泥中榨油：中國石油成功研發(fā)含油污泥熱解技術
（原題：“吃干榨盡”每一滴油 中國石油含油污泥熱解技術誕生記 來源：中國石油新聞中心）
用花生榨油大家并不陌生，但在泥中榨油，你聽說過嗎？1月25日，在中國石油工程建設有限公司（CPECC）的含油污泥熱解技術工業(yè)化應用試驗成果展示會上記者了解到，有一種可以定制的“榨油機”，具有泥中榨油的神奇功能，回收的石油可作為煉廠原料繼續(xù)深加工，成為高附加值的油品。
國內煉化企業(yè)處理含油污泥的傳統(tǒng)方法成本高、效果差，是困擾企業(yè)的老大難。含油污泥熱解技術在國內煉化企業(yè)油泥處理領域的首次試驗性應用，開拓了煉化企業(yè)油泥處理新思路。
問題導向 變中求生
“國內現(xiàn)有的煉化企業(yè)對含油污泥都有相應的處理處置措施，但完全實現(xiàn)資源化利用還存在一定的技術難度?！?月31日，CPECC華東環(huán)境巖土工程分公司副總師肖勇對記者說，“這項技術是通過一套特殊處理裝置，將含油污泥內的油品以熱解的形式分離出來，可實現(xiàn)油品再次回收、不凝氣作為補充燃料、殘渣資源化利用。”
CPECC華東環(huán)境巖土工程分公司長期從事環(huán)境評價、安全評價業(yè)務，抓住機會“走出去引智”，開拓油泥處理新業(yè)務領域，引入國外先進技術，通過試驗及研發(fā)提高創(chuàng)新能力，實現(xiàn)轉型升級，提升企業(yè)市場競爭實力。
目前，國內外含油污泥處理技術主要包括填埋、熱洗、焚燒、生物修復、物理化學等十余種，但這些技術在實際工業(yè)應用中，或需要占用大量土地，或消耗大量燃料，或運行成本高、效率低，或帶來二次污染，在一定程度上限制了大規(guī)模應用。
盡管國外先進含油污泥處理技術均有成功應用案例，但在國內煉化企業(yè)及油田能否安全可靠、長周期穩(wěn)定運行，還未見相關報道，成為困擾環(huán)保人的一個心病。
變中出生路，變中求發(fā)展。CPECC華東環(huán)境巖土分公司聯(lián)合優(yōu)尼環(huán)境共同組建研發(fā)團隊，解決石油化工企業(yè)含油污泥處理這一難題。2016年下半年開始，研發(fā)團隊轉戰(zhàn)各地，從克拉瑪依到天津大港，對各種含油污泥展開組分調查、化學分析和離心試驗等工作，經(jīng)過上千次的技術組合和工藝設計，破解了一個又一個難題。
思路拓展 逐步推進
國內環(huán)?？萍既藛T已解決了一個個難題，留下來的都是極其難啃的硬骨頭。說起來容易，做起來難，研發(fā)團隊花費了大量時間在系統(tǒng)設計和非標設備設計及現(xiàn)場優(yōu)化上。
在調研和試驗時，得知國外有一種新型熱解技術在油田和煉廠廣泛應用。但國外煉廠產(chǎn)生的含油污泥與國內不一樣，怎么把國外熱解技術與國內煉廠實際情況相結合，自主開發(fā)出一套接地氣的熱解及配套技術？
創(chuàng)新有破有立。在本質安全有保證的情況下，研究團隊確定了熱解及配套設備的相關技術參數(shù)，2017年9月在大港石化進行先導性試驗，開展新工藝、新裝備、新材料現(xiàn)場試驗示范，推動科研成果向現(xiàn)場生產(chǎn)轉化。
試驗裝置在進行HAZOP安全分析時，發(fā)現(xiàn)國外的敞口式油泥上料系統(tǒng)存在較大隱患，研發(fā)團隊對試驗方案進行修改，使其上料系統(tǒng)完全密閉運行，滿足煉廠安全要求。設備到后，研發(fā)團隊經(jīng)過20多天努力，在預制工廠內完成非標設備制造和橇裝化。
試驗裝置現(xiàn)場調試時，由于外方技術人員對含液率高達90%的中國煉化油泥不熟悉，經(jīng)過幾天摸索也無進展，已經(jīng)打算放棄。研發(fā)團隊在組長的帶領下，經(jīng)過多次探討調試方法，通過合理的參數(shù)配比，突破了熱解用于高含液油泥的技術難題。
裝置在運行時，新的問題又出現(xiàn)了。國內煉化油泥膠質含量高、黏性大、容易堵塞出渣系統(tǒng)，研發(fā)團隊采用調節(jié)設備運行溫度，采用梯級降溫的方式實現(xiàn)了順利出渣。在2017年12月下旬，天津大港低溫達零下十幾攝氏度，油泥槽內均已結冰。現(xiàn)場操作人員頂著嚴寒，采取蒸汽伴熱方式進行人工攪拌，確保試驗裝置正常運轉。
經(jīng)過現(xiàn)場試驗測試，熱解技術完全可滿足煉化油泥處理要求，可處理含液量高于90%的含油污泥，減量化達80%以上，處理成本遠低于外委處置費用?！澳壳昂臀勰嘀髁髦卫砑夹g在國外，通過引進熱解核心設備，并自主研發(fā)外圍配套設備，可以短時間實現(xiàn)項目工業(yè)化應用，并可節(jié)省大量費用。”項目負責人介紹。
自主創(chuàng)新 破解瓶頸
研發(fā)團隊打造重大核心配套技術利器，有效破解了生產(chǎn)技術難題。這套裝置不凝氣回到熱解設備作為補充燃料自用，可減少熱解設備的燃料使用量。熱解殘渣采用螯合工藝對其進行穩(wěn)定化、固化處理，可進行填埋處理或建材綜合利用。
油泥熱解處理技術大規(guī)模推廣應用，可消除煉化油泥在廠區(qū)的安全風險及可能造成的環(huán)境影響?，F(xiàn)有的油泥外運處理成本高，企業(yè)經(jīng)濟負擔重。熱解處理技術不僅可節(jié)省外委處置費用，還可回收大量的石油資源，為煉廠帶來增值效益。
“把面向業(yè)務發(fā)展主戰(zhàn)場作為科技創(chuàng)新的主攻方向，高質量發(fā)展要求我們一定要把產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新擺在重要位置。”CPECC副總經(jīng)理汪桃義介紹。通過自主創(chuàng)新和引進消化吸收再創(chuàng)新，對制約企業(yè)發(fā)展技術難題和行業(yè)共性技術問題進行攻關，CPECC在多領域取得重大突破。
2017年，CPECC投入科研經(jīng)費1.2億元，開展科研項目100余項，其中國家級重大專項3項、集團公司級4項；獲授權專利62項、發(fā)明專利26項，技術秘密認定28項；申報認定集團公司自主創(chuàng)新產(chǎn)品7項，推廣應用科技成果30余項。
含油污泥熱解技術工藝流程
含油污泥貯存在油泥槽內，通過上料系統(tǒng)將油泥提升至預處理系統(tǒng)，經(jīng)預處理后將物料送入熱解系統(tǒng)，熱解后物料經(jīng)冷卻螺旋后排出系統(tǒng)。熱解出來的工藝氣經(jīng)水洗、冷凝分離，不凝氣經(jīng)尾氣處理系統(tǒng)處理后，返回熱解設備作為輔助燃料，冷凝的液體經(jīng)油水分離后，廢油回收利用，廢水進入水處理系統(tǒng)。
專家視點
固廢處理熱解技術大有可為
從海洋投棄、土地填埋到自然干燥、脫水生物堆肥，再到干燥焚燒、熱解氣化，我國固廢處置技術經(jīng)歷了由低級到高級的演變過程。由于我國長三角、珠三角、京津冀地區(qū)人口密集，土地資源緊張，固廢焚燒成為主流技術，也是發(fā)展過程的自然選擇。研發(fā)經(jīng)濟、環(huán)保、安全的處理方法和裝置，充分回收油泥中的石油，并使處理后泥土中的殘油量等指標達到國家新標準勢在必行。
熱解技術是世界上高分子質能研究的前沿技術之一。這項技術以連續(xù)的工藝和工廠化的生產(chǎn)方式，將污油泥轉化為高品質的易儲存、易運輸、能量密度高且使用方便的油、可燃氣、固態(tài)產(chǎn)物等高附加值能源產(chǎn)品。與常規(guī)耗氧焚燒技術相比，其具有排放煙氣量和大氣污染物少、有效減少溫室氣體排放等優(yōu)點。
石油行業(yè)的油泥等固廢與市政垃圾污泥不一樣，含油率不僅高，還不好脫水。目前，用熱解技術處理含油污泥是最可行的。熱解是個新興技術，涉及材料學、熱工、自動化控制等，我國研究起步比較晚。
在大港石化針對產(chǎn)生的煉化“三泥”和罐底油泥首次在國內進行熱解試驗，在引進美國油泥熱解核心技術的基礎上，我們自主研發(fā)了配套技術及設備，試驗設備全部采用橇裝化設計。經(jīng)長周期的試驗測試，熱解技術完全能滿足煉化油泥的處理要求，處理后的殘渣符合國家標準，可回收油泥中的石油烴，具有較高的安全性和可靠性。
熱解技術作為我國重點發(fā)展的重大裝備技術，已經(jīng)在各個領域得到廣泛應用，成為固廢處置之重器。除了污泥熱解外，在垃圾處理、生物質、危廢熱等處理中，熱解處理也越來越被廣泛應用。例如，將熱解氣化拓展至土壤修復、危廢含油污泥、含鉻污泥、餐廚垃圾、皮革下腳料等的處置，并用于稻殼、玉米秸稈等生物質的生物炭制備和能量清潔利用，以及活性炭的再生利用等領域。
熱解技術在固廢處理各領域將大有可為。誰掌握了熱解技術，誰就擁有了先導權與話語權。由不可再生的碳基資源向可再生生物基資源轉變，已經(jīng)成為國際趨勢。美國能源署將熱解作為第三代生物質能源利用的關鍵技術，日本、澳大利亞、德國等也在進行相應研究。在德國，實施了規(guī)模達100噸的垃圾熱解實驗工程。
同時，在零排放上，熱解技術也將成為趨勢。我國將熱解技術用于生物發(fā)酵菌渣的處理，在危廢處理領域前景廣闊。作為鄉(xiāng)鎮(zhèn)的系統(tǒng)解決方案，熱解技術在農業(yè)廢物處理上也將大展拳腳。
作為行之有效的固廢處理技術，希望熱解這種清潔焚燒技術，可以得到更多的關注與認可。我們要沿著正確的技術路線，推進熱解技術不斷進步。（中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會副會長 胡新靈）
