石油煉制工業固體廢棄物的產生情況及處置措施分析

時嘉凱等

摘要：從生產設施、輔助生產設施、環保設施三個方面對石油煉制工業固體廢棄物的產生情況進行了統計分析，并以《國家危險廢物名錄》為依據對固體廢棄物的種類進行了判別，在此基礎上提出了分類處置措施，最后對目前石油煉制工業固體廢棄物在處置過程中存在的主要問題及解決思路進行了展望。

關鍵詞：石油煉制工業固體廢物 分類處置

1 概述

隨著石油產量的增長，以石油及其加工產品為基本原料的石油化學工業產生的固體廢棄物數量也逐年增長，截至2014年1月1日，我國內地共有石油煉制企業52座，原油加工能力35330.0萬噸每年[1]。

石油煉制企業生產過程中，有多種工業固體廢棄物產生，主要包括廢催化劑、廢瓷球、廢礦物油（泥）、堿渣等，并且多為危險廢物。如處理不當，固體廢棄物中有害物質便會通過雨水和大氣到處擴散，污染大氣、地表水和地下水，使環境遭到嚴重的破壞，危害人類的健康。

國外對固體廢棄物的研究起步較早，美國1977年頒布了“資源保護及回收法案（RCRA）”、1984年修訂了RCRA關于危險固體廢棄物（HSWA）的修正案及一系列有關固體廢棄物的儲存、運輸、排放和處置的法規，通過執行這些法律、法規，使各石油化工生產廠家建立了一套行之有效的環境保護機制[2]。在我國，“三廢”對環境的污染已引起國家的高度重視，制訂了一系列完善的法規，對污染的治理技術也日臻完善和不斷提高，但對廢渣的治理起步較晚[3]。

本文對石油煉制工業固體廢棄物的產生情況進行了統計分析，并對工業固體廢棄物的資源化、減量化、無害化處置途徑進行了介紹，最后對當前國內石油煉制工業固體廢棄物處置過程中存在的問題及解決方案進行了展望。

2 產生情況

石油煉制工業產生的工業固體廢棄物有廢催化劑、廢瓷球、廢礦物油（泥）、堿渣等，主要來自于生產設施、輔助生產設施和環保設施，其中生產設施包括渣油加氫裝置、重油催化裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置、石腦油加氫裝置、催化重整裝置、苯抽提裝置、甲基叔丁基醚裝置、液化氣脫硫醇裝置等；輔助生產設施包括變壓吸附裝置、硫磺回收裝置、儲運裝置等；環保設施主要有污水處理裝置。

2.1 生產設施

渣油加氫裝置產生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護劑及廢瓷球，均來自于加氫反應器，其中廢催化劑的主

要成分為NiO、MoO3、CoO，廢保護劑的主要成分為NiO、MoO3，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

重油催化裂化裝置產生的固體廢棄物為廢催化劑，來自于催化反應器，廢催化劑的主要成分為Al2O3、Na2O、Fe2O3及少量V和Ni。

蠟油加氫裂化裝置產生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護劑及廢瓷球，均來自于裂化反應器，其中廢催化劑的主要成分為NiO、MoO3、WO3，廢保護劑的主要成分為MoO3、NiO，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

柴油加氫裝置產生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護劑及廢瓷球，均來自于加氫反應器，其中廢催化劑及廢保護劑的主要成分為MoO3、WO3、NiO，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

石腦油加氫裝置產生的固體廢棄物為廢催化劑、廢保護劑及廢瓷球，均來自于加氫反應器，其中廢催化劑及廢保護劑的主要成分為MoO3、WO3、NiO，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2。

催化重整裝置產生的固體廢棄物為廢催化劑、廢瓷球、廢脫氯劑，廢催化劑來自于重整反應器、催化劑再生器分離料斗及再生器粉塵收集器等裝置，廢瓷球來自于重整反應器，廢脫氯劑來自于脫氯罐，其中廢催化劑主要成分為Al2O3、Pt、Sn、Cl，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2，廢脫氯劑的主要成分為AlCl3。

苯抽提分離裝置產生的固體廢棄物為廢瓷球、廢白土、廢溶劑，廢瓷球來自于分餾塔，廢白土來自于白土罐，廢溶劑來自于溶劑再生過濾器，廢瓷球的主要成分為Al2O3、SiO2，廢白土的主要成分為白土、油，廢溶劑的主要成分一般為環丁砜溶劑。

甲基叔丁基醚裝置產生的固體廢棄物為廢有機樹脂，來自于原料凈化器、醚化反應器、催化蒸餾塔，廢有機樹脂主要成分為苯乙烯-二乙烯苯共聚物。

液化氣脫硫醇裝置產生固體廢棄物為廢堿渣，廢堿渣的主要成分為NaSHNaS及游離堿等。

2.2 輔助生產設施

PSA變壓吸附裝置產生的工業固體廢棄物為廢吸附劑及廢瓷球，均來自于吸附塔，廢吸附劑及廢瓷球主要成分為Al2O3、SiO2。

硫磺回收裝置產生的工業固體廢棄物為廢催化劑、廢瓷球及廢活性炭，廢催化劑來自于尾氣加氫反應器，主要成分為MoO3、CoO、Al2O3，廢瓷球來自于硫磺回收反應器，主要成分為Al2O3、SiO2，廢活性炭來自于溶劑再生過濾器，主要成分為炭。

儲運裝置產生的工業固體廢棄物為儲罐清洗過程中產生的污油與油泥。

2.3 環保設施

污水處理裝置產生的工業固體廢棄物為油泥、浮渣與剩余活性污泥，油泥主要來自調節罐、隔油池，浮渣主要來自氣浮池，剩余活性污泥主要來自生物處理池和二次沉淀池。

3 固體廢棄物的分類

中華人民共和國環境保護部和中華人民共和國國家發展和改革委員會根據《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》，于2008年制定了《國家危險廢物名錄》。根據該目錄，石油化學工業所產生的工業固體廢棄物可劃分為危險廢物與一般工業固體廢棄物[4]。

3.1 危險固體廢棄物

石油煉制工業渣油加氫裝置、重油催化裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置產生的廢催化劑及廢保護劑屬于含鎳廢催化劑，歸類為HW46含鎳廢物。

石腦油加氫裝置、加氫石腦油催化重整裝置產生的廢催化劑及廢保護劑屬于有機溶劑合成、裂解、催化等過程中產生的廢催化劑，歸類為HW06有機溶劑廢物，其中含鎳的廢催化劑和保護劑同時又可歸類為HW46含鎳廢物；廢瓷球屬于有機溶劑合成、裂解、催化等過程中產生的反應載體，歸類為HW06有機溶劑廢物；廢脫氯劑屬于有機溶劑分離過程中產生的吸附過濾物及載體，歸類為HW06有機溶劑廢物。

苯抽提分離裝置產生的廢瓷球、廢白土屬于有機溶劑的分離、精餾等過程中產生的吸附載體，歸類為HW06有機溶劑廢物；廢溶劑歸類為HW42有機溶劑廢物。

甲基叔丁基醚裝置產生的廢有機樹脂主要成分為苯乙烯-二乙烯苯共聚物，歸類為HW13有機樹脂類廢物；液化氣脫硫醇裝置產生的廢堿渣歸類為HW35廢堿；硫磺回收裝置溶劑再生過濾器產生的廢活性炭歸類為HW06有機溶劑廢物；儲罐清洗過程中產生的污油及油泥歸類為HW08廢礦物油；污水處理裝置產生的油泥、浮渣、剩余活性污泥歸類為HW08廢礦物油。

3.2 一般工業固體廢棄物

石油煉制工業產生的一般工業固體廢棄物主要有渣油加氫裝置、重油催化裂化裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置、PSA變壓吸附裝置、硫磺回收反應裝置產生的廢瓷球及硫磺回收裝置尾氣加氫反應器產生的廢催化劑。

經過統計分析，可以得到這樣的結論，石油化學工業產生的固體廢棄物以危險廢物為主，涉及種類包括了HW06類有機溶劑廢物、HW08類廢礦物油、HW13類有機樹脂類廢物、HW42類有機溶劑廢物及HW46類含鎳廢物。

4 固體廢棄物的處置

石油煉制工業產生的工業固體廢物根據其性質，按“資源化、減量化、無害化”的原則，首先考慮采用回收或綜合利用，將廢物重新變為資源加以利用，剩余的不能利用的危險廢物，根據其有毒有害特性和理化性質，考慮采用減量化、無害化手段進行安全處置。無害化處置是為了使工業固體廢物最大限度地與生物圈隔離而采取的措施，是控制工業固體廢物污染的最后步驟[5]。

4.1 過程控制

①預處理。廢催化劑、廢吸附劑及其載體廢瓷球等工業固體廢物在塔及反應器等設備中與物料直接接觸，卸載前需進行退油、盲板隔離、氮氣置換及蒸汽蒸煮等無害化處理。固體廢物預處理后按照《危險廢物貯存污染控制標準》（GB18597-2001）要求可在廠內暫存。

②暫存。固廢暫存設施用于儲存各工藝裝置不定期更換下來的少量廢催化劑、廢吸附劑、廢瓷球等工業固體廢棄物，而大量、定期更換下來的廢棄物直接由處置單位運走，減少臨時儲存環節。

固廢暫存設施設置廢物接收區和廢物存放區。固體廢棄物經計量后首先進入暫存庫的接收區，在接收區進行必要的取樣檢測、鑒別，廢物特性査明后進入廢物存放區。在廢物存放區，根據危險廢物的種類設置不同的存放區，盛裝危險廢物的容器上必須粘貼符合《危險廢物貯存污染控制標準》的標簽，注明廢物產生單位及其地址、電話、聯系人等、廢物化學成分、危險情況、安全措施。

4.2 資源化

①污油。罐區定期清儲罐時，沉積在罐底或附著在罐壁上的油泥被集中清理出來，經收集、沉降后，輕油組分作為污油回收；各裝置生產的不合格汽油、柴油及部分掃線輕油均送至罐區輕污油罐儲存，經脫水后泵送至原油罐做原料，對開工時產生的不合格油和柴油分別儲存送至加氫精制原料油罐；污水處理場的重污油，各重油掃線油均進入罐區重污油罐經脫水后泵送至燃料油罐做燃料油。

②廢催化劑。催化重整裝置產生的廢催化劑中含有貴重金屬鉑，渣油加氫裝置、蠟油加氫裂化裝置、柴油加氫裝置、石腦油加氫裝置產生的廢催化劑主要成分中含有鈷、鉬、鎢等金屬，以上廢催化劑目前主要由催化劑供應廠家回收再利用。

4.3 減量化

①堿渣處理。石油煉制工業產生的堿渣中化學需氧量含量高，其中的硫化物具有毒性，且有惡臭氣味，不能直接排往污水處理場進行生化處理，濕式氧化脫臭工藝則能比較好的解決以上問題。濕式氧化脫臭工藝是利用氧氣對堿渣進行氧化，可以有效去除堿渣中的硫化物，并且能降低堿渣中化學需氧量含量。堿渣經處理后產生的廢氣可以去硫磺回收裝置的尾氣焚燒爐燃燒處理，產生的污水經中和后可以送往污水處理場進行處理。

②污泥脫水。石油煉制工業污水處理場產生的油泥、浮渣、剩余活性污泥含水率較高，“三泥”經泵提升送入濃縮罐進行重力濃縮后，再用單螺桿泵送往離心脫水機脫水，脫水后泥餅的含水率為85～88%。泥餅可采用焚燒爐進行焚燒處理，脫出的水排至污水處理場重新處理。

③焚燒。石油煉制工業產生的一些熱值較高的工業固體廢棄物可以采用回轉窯式焚燒爐系統進行焚燒處理，主要包括甲基叔丁基醚裝置產生的廢有機樹脂、苯抽提分離裝置產生的廢溶劑、硫磺回收裝置排放的廢活性炭、儲罐清洗產生的油泥、污水處理場脫水后的污泥，焚燒裝置產生的灰渣收集后可采用填埋的無害化處置方法處理。

4.4 無害化

石油煉制工業各裝置產生的廢脫氯劑、廢瓷球、焚燒灰渣及部分無法回收利用的廢催化劑等工業固體廢物均可采用填埋的方法進行無害化處置，其中焚燒飛灰等危險廢物不符合廢渣填埋場的入場標準，如果直接填埋會對地下水造成污染，因此需要對其進行固化處理。危險廢物固化技術是危險廢物進行安全填埋前的一個重要的預處理工藝，經過固化處理后，在廢物顆粒和環境之間建立了一道屏障，使得最終產物的滲透性和溶出性有較大程度地降低，使其危害性得到除毒、穩定、不可溶或轉化成危害性較小的物質，能安全地運輸，并能方便地進行最終處置[6]。

5 展望

石油煉制工業產生的工業固體廢棄物主要特點一是產生量大，二是危險廢物種類多。目前國內新建煉油裝置以千萬噸級規模為主，該規模的煉油裝置工業固體廢棄物年產生量在一萬噸左右，且以危險廢物為主，涉及到的危險廢物種類包括HW06類有機溶劑廢物、HW08類廢礦物油、HW13類有機樹脂類廢物、HW42類有機溶劑廢物及HW46類含鎳廢物。

如何合理解決石油煉制工業產生的工業固體廢棄物需要從兩個方面入手，一是解決大量工業固體廢棄物長距離運輸存在的環境風險問題。需要在煉油廠周邊配套建設具備焚燒、填埋處理能力的危險廢物處置場所，目前煉油廠周邊是否配套建設工業固體廢棄物處置場所已成為該類項目環境影響評價審批的先決條件。二是解決好廢催化劑在資源化過程中存在的環保問題。煉油廠產生的廢催化劑多為HW06類有機溶劑廢物及HW46類含鎳廢物，危險性大。目前其資源化途徑主要為催化劑生產企業對其進行回收利用，但多數催化劑生產企業并不具備危險廢物處置資質，如果回收利用企業僅以回收其中有效金屬成分為目的反而會造成了更嚴重的環境污染，所以需要加強對廢催化劑去向及在處置過程中的環境監管。

參考文獻：

[1]石衛.2013年世界主要國家和地區原油加工能力統計[J].國際石油經濟，2014（5）：93-95.

[2]國家環境保護局.石油化學工業固體廢物治理.北京：中國環境科學出版社，1992：1-66.

[3]陳予宏，李懌.石油化工固體廢棄物有害特性試驗的研究[J].石油煉制與化工，2000，31（9）：50-53.

[4]李天鳴.工業固體廢物固化處理技術探討[J].石油化工安全環保技術，2011，27（5）：41-44.

[5]中華人民共和國環境保護部和中華人民共和國國家發展和

改革委員會《國家危險廢物名錄》（2008年本）http：//www.gov.cn/

flfg/2008-06/17/content_1019136.htm.

[6]孫一峰，林妍妍，王文娟，許天華，張天宇.固體廢棄物資源化[J].化工技術與開發，2012，41（1）：44-47.

作者簡介：時嘉凱（1983-），男，河北保定人，工程師，工學碩士，研究方向：環境影響評價和固體廢物資源化。