油頁巖干餾項(xiàng)目建設(shè)前要考慮的問題及解決方案

張成立

錦州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)療學(xué)院（遼寧錦州　121013）

化工管理

油頁巖干餾項(xiàng)目建設(shè)前要考慮的問題及解決方案

張成立

錦州醫(yī)科大學(xué)醫(yī)療學(xué)院（遼寧錦州121013）

隨著石油資源的日漸枯竭，油頁巖干餾代替石油煉制逐漸走進(jìn)公眾的視線。油頁巖干餾項(xiàng)目的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜工程，在建設(shè)前需要考慮眾多問題，包括粉塵、水（包括新鮮水和污水）、廢氣、廢渣和人員培訓(xùn)。對(duì)上述問題進(jìn)行了探究，并提出了相應(yīng)的解決方法，以使油頁巖干餾項(xiàng)目能夠順利建設(shè)并成功投產(chǎn)。

油頁巖粉塵水廢氣廢渣人員培訓(xùn)

0　前言

隨著我國汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，私家車數(shù)量日益增加，對(duì)油品的需求更是與日劇增。但是從世界范圍來看，石油的儲(chǔ)量卻是逐年減少的。以油頁巖加工代替石油煉制來獲取油品，正是在這種環(huán)境下出現(xiàn)并逐漸被人們認(rèn)識(shí)和接受的。

油頁巖是一種含有有機(jī)物的礦石，經(jīng)過低溫干餾可得到頁巖油，頁巖油的成分和石油相似，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步精制可以得到汽油、柴油及其它副產(chǎn)品。本文將就油頁巖項(xiàng)目中一些常見的問題，如粉塵、水（包括新鮮水和污水）、廢氣、廢渣以及人員培訓(xùn)等進(jìn)行簡單的剖析，并提出相應(yīng)的解決方法，以期為油頁巖項(xiàng)目建設(shè)者提供借鑒。

1　粉塵問題

油頁巖礦石在運(yùn)輸、貯存以及粉碎和篩選過程中都會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，如果不對(duì)這些粉塵加以處理，其會(huì)飄散到空氣中，從而加劇霧霾天氣。其中，霾是指大量極細(xì)微的干塵等均勻浮游在空中，使水平能見度小于10.0 km的空氣普遍混濁現(xiàn)象[1]。霧霾會(huì)使空氣污染進(jìn)一步加劇，嚴(yán)重影響人們的日常生產(chǎn)和生活，所以必須加以治理。

1.1運(yùn)輸產(chǎn)生的粉塵

油頁巖礦石的運(yùn)輸工具多種多樣，但不管采用何種方式運(yùn)輸，都要盡可能將粉塵污染消除。企業(yè)運(yùn)輸部門要加強(qiáng)管理，做好自檢自查工作，并加強(qiáng)對(duì)司乘人員的環(huán)保意識(shí)教育，建立有效的監(jiān)督和處罰機(jī)制。在運(yùn)輸過程中力求將礦石遮蓋嚴(yán)密，如用苫布遮蓋。車輛行駛要?jiǎng)蛩佟⒕徛\(yùn)輸工作完成后要有專人對(duì)上述運(yùn)輸工具和路面進(jìn)行洗消除塵。在運(yùn)輸過程中，司乘人員也要做好個(gè)人防塵工作，防止由于吸入粉塵而患上呼吸系統(tǒng)疾病。

1.2貯存產(chǎn)生的粉塵

為了保證有足夠的油頁巖礦石，使生產(chǎn)能夠連續(xù)進(jìn)行，企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立一定數(shù)量的礦石儲(chǔ)備。筆者建議企業(yè)應(yīng)儲(chǔ)備至少可滿足30 d需求的礦石，防止由于不可預(yù)見因素而導(dǎo)致礦石供應(yīng)中斷，致使裝置停產(chǎn)。對(duì)于數(shù)量如此巨大的礦石，如果采用露天堆放的方式進(jìn)行貯存，其產(chǎn)生的粉塵數(shù)量不容小覷。建議企業(yè)建設(shè)大型地下油頁巖礦石貯存庫，并將礦石粉碎機(jī)也一并建在該庫房內(nèi)，見圖1，原料車開來后將卷簾門放下，隨后將礦石倒入庫房；礦石由鏟車送入粉碎機(jī)粉碎后，由輸送帶送往干餾裝置進(jìn)行加工處理。

圖1　原料庫簡圖

2　新鮮水問題

化工企業(yè)歷來都是耗水大戶，而我國又是一個(gè)水資源短缺的國家。因此，本著不與百姓生活爭(zhēng)水的原則，要興建油頁巖項(xiàng)目，必須解決供水問題。

如果將油頁巖生產(chǎn)裝置建在我國內(nèi)陸地區(qū)，則生產(chǎn)用水只能使用自來水或江河水。如果將油頁巖生產(chǎn)裝置建在沿海地區(qū)，可以根據(jù)企業(yè)規(guī)模和用水量，采用建設(shè)海水淡化裝置的方式供水。同時(shí)，也要考慮建設(shè)廠區(qū)雨水收集裝置，用雨水補(bǔ)充生產(chǎn)用水的不足。

2.1海水淡化

海水淡化的原理[2]是：用半透膜將海水與純水隔開，如圖2（a）所示，半透膜具有單向通透性，只允許水等小分子通過，而海水中的鈉離子和氯離子等則不能通過。經(jīng)過一段時(shí)間后，可以看到海水一側(cè)液面上升，說明水分子不斷地通過半透膜由純水進(jìn)入海水中。這種純水分子通過半透膜進(jìn)入海水的過程稱為滲透。為了防止?jié)B透現(xiàn)象的發(fā)生，就要在海水一側(cè)的液面上施加一個(gè)額外的壓力，來維持兩側(cè)液面在同一高度，這個(gè)壓力稱為滲透壓［見圖2（b）］。如果在海水一側(cè)的液面上施加大于滲透壓的壓力，則海水中會(huì)有更多的水分子進(jìn)入純水一側(cè)，從而完成用海水制取淡水的過程。

企業(yè)可根據(jù)自身用水量，依據(jù)上述原理設(shè)計(jì)一套海水淡化裝置，待裝置運(yùn)轉(zhuǎn)正常后可進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)產(chǎn)，除了滿足自身用水需求外，多余的水還可以出售以增加企業(yè)收入。對(duì)于處理后產(chǎn)生的高濃度鹽水，可以進(jìn)行進(jìn)一步加工，回收其中有用的化合物，純化后進(jìn)行銷售。

圖2　滲透現(xiàn)象和滲透壓

2.2雨水收集

雨水是淡水，對(duì)其進(jìn)行集中收集是對(duì)緩解淡水不足的有益補(bǔ)充。雨水經(jīng)過凈化后可以直接作為生活用水，也可以補(bǔ)充進(jìn)入生產(chǎn)裝置的循環(huán)水系統(tǒng)直接使用，或作為廠區(qū)的綠化用水。

設(shè)計(jì)時(shí)，可將裝置內(nèi)所有下水井匯總到一起，然后統(tǒng)一連接在地下雨水儲(chǔ)罐上，雨水儲(chǔ)罐容積要參考當(dāng)?shù)氐慕邓縼泶_定。如果該地區(qū)雨水比較充沛，儲(chǔ)罐容積可設(shè)計(jì)為1000m3；若雨水稀少，儲(chǔ)罐容積可設(shè)計(jì)為500m3。建議將雨水儲(chǔ)罐與消防水儲(chǔ)罐和循環(huán)水儲(chǔ)罐建在一起，當(dāng)雨水儲(chǔ)罐裝滿時(shí)，可以通過管線將多余的雨水轉(zhuǎn)移到消防水罐和循環(huán)水罐中儲(chǔ)存、使用。循環(huán)水罐、雨水罐和消防水罐布局見圖3。

圖3　循環(huán)水罐、雨水罐和消防水罐布局圖

3　污水問題

油頁巖干餾項(xiàng)目產(chǎn)生的污水主要有廠區(qū)生活污水和生產(chǎn)廢水。生活污水量相對(duì)較少，一般含有少量的洗滌劑、食用油等，而干餾廢水具有污染物種類多、成分復(fù)雜、濃度高等特點(diǎn)，對(duì)環(huán)境的污染尤為嚴(yán)重。因此，企業(yè)應(yīng)根據(jù)裝置規(guī)模以及將來擴(kuò)產(chǎn)改造產(chǎn)生的廢水量，建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的污水處理廠，通過物化處理、脫酚處理、生化處理、后混凝沉淀、催化氧化[3]等工藝，除去廢水中的油類、酚類和有機(jī)氨氮等污染物。處理后的水可以進(jìn)入裝置循環(huán)使用，而回收的酚類、油類和氨類物質(zhì)經(jīng)過精制后可作為產(chǎn)品出售。

4　廢渣問題

油頁巖干餾后剩余的廢渣主要成分為SiO2，Al2O3以及少量的Fe2O3，CaO，MgO[4]等氧化物。廢渣的量與處理的油頁巖的量成正比，處理的油頁巖量越大，產(chǎn)生的廢渣也就越多。大量廢渣的露天堆放不但會(huì)占用大面積的土地，而且由此帶來的環(huán)境污染會(huì)嚴(yán)重影響附近居民的生產(chǎn)、生活和飲水安全，因此必須對(duì)廢渣加以處理。

對(duì)于廢渣的處理，依據(jù)綜合利用、變廢為寶的原則，建議將廢渣加工成硅酸鹽水泥或水泥磚。油頁巖灰渣在過去已經(jīng)被證明是一種較好的制造水泥的原料，它可以用來配制水泥生料，再進(jìn)行燒制或直接配制無熟料水泥[5]。如果將油頁巖灰渣作為生產(chǎn)水泥的原料，可以減少黏土的使用量，從而保護(hù)了寶貴的土地資源。國家為了保護(hù)有限的耕地，已經(jīng)明令禁止使用黏土燒制紅磚，但隨著我國城中村改造和城鎮(zhèn)化建設(shè)以及房地產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)水泥、磚等建筑材料的需求逐年增加。如果利用廢渣生產(chǎn)水泥和水泥磚，不但處理了廢渣，也可為企業(yè)帶來一定的收益。同時(shí)，為了減少粉塵污染，也建議將生產(chǎn)水泥和水泥磚的裝置建在地下。

5　廢氣問題

油頁巖干餾項(xiàng)目產(chǎn)生的廢氣主要是干餾氣和干餾氣燃燒產(chǎn)生的二氧化硫、二氧化碳等氣體。若上述氣體得不到處理，對(duì)環(huán)境的危害將是災(zāi)難性的，且國家對(duì)此類環(huán)境污染事件的處罰歷來都是非常嚴(yán)厲的。二氧化硫的無序排放，會(huì)導(dǎo)致酸雨的產(chǎn)生，而酸雨會(huì)腐蝕建筑物、污染水體，并使土壤酸化；二氧化碳的過度排放，最直接的后果就是加劇溫室效應(yīng)，進(jìn)而影響甚至威脅人類的生存環(huán)境。

如果生產(chǎn)裝置出現(xiàn)干餾氣泄漏，說明裝置的設(shè)備出現(xiàn)了運(yùn)轉(zhuǎn)故障或者在設(shè)計(jì)上存在缺陷或不足。對(duì)于由設(shè)備故障導(dǎo)致的干餾氣泄漏，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行設(shè)備檢修，完善工藝參數(shù)，并做好日常巡檢，做到泄露點(diǎn)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和及時(shí)處理；而對(duì)于廢氣中的二氧化硫氣體，可參照筆者發(fā)表的論文《SO2煙氣堿吸收連續(xù)化生產(chǎn)亞硫酸鈉的工藝研究》來處理，吸收后的不凝氣重新返回裝置進(jìn)行回收再利用。

6　人員培訓(xùn)問題

油頁巖干餾項(xiàng)目是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的系統(tǒng)工程，幾乎涵蓋了化工裝置所有的單元操作。因此，該項(xiàng)目對(duì)崗位操作員工的個(gè)人能力和綜合素質(zhì)的要求非常高，所以要特別重視員工培訓(xùn)問題。筆者曾在單位參與了三套化工裝置的開車，并參加了三次培訓(xùn)，對(duì)培訓(xùn)過程有一定的了解。由于筆者原來的單位本身就是化工企業(yè)，在化工方面有自己的人才儲(chǔ)備，所以需要的人員都是由本單位內(nèi)部調(diào)配的。如果新建油頁巖項(xiàng)目也有這方面的優(yōu)勢(shì)，可以調(diào)配內(nèi)部人員組建生產(chǎn)團(tuán)隊(duì)；如果沒有這方面的便利條件，就要到人才市場(chǎng)依據(jù)崗位進(jìn)行招聘。從筆者的經(jīng)驗(yàn)來看，招聘工作應(yīng)在裝置建設(shè)前完成，做到裝置施工與人員培訓(xùn)同步進(jìn)行。

培訓(xùn)內(nèi)容大致包括工藝培訓(xùn)、設(shè)備培訓(xùn)和安全培訓(xùn)。培訓(xùn)過程要緊跟裝置的建設(shè)步伐，在不影響施工進(jìn)度的前提下讓員工到現(xiàn)場(chǎng)觀看建設(shè)情況，比如管線走向，尤其是地下部分的管線，因?yàn)檫@部分管線在回填后是無法看到的，熟記管線走向可方便以后的操作；觀看設(shè)備的安裝并了解設(shè)備結(jié)構(gòu)，這對(duì)以后操作過程中的故障原因判斷和處理是非常有幫助的；在此期間，要進(jìn)行適當(dāng)規(guī)模的消防演習(xí)，做到發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠進(jìn)行初期滅火，防止火災(zāi)的進(jìn)一步蔓延。培訓(xùn)工作完成后，有條件的單位一定要將員工送到從事油頁巖干餾生產(chǎn)的企業(yè)進(jìn)行跟班實(shí)習(xí)，在不影響實(shí)習(xí)裝置生產(chǎn)的條件下進(jìn)行實(shí)際操作，這樣做不但能夠鞏固學(xué)過的理論知識(shí)，還能提高員工的操作水平，這一項(xiàng)是培訓(xùn)中最重要的環(huán)節(jié)。

7　結(jié)語

利用油頁巖干餾方式制取的頁巖油是對(duì)石油、天然氣等化石能源的有益補(bǔ)充，對(duì)解決全球能源危機(jī)貢獻(xiàn)巨大。興建油頁巖項(xiàng)目不僅能夠彌補(bǔ)化石能源的不足，還能拉動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)、解決就業(yè)，并帶動(dòng)周邊區(qū)域發(fā)展。總之，油頁巖干餾是一個(gè)前景廣闊的朝陽產(chǎn)業(yè)，在項(xiàng)目建設(shè)過程中，要綜合考慮各方面的問題，既要考慮經(jīng)濟(jì)效益，又要考慮社會(huì)效益，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

[1]劉麗紅,高凌娜,孟微.霧霾天氣的形成及對(duì)人類的危害與防范[J].科學(xué)中國人,2015(23):124,126.

[2]席曉嵐.基礎(chǔ)化學(xué)[M].2版.北京:科學(xué)出版社,2011: 11-14.

[3]雷芬,楊麗芳,張蓉.油頁巖干餾工藝污染防治措施分析[J].廣州化工,2015,40(10):141-142,161.

[4]周建敏,牛顯春.油頁巖灰渣的來源及綜合利用技術(shù)[J].廣東石油化工學(xué)院學(xué)報(bào),2013,23(1):11-14.

[5]郝磊.大慶油田油頁巖干餾灰渣綜合利用技術(shù)研究[D].吉林:吉林大學(xué),2012:1-5.

Problem s to be Considered and Solutions before the Construction of Oil Shale Distillation Project

Zhang Chengli

With the depletion of oil resource,oil shale distillation is gradually well known among the general public instead of petroleum refining.The construction of oil shale distillation is a complex project,and there aremany problems to be considered before construction,which include stive,water(fresh water and sewage),waste gas,offscum and personnel training.The above problems are explored and the corresponding solutions were put forward so that the oil shale distillation projectwill be constructed and put into production successfully.

Oil shale;Stive;Water;Waste gas;Offscum;Personnel training

X 505

張成立男1973年生碩士講師研究方向?yàn)闊o機(jī)化工

2016年4月