[发明专利]一种超临界流体梯级萃取—氧化降解耦合处理含油污泥的组合工艺

说明书

本发明公开了一种含油污泥的超临界处理组合工艺，即耦合氧化降解过程，在超临界状态下对含油污泥进行资源化与无害化处理。其操作步骤简述为：在超临界温度和压力条件下，首先将含油污泥与氧化剂混合，以超临界氧化法将油泥中的重质油组分裂解为轻油；然后向含油污泥中添加萃取剂，并通过调节萃取剂的整体极性，实现石油烃组分按照极性由小到大的梯级分离操作。本发明所述组合工艺对含油污泥的处理效果好，实现油泥无害化处理的同时能够将其中的石油烃组分轻质化，并按极性顺序萃取出来，实现含油污泥的资源化利用。

技术领域

本发明涉及一种含油污泥的资源化及无害化处理工艺，具体为以超临界氧化降解油泥中的重质烃类，耦合不同极性的超临界流体对降解油品进行梯级分离的组合工艺。

背景技术

含油污泥是由多种原因造成的原油与泥土的混合，主要源自正常生产系统中原油开采、油气运输及石油炼化等过程。含油污泥的组分含量差异非常大，主要含20-50％的油，30-50％的水以及10-30％的固相物质，是一种组成复杂且性质稳定的O/W、W/O乳状体系。另外，不同油泥中可能含有各种细菌、盐类、重金属元素、多氯联苯以及放射性核素、二噁英等难降解有害物质，若不加以处理直接排放，会对周围土壤、水体和空气造成严重污染。因此，含油污泥的有效处理是石油、石化行业安全环保治理亟需解决的难题。

现有的含油污泥处理方法主要分为无害化及资源化处理两大类，其中无害化处理主要包括焚烧法及生物法等，而资源化处理主要包括化学热洗法、高温热解法及溶剂萃取法等。然而由于油泥中烃类组分较重，以常规方法进行处理成本较高，石油烃回收率较低，泥相残存油量高且易产生二次污染。因此找寻一种能够工业化处理含油污泥新方法，在实现油泥的无害化操作同时，尽可能回收其中的石油烃以实现高效资源化利用，成为当今石油、石化领域亟待解决的难题。

CN102453494A公开了一种超声强化超临界萃取油泥的方法，优选二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷或乙烯为萃取剂，利用一种新兴的超临界流体萃取技术，配合超声技术强化萃取效果，实现含油污泥中油品资源的回收利用。该方法所选萃取剂原料廉价易得、临界压力较低、渗透及溶解能力较强，并辅以超声强化萃取装置，取得了较好地油泥资源化利用效果。然而由于油泥中油品组成复杂，仍有相当含量重质油组分无法很好的分离，加之超声装置的投入及使用也大大增加了含油污泥的处理成本。

CN103979757A公开了一种超临界流体多级萃取—裂解耦合处理含油污泥的方法，采用油泥减量化、调质化、闪蒸热处理、多级超临界流体萃取-超临界水裂解耦合技术对含油污泥进行无害化处理及资源化利用。该方法处理含油污泥，对油泥中的石油烃物质回收利用率较高，环保效益显著。但由于油泥体系复杂，其中所含大部分石油烃类为蜡质、胶质和沥青质含量较高的重质烃类，利用超临界流体将其中重质油品萃取出来，还需应用重油催化裂解(如DCC、CPP、HCC及RSCC等工艺)进行后续油品轻质化操作。然而由于油泥中的油品胶质、沥青质含量较高，极易导致裂化反应器结焦，大大增加处理成本，无法满足油泥处理经济效益最大化的目标。

发明内容

针对现有技术处理含油污泥过程中存在的对石油烃组分的资源化利用率不高、处理过程能耗高、处理工艺复杂、连续化处理困难及难以实现无害化操作等问题。本发明提供了一种基于超临界氧化裂解——梯级萃取耦合处理含油污泥的组合工艺，对油泥中的重质油分首先进行轻质化处理，然后根据其多种组分极性差异进行梯级分离。以期用流程简易、环境友好且利于工业化处理的新方法实现油泥的无害化操作，同时最大程度实现油泥的资源化处理。

具体地，为实现上述目标本发明采用的技术方案如下：

一种含油污泥的超临界处理组合工艺，包括如下步骤：

第一步：含油污泥首先经过减量化、均质化处理，而后经由预热器预热后进入超临界反应器，与氧化剂按照氧化剂与含油污泥质量比为(0.5-3.0):1混合，在反应温度250-350℃、反应压力20.0-30.0MPa条件下，在超临界反应条件下利用氧化剂的氧化作用，将油泥中重质烃类部分C-C键及C-H键断裂，实现重油氧化裂解轻质化操作。