清罐油泥SOTU處理技術及應用

徐士立，，郭輝，張金河，趙永濤

（1.山東恒源石油化工股份有限公司，山東德州 251500；2.中國石化塔河煉化有限責任公司，新疆庫車 842000）

1 清罐油泥產生及處理現狀分析

煉油企業在清理油品儲罐、污水處理廠的隔油罐（池）、污水井等設備過程中，產生大量清罐油泥。清罐油泥中含有機械雜質、砂礫、泥土、重金屬鹽類，其主要組成為石蠟、膠質、瀝青質等重油組分。這些組分由于與正常油品密度差較大，隨著儲罐投用時間的加長會沉積在儲罐底部，形成深黑色粘稠的焦狀物質。在清罐作業時，經過水、清罐劑混合攪動后會形成黑色粘稠乳化物——油泥。這種清罐油泥用常規方法很難分離，煉廠常見的處理方法是委托具有處理資質的危險廢棄物處理單位進行處理。近年，隨著國家環保標準的日益提升，外委危險廢棄物處理技術難度不斷加大、處理費用不斷提高，促使煉化企業不斷地加快污油、油泥回收處理技術的開發。山東某公司清罐油泥的分析數據見表1。

表1 清罐油泥分析數據

2 SOTU油泥處理技術

2.1 SOTU技術原理

SOTU技術是一種新型油泥、污油處理成套技術，主要由核心處理單元和分離裝置兩部分組成[1]。

核心處理單元采用了高能物理技術，由超聲波破乳組件、次高頻振動組件和高能電子束組件組成。油泥進入核心處理單元后，三個組件能夠依據油品性質、含水率、含機械雜質情況，智能協同發揮作用。經實驗室小試、中試和油田、煉化企業現場應用，高能物理增核破乳技術在油泥（污油）三相分離處理過程中起到了重要的作用。超聲波在油泥中傳播時，機械作用使液體中微小顆粒振動，彼此發生碰撞聚集形成較大的顆粒[2-3]，超聲波作用下粒子的“位移效應”見圖1。次高頻振動基于油泥特性，選用多自由度系統振動組件。由于多自由度系統振動使乳化液在空間維度上運動、碰撞，多自由度系統振動示意見圖2。在高頻振動下，純液體流速不同程度增大，加快了油水界面膜的破裂，乳化狀態被打破。微型高能加速器將一些電子束加速獲得高能量，高能電子束主要用于轟擊油泥，使含泥污油發生常規方法難以發生的物理化學反應，達到增核破乳的目的[4]，高速電子束轟擊油泥前后變化見圖3。

圖1 超聲波作用下粒子的“位移效應”

圖2 多自由度系統振動

圖3 電子束轟擊油泥前后變化

分離裝置包含一級分離和二級分離兩部分。兩級分離裝置采用的是超高機械強度、超高旋轉速度的分離機，來實現油、水、固三相分離[5-6]。一級分離是利用高速旋轉的轉鼓產生的離心力，將油泥中的固體顆粒包留在轉鼓內，在離心力的作用下將固體顆粒向裝置外自動卸出；同時在離心力的作用下，污油中的液體通過過濾介質、轉鼓小孔被甩出，從而達到液固分離過濾的目的。二級分離裝置采用特殊的旋風分離曲線，合理地解決油水分離的技術難題，使密度大的水沿環狀路徑流向外側，密度小的油在內圈，并聚結成大的油珠而上浮分離。

2.2 SOTU技術處理工藝

污油池中的油泥經油泥進料泵進入預處理裝置，在預處理裝置中與蒸汽充分混合升溫至100℃左右，進入SOTU核心處理單元增核破乳。破乳后的油泥在一級分離裝置進行液固分離，去除油泥中的固體雜質。處理后的污油（油水混合物）進入二級分離裝置，在二級油水高速離心分離器的作用下，將油和水進行分離，處理后的污油摻入原油、進入常壓蒸餾或延遲焦化裝置進行回煉，污水進廠區污水場回收處理，分離出的固體雜質（固渣）外委處理。山東某公司處理清罐油泥的指標要求見表2。SOTU技術工藝流程見圖4。

表2 清罐油泥處理后的指標要求

圖4 SOTU技術工藝流程

2.3 SOTU技術油泥處理效果

SOTU技術處理后的清罐油泥由三部分組成，分別是污油、污水和固渣。2019年山東某石化公司經SOTU技術處理清罐油泥后得到的污油含水、污水含油、固渣含水分析見表3。由表3和表2的對比可以看出，經SOTU技術處理后的污油含水、污水含油、固渣含水指標均合格，11個運行日的分析結果均優于指標要求。三項樣品分析結果平均值遠遠高于指標要求。SOTU技術處理前后的物料平衡見表4。從表4可以看出，固渣外委量減到了15.02%。充分說明SOTU技術在處理清罐油泥方面是非常成功的，不僅回收了合格的污油，固渣、污水含油指標都達到了指標要求，也使得油泥脫水減量率達到了84.92%。

表3 清罐油泥處理后的分析數據

表4 SOTU技術處理清罐油泥物料平衡

3 處理成本及效益分析

SOTU技術在山東某公司運行11個工作日，累計處理清罐油泥1 487 t，處理清罐油泥過程中物料單耗價格為22.10元/t。處理油泥物耗費用共計32 862.70元；SOTU技術服務費用合計1 784 400元；處理后剩余固渣外委處理費用合計757 486元（固渣外委費用按3 400元/t計算）；SOTU技術處理成本合計2 574 748.70元。另外，SOTU技術處理油泥后分離出的污油具有回煉價值，按1 500 元/t計算，分離的污水必須進行處理，處理費用為按20元/t計算，回收的凈化水按市場價格3元/t計算。處理成本和效益見表5。

從表5可以看出，與清罐油泥直接外委處理相比，在處理清罐油泥1 487 t的情況下，可以為企業減少清罐油泥處理費用331萬元。

表5 處理成本和效益 元

4 結論

SOTU技術基于超聲波破乳、次高頻振動增核、高能電子束轟擊油泥以及兩級分離技術，在處理山東某石化公司清罐油泥過程中得到成功應用，處理后的污油含水平均值1.43%，污水含油14.84μg/g，固渣含水40.75%，均優于預期目標。

經SOTU技術處理1 487 t清罐油泥，分離出固渣223.29 t，減少外委固渣廢棄物處理1 263.71 t，減少油泥外排率84.98%，為企業節約經濟效益約331萬元，為企業降本增效作出了突出貢獻。

SOTU技術處理清罐油泥的過程中，沒有添加任何藥劑，對煉廠后續的污水處理工藝無任何影響，避免了二次污染。隨著成品油質量的不斷升級，煉油企業需要不斷加強罐區管理，油品儲罐的清理頻次也會增加，清罐、清池油泥的科學、環保處理必將提上新的日程。環境友好型處理清罐油泥和污油的SOTU技術應用前景廣闊。