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化学洗涤法处理炼油厂含油污泥

来源:石家庄市海森化工有限公司  日期:2016-12-14 09:00:00  属于:产品技术
标签:平平加
文章摘要:炼油厂产生的含油污泥占含油污泥的比重很大,且其含油率较高,具有一定的回收利用价值。实验采用化学洗涤法在平平加-20 和硅酸钠溶液为洗脱液的条件下对含油污泥进行处理并回收原油,确定硅酸钠在液固质量比为 6︰1,反应温度为 70 ℃,反应时间为 20 min,质量分数为 0.03%的条件下达到最佳洗脱液效果,残油率为 5.3%。与之相比平平加-20 的最佳处理效果虽然不比硅酸钠好,但是仍然具有一定的使用价值。
含油污泥是指被丢弃的含油固体和泥状物质,其主要来源于人类对石油的生产和消费活动,人们在开发利用石油以及制造石油产品的过程中,都会不可避免地产生含油废弃物。其中所含烷烃、环烷烃、芳香烃、胶质、沥青质及石蜡等严重影响人类身体健康,尤其是芳香烃类物质对人体毒性较大,甚至有致癌作用。

化学洗涤法处理炼油厂含油污泥
含油污泥的来源不同,烃类含量和组分有所不同,其性质上也存在较大差异。炼油厂污水处理场的含油污泥主要来源于隔油池底泥、浮选池浮渣、原油罐底泥等,俗称“三泥”。这些含油污泥组成各异,通常含油率在10%~50%,含水率在40%~90%,同时伴有一定量的固体。经过炼油厂污水处理场的含油废水处理工艺,及隔油、浮选、曝气处理后,大量的石油类物质从水相中分离出来,沉积或悬浮在隔油池、浮选池等处理构筑物的底部或顶部,形成高粘度的含油污泥。近些年,我国炼油行业发展迅猛,到2009年底我国原油一次加工能力已由2000年的2.76亿t、2005年的3.245亿t增至4.77亿t,稳居世界第二位。这其中每年都要产生大量的包括含油污泥在内的危险废物。1998年,含油污泥作为危险废物的一种已被列入我国的《国家危险废物名录》,并于7月1日起开始实施。《国家废物环境污染防治法》和《国家清洁生产法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理。
综合国内外含油污泥的处理技术,目前我们所追求的目标是资源化、综合化利用。含油污泥中含有较高的石油类物质,具有再生利用的价值,也是一种资源。据油田工作经验,含油大于6%的含油污泥即有回收价值,而一般炼油厂产生的含油污泥含油率大于10%具有回收利用价值。本研究以某炼油厂含油污泥为原料,采用化学洗涤法在不同药剂的条件下对其进行处理并回收原油,以确定液固质量比、反应时间、反应温度、洗脱液质量分数、静置时间对处理效果的影响。通过对比得到处理效果最佳的药剂及其最佳工艺条件。

1实验部分

1.1原料和试剂

含油污泥取自某炼油厂,采用重量分析法进行分析,测得油含量较高约为55.29%,含水率为18.18%,含砂率为26.53%。
平平加-20,化学纯;硅酸钠,分析纯。

1.2实验方法

将含油污泥与一定质量分数的洗脱液按照不同的固液比一同在恒温水浴中加热、搅拌,反应一段时间后,静置,刮去浮油以回收。对剩余的混合液进行抽滤,得到的油泥在110℃下进行干燥恒重。干燥后的油泥放入坩埚中,在600℃的马弗炉中灼烧恒重,从而计算出残油率。

2 结果与讨论

2.1 液固质量比对含油污泥处理效果的影响

在其他条件相同的情况下,考察洗脱液与含油污泥的液固质量比对处理效果的影响, 结果见图 1。
由图1可见,随着液固质量比的增大平平加-20和硅酸钠这两种试剂与水洗涤含油污泥时残油率都逐渐减小,且曲线下降趋势较为明显,这表明洗涤效果逐渐提高。在6︰1时达到最低点,此时洗涤效果最好。在2︰1~5︰1时,残油率逐渐减小,处理效果逐渐增加。至6︰1之后,随着液固质量比的增加,残油率有所升高。从图中曲线还可以看出,在此条件下硅酸钠的洗涤效果好于平平加-20,二者的处理效果远好于水的处理效果。

2.2反应温度对对含油污泥处理效果的影响

在确定洗脱液与含油污泥的最佳液固质量比(6︰1)的前提下,以及其他条件相同的情况下,考察反应温度对处理效果的影响,结果见图2。
 
从图2中可以看出,非离子表面活性剂平平加-20与硅酸钠两个系列均随着反应温度的升高,残油率逐渐降低,脱油率效果越来越好。这主要是因为温度升高,原油粘度降低,热膨胀使得油膜粘附能力减弱,且随着温度的升高油水密度差增大,洗脱出的油凝聚成油珠上浮,油水界面清晰、分层好。硅酸钠属于碱,碱一般在高温下效果比较好。所以硅酸钠在80℃时脱油率最好,但硅酸钠在反应温度为40~80℃时,变化较小。这两种表面活性剂均在80℃时残油率最低,脱油率最好。但是考虑到温度越高耗能越多,水分蒸发的也比较快,且70~80℃的变化不大,所以综合考虑选择洗涤含油污泥的反应温度为70℃,此最为经济可行。在此条件下硅酸钠与平平加-20的洗涤效果均远好于水的处理效果。

2.3反应时间对含油污泥处理效果的影响

在液固质量比为6︰1、反应温度为70℃,其他条件相同的情况下,考察反应时间对处理效果的影响,结果见图3。
 
从图3中的结果可知平平加-20的最佳搅拌时间为30min,当反应时间少于30min时,残油率随反应时间的增加而减少,但当反应时间超过30min后,残油率随反应时间的增加而增加,其变化过程平缓。硅酸钠的最佳反应时间为20min,当反应时间少于20min时,残油率随反应时间的增加而减少,但当反应时间超过20min后,残油率随反应时间的增加而增加。变化过程较平平加-20明显,说明反应时间对平平加-20的脱油效果的影响比硅酸钠小,且硅酸钠达到最高脱油率的时间短于平平加-20。硅酸钠的最佳反应时间为20min,平平加-20的则为30min。

2.4洗脱液质量分数对含油污泥处理效果的影响

在液固质量比为6︰1,反应温度70℃,平平加-20的反应时间为30min,硅酸钠的反应时间为20min,其他条件相同的情况下,考察洗脱液质量分数对处理效果的影响,结果见图4。由图4可以看出,平平加-20的最佳质量分数为0.01%,硅酸钠的最佳质量分数为0.03%。两条曲线的变化趋势相同,都是先下降达到最低点后上升。
对于非离子表面活性剂平平加-20来说,洗脱液质量分数低时发生吸附,当表面活性剂的浓度接近临界胶束浓度时,溶液中出现胶束,随着表面活性剂浓度的进一步增加,胶束大量形成,溶液中单个表面活性剂分子浓度下降,导致脱油效果下降。

2.5最佳处理效果对比

分别取平平加-20与硅酸钠、水在最佳工艺条件下(见表1),分别进行实验,实验结果对比如图5。
从图5中可知硅酸钠的洗涤效果最好,残油率仅有5.3%,这是因为硅酸钠具有分散剂的作用,能有效降低液-液、固-液间的界面张力。平平加-20的洗涤效果虽然没有硅酸钠好,但是比之水的效果却好很多。
3结论

通过本实验可以得出硅酸钠在液固质量比为6︰1,搅拌温度为70℃,搅拌时间为20min,质量分数为0.03%,静置时间为4h的最佳条件下处理效果最好,残油率为5.3%。但其质量分数较平平加-20大,平平加-20的最佳处理效果虽然不比硅酸钠好,但是比空白试剂(蒸馏水)要好很多,具有一定的使用价值。


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