科技成果——页岩油泥环保处理技术
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页岩油开采的三种主要技术页岩油是一种石油资源,它被包含在致密或紧密的岩石(页岩)中,无法被传统的钻井方法开采。
由于其储量丰富,开采页岩油已经成为了全球范围内的热门话题之一。
本文将详细介绍页岩油开采的三种主要技术。
一、水力压裂技术水力压裂技术是目前用于开采页岩油的最常用方法之一。
这种技术利用了高压注水、压岩破裂、排放油气的原理,将压裂液(水和化学添加剂)注入至岩石裂缝内部,形成高压力,使岩石断裂并沿着岩层进一步发展。
水力压裂技术可以让页岩油从岩石孔隙中释放出来,方便地回收利用。
这种技术的主要优点是可以提高开采效率和提高石油产量。
它还可以降低生产成本,减少对环境的影响。
但是,水力压裂技术也有一定的局限性。
例如,它会增加地震活动的风险,增加对水资源的需求,而且其操作流程较为复杂,需要大量的人力、物力和财力。
二、水化学热交替技术与传统的水力压裂技术相比,水化学热交替技术是一种新的尝试,其实现原理是利用低温高压水和溶解剂,通过化学反应将页岩岩石中的有机物转化为油气。
这种技术可以在不压裂岩石的情况下,显著提高产油效率,同时也能够减少开采对环境的影响。
水化学热交替技术的主要优点是工艺简单、绿色环保、成本较低。
但是,这种技术目前还没有经过实际应用的大规模实验,因此其在实际应用中的可行性和效果还需要进一步研究和验证。
三、CO2注入技术CO2注入技术是一种利用二氧化碳将岩石中的石油释放出来的技术。
这种方法利用了二氧化碳的溶解性和可相溶性,将二氧化碳注入到岩石中,使石油从岩石微观孔隙中释放出来,从而达到开采页岩油的目的。
CO2注入技术的主要优点是,可以有效地提高页岩油的产量,同时还可以降低对环境的影响。
但是,这种技术需要大量的二氧化碳,这可能会对大气环境造成一定的影响。
此外,CO2的注入需要多次进行,而且每次需要注入约2000至5000英尺的深度,这使得该技术具有很高的成本和复杂性。
结论总的来说,页岩油开采是一项非常有挑战性的任务,需要大量的技术和投资。
热化学清洗技术在油泥处置过程中的研究及应用李磊发布时间:2023-05-30T05:00:52.884Z 来源:《工程管理前沿》2023年6期作者:李磊[导读] 随着现代化技术与信息化手段的优化和进步,社会已进入科技时代,这对化学清洗技术的发展和优化起到了良好的促进作用,化学清洗技术作为一种在石化行业与化工行业广泛应用的清洗技术,为了确保其能够取得预期的应用效果,必须充分结合实际情况,对化学清洗工艺技术展开深入的研究与分析。中国石油大港油田原油运销公司天津 300280摘要:随着现代化技术与信息化手段的优化和进步,社会已进入科技时代,这对化学清洗技术的发展和优化起到了良好的促进作用,化学清洗技术作为一种在石化行业与化工行业广泛应用的清洗技术,为了确保其能够取得预期的应用效果,必须充分结合实际情况,对化学清洗工艺技术展开深入的研究与分析。而油泥作为固体废弃物,对环境和人体健康具有较大危害,亟须进行无害化处置和资源化利用。与油泥的其他处置方法相比,热洗具有适用范围广、技术相对成熟、工艺简单、自动化程度高、设备投资低等优点。本文对在油泥热洗过程中不同类型清洗剂的组成、特点、表面活性剂与油泥的作用机理及其应用,以及清洗剂、温度、搅拌速率、清洗时间、液固比、pH、清洗次数等工艺参数对油泥热洗的影响进行了综述,并提出了存在的主要问题及解决方法。关键词:热化学清洗技术;油泥;热洗;表面活性剂1化学清洗工艺技术的主要作用在各类新建的蒸汽管网系统与锅炉中,其在运行阶段主要有以下几个步骤:加工、运输、制造与安装等。由此可以看出,无论是蒸汽管网系统还是锅炉,其必然会产生大量的污染物,比如铁锈皮、焊渣、防锈油与尘土等物质,这些都会对其正常运转产生较为严重的影响。当前较为主流的应用方式是蒸汽吹扫,通过这种方式虽然可以清除锅炉与管线中存在的一些游离杂质与松散污物,但其对管道内部的焊渣与焊瘤等污染物质很难彻底清除,如果蒸汽系统内部存在的杂质进入汽轮机中,就会导致机叶片受到不同程度的损坏,严重情况下还会带来极大的经济损失。因此,需要采用科学合理的化学清洗方式,彻底清除其中存在的焊渣与焊瘤等污染物质,采用化学清洗工艺技术,可以在金属的表面部位形成一种钝化致密的膜,进一步延长金属管道的使用寿命。对于一些大型的石化设备来说,其在进行使用之前也要进行必要的化学清洗,从而在缩短蒸汽吹扫时间的同时,减少整体蒸汽的使用量,为相应企业带来更高的经济效益。2油泥概述油泥是在原油开采、运输、储存和炼制过程中产生的主要固体废物。一般认为由水包油(O/W)、油水(W/O)、悬浮固体组成的油泥属于多相体系,通常由于其已充分乳化,黏度较大,导致不易沉降,因此处理难度较大。由于目前处理工艺仍不是很成熟,通常的处理方法是将不同来源的油泥堆放在一起。随着堆放数量增加,不但占用土地,而且由于其含有大量的碳氢化合物,还会造成堆放场地周边土壤、大气和水体的污染,对人体健康和环境造成威胁。随着国家对环境污染事件的处理力度日益严厉,油泥已被列入《国家危险废物名录》。据统计,目前中国有8亿吨油泥,且数量还在逐年增加,急需无害化处理。为解决这一问题,已出现热解、溶剂萃取、热化学清洗、超声辅助处理,以及以上方法联合使用的技术。3清洗剂配方对油泥热洗剂的研究已有很多,文献报道的主要有两种,一是单一组分清洗剂,包括脂肪醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)、十二烷基苯磺酸钠(SDS)、十二烷基硫酸钠(LAS)、吐温80(Tween80)、吐温20(Tween20)、司盘80(Span80)、烷基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(Na-AES)、平平加O-20等有机类清洗剂和Na2SiO3、Na2CO3、NaOH等无机类清洗剂,而有机类清洗剂又包括阴离子型和非离子型;二是复配清洗剂,即阴离子型/非离子与非离子型表面活性剂复合剂。油泥中的土壤和石油的组成均比较复杂,仅依靠单一组分清洗剂往往无法达到油泥分离的目的,往往需要利用复配表面活性剂清洗被石油污染的土壤。复配类清洗剂除油率高于单一表面活性剂,在处理时更经济、有效且对环境影响更小。3.1阴离子—非离子复配表面活性剂由于阴离子型和非离子型表面活性剂对油泥均具有较好的洗涤效果,所以阴离子—非离子复配表面活性剂在油泥清洗中的应用研究较多。阴离子型的耐热性较好,但耐盐性较差,非离子型则相反,因此阴离子—非离子复配表面活性剂可发挥各自优势,同时非离子型表面活性剂的加入可以降低阴离子型离子基团之间的斥力,使界面排列得更加紧密,复配后活性增加,温度适应范围更广、稳定性也更高。在复配的清洗剂中加入Na2SiO3等无机盐作为助剂。适量的无机盐有分散剂的作用,硅酸钠可以与石油中的环烷酸反应,可降低表面活性剂胶束浓度;同时,可以使不溶于水的油性液体分散成很小的液珠,在界面张力的作用下快速分层。3.2非离子—非离子复配表面活性剂非离子与非离子复配表面活性剂可能影响混合体系的浊点,从而影响油泥的除油率。非离子与非离子复配表面活性剂对提高脱油率的作用有限,往往需要与Na2SiO3等无机盐复配来进一步提高脱油率。比如,将非离子表面活性剂AEO-9、NP-10与无机盐Na2SiO3复配,所得清洗剂的表面张力低于单一组分,利用此清洗剂处理油泥,脱油率高于只使用AEO-9或NP-10配制的清洗剂。4清洗剂的影响4.1清洗剂投加量的影响目前油泥清洗多使用复配的清洗剂。对于大部分复配清洗剂,随着浓度的增加,残油率逐渐降低,当清洗剂添加量到达一定浓度以后,残油率出现拐点,继续增加清洗剂,残油率基本不变,甚至回升。随着清洗剂投加量的增加,混合溶液的表面张力逐渐降低,当达到临界胶束浓度后,溶液的表面张力将保持不变,所以残油率将不再降低。在某些情况下由于投加量过多,油滴与泥土乳化,更难分离,导致残油率不降反升。该规律也适用于大部分单一组分清洗剂。对非离子型清洗剂处理油污,油品回收率随着清洗剂质量分数的增加下降较快,清洗剂质量分数继续增加,变化趋于平缓。出现上述变化趋势的原因是当清洗剂质量分数较低时,发生吸附作用;当清洗剂质量分数增大时,溶液中出现少数胶束;随着清洗剂质量分数的进一步增加,胶束大量形成,致使溶液中单个分子浓度下降,因而导致油回收率变化趋于平缓。对于大部分复配和单一组分清洗剂,当投加量达到一定浓度后,残油率趋于稳定。但有一部分清洗剂,继续增加浓度会使残油率回升。原因可能是:当清洗剂投加量接近临界胶束浓度时,会使混合物的黏度增大,不利于泥土表面残油的脱落,影响油泥的分离;当胶束大量形成后,会使溶液中单个表面活性剂分子浓度下降,这利于泥土表面残油的脱落。清洗剂投加量不仅影响脱油率,也影响油品回收率,当清洗效果最佳时,油品回收率也最高。另外,选择清洗剂时应优先选择来源广泛,价格低廉的清洗剂。4.2清洗剂配比的影响除清洗剂投加量,复配清洗剂中各组分占比也影响清洗效果。比如,罐底油泥清洗时发现,随着SDS占比增加,脱油率先增加后趋于不变,SDS占35%时最佳。5化学清洗工艺技术具备的经济效益化学清洗工艺技术具备清洗效果良好、清洗速度快与操作控制较为简便等特征,在冶金领域、化工领域、军工领域与机械领域等工业领域中得到了十分广泛的应用,并且在近年来的发展进程中,化学清洗工艺技术逐渐成为一种独立的行业技术。在所用的化工装置中,大部分管道与设备都需要在冲洗与蒸汽重扫之前进行化学清洗,并且在实践过程中可以明显看出,如果不进行酸洗或是钝化处理,或是清洗过后达不到标准要求,就会对后续的生产运行产生极其严重的后果。考虑到基本管线材质,要在选择化学清洗剂时采用柠檬酸,柠檬酸在本质上属于一种弱酸,其内部并不蕴含各类有害的氯离子,对设备本体并不会产生严重的腐蚀现象,而具体的清洗温度则要稳定控制在70~90℃。在具体的工艺流程设计方面,要将天然气净化厂内部管线布置的具体情况作为基础,选择3台左右的酸清洗泵,将其当作整体清洗系统的主要动力,利用清洗泵来建立较为完善的循环清洗系统,采用切换阀门的方式进行正向清洗与反向清洗,确保能够取得预期的清洗效果。
科技成果——煤系共伴生油页岩资源综合利用技术适用范围
具有煤系伴生油页岩资源的同类矿区
成果简介
采用“SJ-IV直立方炉-低温热解-内燃内热-气体热载体”干馏工艺。
工艺技术路线为:油页岩筛选制备、低温干镏、冷凝回收(煤气净化)、油品外销、尾气半焦发电。
工艺技术及装备
采用SJ-Ⅳ型低温干馏方炉实现均匀布料、集气、加热、出料;通过调整气体量、混合比、干馏温度、出口温度、压力和出焦量实现方炉集中控制;尾气经过三级净化处理后用做回炉加热原料和发电燃料;输料、筛分和筛焦系统全封闭运行技术;熄焦、尾气净化系统采取封闭运行,减少了有害气体随水蒸气挥发;盈余废水通过处理后循环利用技术。
市场前景
该技术符合国家产业政策,以“节约能源、提高效益、保护环境”为原则,遵循清洁生产和循环经济理念,单炉设计处理能力500吨/台·天,油收效率在同类项目中属中等偏上,在油页岩综合利用领域具有较强的优越性和示范性,为油页岩炼油、褐煤提质提供了一种选择途径。
科技成果——微生物修复石油污染技术技术开发单位烟台大境生态环境科技股份有限公司适用范围适用于水环境石油污染治理修复成果简介微生物修复技术:指通过利用微生物将环境中的污染物降解或转化为其他无害物质的技术。
水环境石油污染治理:将水体中石油污染物及衍生物等吸附固定、或降解转化成无害物质的修复过程。
工艺流程关键技术土著功能菌株的筛选、鉴定等:是所有工作进行的前提和关键所在;微生物菌剂制备运输投放:产品开发设计总成,每一步都要缜密细致,对于菌剂形态、产品气味、包装、运输、投放等所有工序进行参数设计验证;效果评价:菌剂在一定时间内对环境石油污染物的去除转化降解等作用,对生态环境修复效果的评价。
应用情况渤海中部公共海域沉积物现场微生物修复项目工程部分,项目总投资800万,其中菌剂生产运输投放等过程费用600多万元。
修复目标水域面积0.67km2,恢复污染区域生态环境。
典型案例(一)项目概况国家海洋局北海分局渤海中部公共海域沉积物现场微生物修复项目。
项目工程部分由烟台大境生态环境科技股份有限公司负责,包括菌剂制备、运输和投放等。
项目目标:选取蓬莱19-3石油平台海域0.67km2的修复区进行沉积物微生物现场修复工作。
项目工程部分于2015年7月开始,2016年2月前完成验收。
(二)技术指标国家海洋局北海分局组织验收确认,项目要求达到签订的项目技术协议要求:菌剂有效活菌数大于等于1亿CFU/g,投放菌剂达到至少0.3kg/m2,修复海域面积0.67km2。
菌剂制备、评价、验收、投放设备制造和现场投放等必要的过程全程照相摄像记录,投放航迹资料保存完整。
(三)投资费用该项目工程部分总投资800万,其中菌剂生产运输投放等过程费用600多万元。
(四)运行费用根据实际运行情况,生产转运投放360吨菌剂人工费、管理费等各项费用140多万元,再加上过程费用600多万元,盈利在60万元左右。
产生的生态价值无可估量,对人类长远经济发展、子孙后代都非常有益。
浅谈页岩油工业生产中的“废物”利用油页岩(又称油母页岩)是一种高灰分的含可燃有机质的沉积岩,主要由水生的低等浮游植物和低等浮游动物经腐败作用和煤化作用而生成,属腐泥煤的一种,其有机物质通常称作“油母”。
油页岩在隔绝空气或氧气的情况下,加热至400℃一500℃(即称为干馏、低温干馏或热解),其油母质热解生成页岩油、热解气、热解水及固体残渣。
油页岩经低温干馏得到的页岩油类似原油,可进一步加工为汽油、柴油等燃料油,也可直接用作燃料油。
当今,油页岩作为一种后备能源,已越来越受到人们的重视。
大庆油田柳树河页岩油中试先导基地炼厂项目,是由中国石油天然气股份有限公司落户牡丹江的油页岩示范项目。
牡丹江探明的油页岩矿石储量为4620万吨,页岩油储量为356万吨,为建设运行30年的油页岩炼油厂提供了资源保证。
据报道该基地项目主要通过露天开采油页岩矿石,利用国内领先的小颗粒油页岩高效干馏工艺提取页岩油,年处理60万吨油页岩矿石,年产页岩油3—5万吨。
据了解,该项目2008年8月开工建设,总投资10亿元以上,预计2013年6月投入单体试车,10月前可以投入生产。
该项目是省委、省政府确定的重点大项目之一,也是我市的重点财源项目,对于拓宽我市新能源发展领域,扩大就业,拉动和壮大我市石油化工产业链条具有重要的意义。
然而,随着该项目的投产临近,页岩油工业生产中的“废物”如何利用也应该提到日程。
我市页岩油中试先导基地炼厂项目年处理油页岩矿石60万吨,我市页岩石平均含油率为8.77%,再去掉26万吨左右的副产品页岩半焦,还会产生近30万吨的“废物”,这些“废物”若不好好加以利用会造成严重的堆积占地和二次污染。
这些“废物”主要包括有“废渣”和“废气”。
其中“废渣”中含有大量的无机盐、稀土和金属化合物等;干馏生成的“废气”也俗称瓦斯,包含有干馏煤气、气体汽油和有机化合物等。
其实这些“废渣”和“废气”都是可以再开发利用的“宝物”。
目前该项目是中试先导项目,今后,随着工艺的成熟和生产规模的扩大,可利用的资源也会越来越多,加快对页岩油工业生产中变废为宝开发利用工作,无疑对延伸我市开发油页岩产业链条、发展循环经济都有着重要作用。
抚顺炼油厂油泥处理技术考察报告考察时间:2013年3月5日-8日考察人:中石油设计院吉林分院丛琳吉林成大弘晟能源有限公司刘兴敦抚顺炼油厂油泥处理技术考察报告关键词:加温、沉降、压锭、干馏根据公司要求,为进一步提高油收率,干馏分公司将回收油泥中的油作为2013年的技改项目,派生产技术科刘兴敦与吉林设计院丛琳到抚顺千金炼油厂及坑口油厂考察油泥处理技术。
现将考察结果汇报如下:一、油泥产生的原因在油页岩干馏的生产过程中,产生较多的油泥,油泥指含有页岩油、水、矿物质及其它杂质的混合物形成的一种乳化液,或者乳状悬浮液,其中的油不能直接回收而存在于多种形态的混合物之中。
页岩在破碎过程中产生未被筛尽的粉尘,或在运输、干馏过程中原料互相摩擦和运动所产生的粉尘,随焦油蒸汽和热载体的导出而被带出,存在于油气管线、沉降池、沉降罐、洗涤水罐及储油罐中。
这时粉尘就被油膜包着成为半固体状产物,这种半固体状产物我们称之为油泥。
这种油泥的生成和带出,实质上是页岩油的损失,也是页岩油收率降低的原因之一,含油污泥的总量约占油产量1%左右,因此数量巨大。
抚顺坑口油厂共有100台抚顺式干馏炉,千金油厂共有120台干馏炉,两油厂每年产生油泥(含固量、含油、含水各30%左右)共10000吨,主要集中在高浓沉淀池和成品油罐底部。
抚顺工艺流程中产生的油泥地点主要有:(1)500立集泥罐:在第一次通过循环水洗涤含油的瓦斯,产生60%页岩油的第一次洗涤过程中,油、水、油泥集中在500立集泥罐中。
(2)洗涤池、冷却池:为洗涤塔和冷却塔洗涤后经过的缓冲池。
(3)油水分离池:每日500立、洗涤池、冷却池过油缓冲池,经油水分离后通过油水泵将油送到成品罐,水、油泥送到高浓池,水循环使用,油泥在高浓池中沉降。
(4)高浓池:油泥最终沉降地点。
油泥的清理成品油罐每半年机械清理一次,每年人工清理一次;隔油池、调节池每月机械清理一次,每年人工清理一次;洗涤池、冷却池每月机械清理一次,每年人工清理一次;机械清理即用液下泵或罗茨泵将含固量60%以下的油泥抽进油泥槽车送至油泥存放池。
长庆油田页岩油水资源综合利用技术研究摘要:随着世界经济的发展,各国对油气资源的需求量持续增加,常规油气资源越来越难以满足工业和经济发展的需要,页岩油是非常规油气资源最具现实意义的部分。
由于页岩油采用体积压裂准自然能量的开发方式,页岩油水资源的综合利用已经成为一个备受瞩目的研究领域。
长庆油田是国内重要的页岩油开发区域,如何实现水资源高效、低成本、可持续的利用,是当前亟待解决的问题。
本研究旨在探讨长庆油田页岩油水资源的综合利用技术,以提高水资源的利用率,节约能源和环保减排,为国内页岩油开发水资源综合利用提供参考。
关键词:长庆油田;页岩油;水资源;综合利用技术;研究1、绪论1.1 研究背景长庆油田作为我国重要的石油生产基地,近年来在页岩油领域取得了显著的成果,综合应用三维地震、页岩油测井精细评价、水平井轨迹导向等技术,实现了页岩油甜点的有效预测,采用地质导向开采技术和低成本材料,成功开发了低成本压裂封隔和桥塞等关键工具,使得页岩油水平井分段压裂的效果得到了极大提升。
虽然长庆油田在陇东地区建成了国内最大的百万吨级页岩油开发示范区,取得页岩油勘探开发的突破和成功,但是目前面临着页岩形成机理认识不清、页岩油资源量评价不准确、生烃和成藏机理不明确、单井产量低、投资成本高等一系列的重大理论和技术难题,这些问题制约着长7页岩油勘探开发更进一步扩大。
为了解决这些问题,长庆油田立足页岩油强化成因机理研究与关键技术攻关,开展混合水体积压裂实验,多口井获得工业油流。
因此,长庆油田页岩油水资源综合利用技术研究具有重要的研究意义和应用价值。
通过开展该项研究,可以进一步完善页岩油水资源综合利用技术,提高水资源综合利用率,为我国陆上湖相页岩油的勘探开发提供宝贵的借鉴经验。
1.2 研究内容本文研究的是长庆油田页岩油水资源综合利用技术。
随着传统油气资源的逐渐枯竭和环境污染的日益加剧,页岩油开发已经成为了我国能源发展的重要方向。
长庆油田是我国最大的页岩油勘探开发区,页岩油是其重要的接替资源,但开发过程中的水资源综合利用是一个亟需解决的难题。
油母页岩的废渣与工艺应用展望
油母页岩是一种岩石,通过石油提取技术可以从中提取出页岩油和页岩气。
在提取过程中,会产生废渣。
目前对于油母页岩废渣的处理和工艺应用还存在一定的挑战。
对于油母页岩废渣的处理,目前主要有以下几种方式:
1. 土壤改良:将油母页岩废渣与适宜的土壤混合,通过调节pH值、添加有机物等方法改良土壤质量。
2. 回填填充:将油母页岩废渣填充到矿山废弃矿洞、采石场等空洞地带,减少废弃地的占用。
3. 高温焚烧:采用高温焚烧技术将油母页岩废渣进行处理,达到无害化处理的目的。
4. 废弃物资源化利用:将油母页岩废渣中的有用成分如铝、铁、钙等进行回收和利用。
工艺应用方面,目前主要集中在以下几个领域:
1. 建材制造:油母页岩废渣中的铝、硅等成分可用于制造建筑材料如水泥、砖块等。
2. 路基材料:油母页岩废渣经过合适的处理后可以用于路面修建。
3. 环保材料:油母页岩废渣中的有机物可以用于制造环保材料如生态砖等。
总的来说,油母页岩废渣的处理和工艺应用还需要进一步研究和开发,以实现废弃物的资源化利用和环境友好型处理。
基于“碳中和”理念的页岩油泥环保处理工艺赵国峥;闫浩;夏宁;李颖华;李长波【摘要】页岩油行业的兴起使得页岩油泥的污染问题亟待解决,否则将会对环境和周围人群的身体健康造成较大影响.为了使页岩油泥达到资源化处置,通过采用热化学清洗法处理页岩油泥,可大幅度减少油泥含油量,清洗后残泥可安全处置,同时可回收大量石油.“碳中和”理念逐渐从生活领域转向生产领域,基于“碳中和”理念本工艺设计了页岩油泥环保处理工艺流程,并通过优化DAT-IAT工艺的操作条件使其能够充分利用处理后油泥热值,实现节能降耗,并达到工业化稳定生产的目的,表明了本工艺可以实现页岩油泥的资源化及工业化.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2015(044)012【总页数】4页(P2895-2897,2902)【关键词】页岩油泥;碳中和;热化学清洗法;DAT-IAT工艺【作者】赵国峥;闫浩;夏宁;李颖华;李长波【作者单位】辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】X742在固体矿产领域页岩油是一种人造石油,是由页岩干馏时有机质受热分解生成的一种褐色、有特殊刺激气味的粘稠状液体产物,页岩油将是石油最好的替代资源。
我国页岩油资源储量也很丰富,根据2004-2006年新一轮中国油气资源评价结果,中国页岩油资源7 199.4亿t,页岩油可采资源2 432.4亿t;页岩油资源476.4亿t,页岩油可采资源159.7亿t,页岩油可回收资源119.8亿t1-4]。
油页岩干馏炼油工艺中形成的由油、水粉尘组成的混合物称为油泥,[5]页岩油泥含油率较高,具有一定的热值,如辽宁地区页岩油泥的含油量为44.74%,热值22038.71 kJ/kg。
油泥中含有硫化物、苯系物等多种有毒有害挥发物,有些还具有致癌性,同时油泥难以自然降解,堆放易污染土壤和地下水。
科技成果——页岩油泥环保处理技术所属行业固体废物处理
适用范围页岩油泥及类似固体废物的处理及资源化利用
行业现状
在油母页岩干馏炼油过程中,干馏瓦斯夹带大量的页岩颗粒物经洗涤、吸附极细小的油雾后形成油泥。
总的来看,油泥产生量为页岩原油产量的3-6%,页岩油泥含油率较高(40%以上),具有一定的热值(15000kJ/kg),同时油泥难以自然降解,随意堆放极易污染土壤和地下水。
页岩油泥如果不及时清理,将会对土壤、地下水等环境造成严重污染,同时油泥中含有的硫化物、苯系物等多种有毒有害挥发物,还会通过呼吸道危害人体健康。
因此,对页岩油泥进行处理实现其“减量化、资源化、无害化”,是我国实施油页岩资源开发庞大系统中的重要一环,也是实现环保开采、大面积商业化开采、可持续开发的前提条件。
成果简介
1、技术原理
针对页岩油泥的特点及理化性质,综合考虑目前页岩炼油厂的经济能力、技术水平,参考传统工艺(含油污泥—加温匀化—化学分离—机械脱水—干化焚烧)创新设计出热化学清洗多相分离处理工艺(含油污泥—加温水热洗—机械搅拌—多相分离—物料分流)。
首先热化学清洗加药过程对污泥进行调制,热洗可以改变页岩油泥粘稠、流动性差的特点,化学药剂可以进行絮凝破乳,达到较好的
油-水、油-固、水-泥分离效果,为后续处理提供条件;重力分离工艺在预处理的基础上,可以达到较好的油、水、泥三相分离效果。
2、关键技术及减污技术细节
(1)工艺的开头为两道链带式移动格栅,原料在格栅面上经历循环型热水的强力冲洗,起到剥离细小颗粒使之流态化和洗净大块固体物如布和石子等。
流态化的原料由原料槽用流体泵直接进入泥水混合单元,使用机械提供强力搅拌,打碎泥块使之分散;
(2)泥水进入第一洗槽,添加合适的化学药剂,此处设计使用蒸汽加热至60℃-90℃,调节工艺条件,机械搅拌,促使泥、水、油三相分离,回收上层少量浮油,水相进入第二洗槽;
(3)在第二洗槽中添加合适的化学药剂后,静置重力分离,保证洗脱得到的油品能够有效地收集至回收油储罐。
水相与泥相流至加药搅拌单元;
(4)加药搅拌单元主要起汇水,加药搅拌作用。
接受第二洗槽的水相和泥相及初步净水装置回流的部分清水;
(5)第三洗槽接受加药搅拌装置的泥相和水相。
油水泥在第三洗槽中三相分离,上层浮油会同第二洗槽出油共同送至储油罐,出油可直接进入炼厂回收利用;中间水层进净水单元;底泥的最终处置时视出料性质的不同而不同;
(6)简易水净化单元对于水相进行分离,采用沉淀或气浮,必要时加入水质调节剂,主要目的为保证清洗起端初级截留抹布或固体物质时的水质条件。
出水大部分经高压泵送至起端,提供高流速,用
来强力冲击格栅,小部分回流至加药搅拌装置。
主要技术指标
该成果所设计的页岩油泥封闭循环式热化学清洗工艺(含油污泥—加温水热洗—机械搅拌—多相分离—物料分流)与传统工艺相比,排水减少20%,补水减少15%,节能约10%,节省清洗剂约15%。
综合核算,运行成本可下降约10%。
以处理能力为10000t/a的实际工程为例,预计投资总额为2000万元,年销售收入为1300万元,年利润为450万元,投资回报率为34.62%。
采用热化学清洗法处理页岩油泥,可大幅度减少油泥含油量,清洗后残泥可安全处置,同时可回收大量页岩油。
技术水平
本项目成果“页岩油泥环保处理工艺开发及应用”于2014年5月通过由抚顺市科技局组织的科技成果鉴定(抚科鉴字[2014]第02号),达到国内领先水平。
典型案例
该技术主要面向能源化工类企业,如以油母页岩为主的炼油厂、热电厂以及油田、石油石化企业等,目前已经在抚顺、盘锦、东营等多地得到应用,均得到了用户的高度评价。
例如抚顺中海石油化工有限公司于2013年投资400万元建设了一套页岩油泥环保处理装置,采用封闭循环式热化学清洗工艺年处理页岩油泥及类似固体废物2000t以上,每吨页岩油泥回收页岩油0.03t,该项目每年削减固体废物中含油污染物及回收页岩油60t,折合标煤为84tce/a。
由于该项目
为环保治理项目,不会造成二次污染,同时可以实现固体废物资源化综合利用,环境和经济效益显著。
市场前景
我国油页岩储藏量约2400亿t,折合100亿t页岩油,积极发展非常规油气资源油页岩具有重要的战略意义。
但是,在油母页岩干馏炼油过程中形成油泥,一般为页岩原油产量的3-6%,由于油泥难以自然降解,如果处置不当或随意堆放极易污染土壤和地下水。
因此,对页岩油泥进行处理实现其“减量化、资源化、无害化”,是我国实施油页岩资源开发庞大系统中的重要一环。
目前含油污泥等固体废弃物的处理技术,主要有焚烧法、热解、溶剂萃取、热化学法等,其中的热化学清洗法是一项较适宜我国实际情况且方便可行的油泥处理技术,其优点和可操作性已受到许多研究者的关注。
页岩油泥封闭循环式热化学清洗工艺(含油污泥—加温水热洗—机械搅拌—多相分离—物料分流)与传统工艺相比,用水采用循环方式,避开了对污水排放的严格要求,同时水中清洗剂的流失大大减少,也成为净化油泥的有利因素,运行成本可下降约10%。
但是目前该技术在油母页岩相关行业中的推广比例不足3%,页岩油泥中的大量油类污染物进入到土壤、水体及大气等环境中造成了严重污染,也给人类身体健康带来了潜在的威胁。
该成果的转化和推广有利于页岩油炼制企业推行节能减排、清洁生产和环境保护,对建设资源节约型、环境友好型企业和促进可持续发展具有十分积极的意义。
预计未来5年内,本技术在辽宁省的推广
比例达到15%以上,总投入超过4000万元,每年削减固体废物中含油污染物及回收页岩油300t,折合标准煤420tce/a。