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“吃干榨尽”每一滴油 中国石油含油污泥热解技术诞生记

2018-3-2 22:55| 发布者: 遗忘在花开时| 查看: 286| 评论: 0|来自: 中国石油新闻中心

摘要: 用花生榨油大家并不陌生,但在泥中榨油,你听说过吗?1月25日,在中国石油工程建设有限公司(CPECC)的含油污泥热解技术工业化应用试验成果展示会上记者了解到,有一种可以定制的“榨油机”,具有泥中榨油的神奇功能 ...

用花生榨油大家并不陌生,但在泥中榨油,你听说过吗?1月25日,在中国石油工程建设有限公司(CPECC)的含油污泥热解技术工业化应用试验成果展示会上记者了解到,有一种可以定制的“榨油机”,具有泥中榨油的神奇功能,回收的石油可作为炼厂原料继续深加工,成为高附加值的油品。

国内炼化企业处理含油污泥的传统方法成本高、效果差,是困扰企业的老大难。含油污泥热解技术在国内炼化企业油泥处理领域的首次试验性应用,开拓了炼化企业油泥处理新思路。

问题导向 变中求生

“国内现有的炼化企业对含油污泥都有相应的处理处置措施,但完全实现资源化利用还存在一定的技术难度。”1月31日,CPECC华东环境岩土工程分公司副总师肖勇对记者说,“这项技术是通过一套特殊处理装置,将含油污泥内的油品以热解的形式分离出来,可实现油品再次回收、不凝气作为补充燃料、残渣资源化利用。”

CPECC华东环境岩土工程分公司长期从事环境评价、安全评价业务,抓住机会“走出去引智”,开拓油泥处理新业务领域,引入国外先进技术,通过试验及研发提高创新能力,实现转型升级,提升企业市场竞争实力。

目前,国内外含油污泥处理技术主要包括填埋、热洗、焚烧、生物修复、物理化学等十余种,但这些技术在实际工业应用中,或需要占用大量土地,或消耗大量燃料,或运行成本高、效率低,或带来二次污染,在一定程度上限制了大规模应用。

尽管国外先进含油污泥处理技术均有成功应用案例,但在国内炼化企业及油田能否安全可靠、长周期稳定运行,还未见相关报道,成为困扰环保人的一个心病。

变中出生路,变中求发展。CPECC华东环境岩土分公司联合优尼环境共同组建研发团队,解决石油化工企业含油污泥处理这一难题。2016年下半年开始,研发团队转战各地,从克拉玛依到天津大港,对各种含油污泥展开组分调查、化学分析和离心试验等工作,经过上千次的技术组合和工艺设计,破解了一个又一个难题。

思路拓展 逐步推进

国内环保科技人员已解决了一个个难题,留下来的都是极其难啃的硬骨头。说起来容易,做起来难,研发团队花费了大量时间在系统设计和非标设备设计及现场优化上。

在调研和试验时,得知国外有一种新型热解技术在油田和炼厂广泛应用。但国外炼厂产生的含油污泥与国内不一样,怎么把国外热解技术与国内炼厂实际情况相结合,自主开发出一套接地气的热解及配套技术?

创新有破有立。在本质安全有保证的情况下,研究团队确定了热解及配套设备的相关技术参数,2017年9月在大港石化进行先导性试验,开展新工艺、新装备、新材料现场试验示范,推动科研成果向现场生产转化。

试验装置在进行HAZOP安全分析时,发现国外的敞口式油泥上料系统存在较大隐患,研发团队对试验方案进行修改,使其上料系统完全密闭运行,满足炼厂安全要求。设备到后,研发团队经过20多天努力,在预制工厂内完成非标设备制造和橇装化。

试验装置现场调试时,由于外方技术人员对含液率高达90%的中国炼化油泥不熟悉,经过几天摸索也无进展,已经打算放弃。研发团队在组长的带领下,经过多次探讨调试方法,通过合理的参数配比,突破了热解用于高含液油泥的技术难题。

装置在运行时,新的问题又出现了。国内炼化油泥胶质含量高、黏性大、容易堵塞出渣系统,研发团队采用调节设备运行温度,采用梯级降温的方式实现了顺利出渣。在2017年12月下旬,天津大港低温达零下十几摄氏度,油泥槽内均已结冰。现场操作人员顶着严寒,采取蒸汽伴热方式进行人工搅拌,确保试验装置正常运转。

经过现场试验测试,热解技术完全可满足炼化油泥处理要求,可处理含液量高于90%的含油污泥,减量化达80%以上,处理成本远低于外委处置费用。“目前含油污泥主流治理技术在国外,通过引进热解核心设备,并自主研发外围配套设备,可以短时间实现项目工业化应用,并可节省大量费用。”项目负责人介绍。

自主创新 破解瓶颈

研发团队打造重大核心配套技术利器,有效破解了生产技术难题。这套装置不凝气回到热解设备作为补充燃料自用,可减少热解设备的燃料使用量。热解残渣采用螯合工艺对其进行稳定化、固化处理,可进行填埋处理或建材综合利用。

油泥热解处理技术大规模推广应用,可消除炼化油泥在厂区的安全风险及可能造成的环境影响。现有的油泥外运处理成本高,企业经济负担重。热解处理技术不仅可节省外委处置费用,还可回收大量的石油资源,为炼厂带来增值效益。

“把面向业务发展主战场作为科技创新的主攻方向,高质量发展要求我们一定要把产业创新摆在重要位置。”CPECC副总经理汪桃义介绍。通过自主创新和引进消化吸收再创新,对制约企业发展技术难题和行业共性技术问题进行攻关,CPECC在多领域取得重大突破。

2017年,CPECC投入科研经费1.2亿元,开展科研项目100余项,其中国家级重大专项3项、集团公司级4项;获授权专利62项、发明专利26项,技术秘密认定28项;申报认定集团公司自主创新产品7项,推广应用科技成果30余项。

 

含油污泥热解技术工艺流程

含油污泥贮存在油泥槽内,通过上料系统将油泥提升至预处理系统,经预处理后将物料送入热解系统,热解后物料经冷却螺旋后排出系统。热解出来的工艺气经水洗、冷凝分离,不凝气经尾气处理系统处理后,返回热解设备作为辅助燃料,冷凝的液体经油水分离后,废油回收利用,废水进入水处理系统。

专家视点

固废处理热解技术大有可为

从海洋投弃、土地填埋到自然干燥、脱水生物堆肥,再到干燥焚烧、热解气化,我国固废处置技术经历了由低级到高级的演变过程。由于我国长三角、珠三角、京津冀地区人口密集,土地资源紧张,固废焚烧成为主流技术,也是发展过程的自然选择。研发经济、环保、安全的处理方法和装置,充分回收油泥中的石油,并使处理后泥土中的残油量等指标达到国家新标准势在必行。

热解技术是世界上高分子质能研究的前沿技术之一。这项技术以连续的工艺和工厂化的生产方式,将污油泥转化为高品质的易储存、易运输、能量密度高且使用方便的油、可燃气、固态产物等高附加值能源产品。与常规耗氧焚烧技术相比,其具有排放烟气量和大气污染物少、有效减少温室气体排放等优点。

石油行业的油泥等固废与市政垃圾污泥不一样,含油率不仅高,还不好脱水。目前,用热解技术处理含油污泥是最可行的。热解是个新兴技术,涉及材料学、热工、自动化控制等,我国研究起步比较晚。

在大港石化针对产生的炼化“三泥”和罐底油泥首次在国内进行热解试验,在引进美国油泥热解核心技术的基础上,我们自主研发了配套技术及设备,试验设备全部采用橇装化设计。经长周期的试验测试,热解技术完全能满足炼化油泥的处理要求,处理后的残渣符合国家标准,可回收油泥中的石油烃,具有较高的安全性和可靠性。

热解技术作为我国重点发展的重大装备技术,已经在各个领域得到广泛应用,成为固废处置之重器。除了污泥热解外,在垃圾处理、生物质、危废热等处理中,热解处理也越来越被广泛应用。例如,将热解气化拓展至土壤修复、危废含油污泥、含铬污泥、餐厨垃圾、皮革下脚料等的处置,并用于稻壳、玉米秸秆等生物质的生物炭制备和能量清洁利用,以及活性炭的再生利用等领域。

热解技术在固废处理各领域将大有可为。谁掌握了热解技术,谁就拥有了先导权与话语权。由不可再生的碳基资源向可再生生物基资源转变,已经成为国际趋势。美国能源署将热解作为第三代生物质能源利用的关键技术,日本、澳大利亚、德国等也在进行相应研究。在德国,实施了规模达100吨的垃圾热解实验工程。

同时,在零排放上,热解技术也将成为趋势。我国将热解技术用于生物发酵菌渣的处理,在危废处理领域前景广阔。作为乡镇的系统解决方案,热解技术在农业废物处理上也将大展拳脚。

作为行之有效的固废处理技术,希望热解这种清洁焚烧技术,可以得到更多的关注与认可。我们要沿着正确的技术路线,推进热解技术不断进步。(中国循环经济协会副会长 胡新灵)

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