式搅拌干洗，干洗介质为等体积比的电石渣和河沙混合物，电石渣粒径小于100目，河沙粒径10-100目。搅拌均匀介质平均粒径为90μm，通过传送带将布料输送至卧式搅拌机进行干洗，干洗温度为90℃，干洗停留时间为20分钟；

第三步，布袋和干洗介质分离

干洗完成后，卸料至直线振动筛，停留时间为5分钟，实现布袋和干洗介质的分离，面积大、质量轻的布袋留存于筛上，颗粒小、比重大的泥沙成为筛下物，用螺旋杆输送至回转窑高温再生；

第四步，布袋洁净处理

分离出来的布袋表面仍然残留少量清洗介质，进入澄清池进行漂洗，漂洗时间为5分钟，漂洗后的布袋通过筒式烘干机烘干，烘干温度为100℃，完成洁净处理后资源化回收利用。澄清池底部的沉淀泥沙用抽吸泵输送至回转窑高温再生；

第五步，干洗介质再生

将振动筛和澄清池分离出来的清洗介质，输送到回转窑进行高温再生处理，回转窑使用天然气作为燃料，再生后的干洗介质通过吊式提升机输送至卧式搅拌干洗机回收利用。产生的烟气余热用于布袋清洗前的预烘干和漂洗洁净后的烘干，以及搅拌干洗时对干洗介质持续供热，回转窑炉膛温度大于500℃；

第六步，废石油回收

干洗介质进入回转窑，附着的石油污染物经高温气化、热裂化，气化物质最终进入冷却塔，回收部分冷凝后的废石油高温气化产物。烟气经过处理***后达标排放。

实施结果：

对石油污染布袋干洗效果进行分析测试，石油含量变化和去除率结果如表2所示。干洗后的布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值。

表2：吉林油田油布石油含量变化及去除率(％)

实施例2：

大庆油田石油污染布袋的干洗净化处理

以大庆油田石油污染布袋为例，该油田在原油生产过程中，钻井平台含油土壤溅喷，将塑料布作为垫层隔离石油污染土壤，使用编制袋进行石油污染土壤的储存和运输，布袋收到严重污染，其中塑料布和编织袋衬层受污染较轻，石油污染物浓度在3％～10％，编织袋外表面石油污染物浓度较高，在12％～18％。将两种石油污染布袋破碎成5cm*5cm的布料小块进行实验室试验。

按下述步骤进行处理：

第一步，预烘干

本案例对石油污染布袋自然晒干和阴干，置于通风处，储放一天一夜；

第二步，机械搅拌干洗采用机械搅拌干洗，干洗介质为等体积比的石灰和河沙混合物，石灰和河沙按等体积比混合，过100目筛，筛下物搅拌均匀。将剪切成规则小块布袋放入搅拌机干洗，干洗温度为80℃，干洗停留时间为15分钟。

第三步，布袋洁净处理

取出布袋以清水漂洗，漂洗后100℃烘干完成洁净处理，可用作再生布袋原材料；

第四步，干洗介质再生

将干洗介质，在马弗炉内进行高温再生处理，温度大于500℃，处理时间4个小时。

实施结果：

对石油污染布袋干洗效果进行分析测试，石油含量变化和去除率结果如表3所示。干洗后的布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值。

表3：吉林油田油布石油含量变化及去除率(％)

Claims (3)

1.一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法，其特征在于：

第一步，预烘干，将石油污染布袋烘干，至石油污染布袋含水率低于20％；

第二步，机械搅拌干洗

先在细河沙中添加电石渣，搅拌均匀得到粒径为10～100目的干洗介质，电石渣的添加量与细河沙体积相同，将干洗介质和石油污染布袋输送至搅拌机进行干洗，干洗介质与石油污染布袋的质量比为1:1～1:2，搅拌时间不大于30分钟，温度在80℃～100℃；

第三步，布袋和干洗介质分离

干洗完成后，卸料至直线振动筛，停留5分钟，实现石油污染布袋和干洗介质的分离，布袋留存于筛上，进入下一步洁净处理，干洗介质成为筛下物，输送至回转窑高温再生；

第四步，布袋洁净处理

分离出来的布袋进入装有自来水的澄清池进行漂洗，然后通过烘干机烘干，烘干温度为100℃，完成洁净干燥处理后的布袋进行分析测试，布袋石油含量均低于废矿物油回收利用污染控制技术规范标准(HJ 607-2011)阈值，澄清池底部的干洗介质输送至回转窑高温再生；

第五步，干洗介质再生

将振动筛和澄清池分离出来的干洗介质，输送到回转窑进行大于500℃高温再生处理，再生后的干洗介质输送至卧式搅拌干洗机回收利用；产生的烟气余热用于布袋清洗前的预烘干和漂洗洁净后的烘干，以及搅拌干洗时对干洗介质持续供热；附着在干洗介质的石油污染物经回转窑高温气化、热裂化，气化物质最终进入冷却塔，回收部分冷凝后的废石油高温气化产物，烟气经过处理***后达标排放。

2.根据权利要求1所述的一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法，其特征在于：所述石油污染布袋的石油质量百分比浓度在3％～20％。

3.根据权利要求1所述的一种利用碱性泥沙干洗石油污染布袋的方法，其特征在于：所述电石渣为粒径小于100目的市售商品，细河沙为粒径为10-100目市售商品。