油田油泥清潔催化熱解特性研究.pdf

1、油田油泥是在石油工業中產生的一種成分復雜的固體廢物，含有高揮發性的石油烴以及水、重金屬和固體顆粒。若不妥善處理處置，將會對環境甚至人體健康造成嚴重的危害。然而，油田油泥中的石油類物質，金屬及無機礦物質等組分卻具有非常重要的回收和再生利用價值。因此，對油田油泥進行資源回收利用，不僅可以解決油田油泥的處理處置問題，而且能緩解當代社會能源日益短缺的問題。
　　熱解法是目前國內外廣泛用于油田油泥無害化處理的主要手段，但現有油田油泥熱解技術

2、存在的問題是熱解揮發物中攜帶著的固體顆粒物不僅容易堵塞管道，影響設備正常運行，而且嚴重影響了熱解氣和熱解油的品質。針對這個問題，本研究提出了一種油田油泥清潔熱解的方法，在熱解反應器中內置陶瓷膜，原位去除熱解揮發物中的固體顆粒物，以提高熱解氣和熱解油的品質。本研究的具體工作和主要結論如下：
　　(1)采用自行設計的固定床反應器進行油泥清潔熱解實驗，主要考察了反應溫度對油泥陶瓷膜熱解產物分布以及性質的影響。結果表明，反應溫度為500℃

3、時，熱解油產率最高，在產物分布中占14.30%，此時熱解油的回收率是79.94%，熱解油為淡棕色、清亮透明的液體。當反應溫度為700℃時，熱解油變成深棕色的液體，產率和回收率均下降。熱解油的GC-MS結果表明，熱解油的主要成分是Cd?C3Q;當反應溫度為400?700℃時，熱解氣的產量是5.23?39.24 L/(kg h)，隨著溫度的升高，熱解氣中壓含量由89.67%下降到28.14%，而C1?C3的含量則逐漸上升。熱解氣、熱解油和熱

4、解殘渣的熱值分別是15.92-45.78MJ/Nm3、41.69?38.09MJ/kg和1.02?0.73MJ/kg。綜上，油泥陶瓷膜清潔熱解的最佳反應溫度是500℃。
　　(2)采用螺旋式進料清潔催化熱解裝置研究油泥的熱解行為，探究陶瓷膜對熱解揮發物中顆粒物的去除效果以及對熱解產物的影響。結果表明，在使用陶瓷膜的油泥熱解實驗中，熱解氣中固體顆粒物的含量是0.17mg/L，熱解油中固體顆粒物的含量是234.62 mg/L，熱解油是

5、清亮透明的棕色液體，其1000倍顯微鏡圖中沒有明顯的固體小顆粒;而未使用陶瓷膜的空白油泥熱解實驗中，熱解氣中固體顆粒物的含量是2.74mg/L,熱解油中固體顆粒物的含量是3708.88mg/L,熱解油是黑色不透明的液體，由1000倍顯微鏡圖可以看到熱解油中混雜著許多固體小顆粒。所以，在油泥熱解反應中，陶瓷膜對熱解油和熱解氣中顆粒物的去除都具有較好的作用。
　　(3)采用螺旋式進料清潔催化熱解裝置研究鎳基陶瓷膜催化劑對油泥熱解產物的

6、影響。結果表明，在陶瓷膜上負載鎳催化劑能提高熱解氣的產量，但會降低熱解油的回收率。在使用了鎳基陶瓷膜催化劑的油泥熱解實驗中，熱解氣的產量是15.74 L/(kgh),其中氫氣產量高達12.20L/(kg h),但熱解油的回收率只有48.21%;在使用了空白陶瓷膜的油泥熱解實驗中，熱解氣的產量是8.96 L/(kgh),其中氫氣產量是5.08 L/(kg.h)，但熱解油的回收率可達62.63%。同時通過油泥持久催化熱解實驗可以得到，在送料