一种油田油泥抗结焦组合物及其应用的制作方法

文档序号:30333282发布日期:2022-06-08 06:10阅读:250来源:国知局

1.本发明涉及油田油泥处理、资源综合利用领域,具体提供了一种油田油泥抗结焦组合物及其应用。


背景技术:

2.油田油泥是一种成分复杂的固体废物,包含各种石油烃、水、重金属和固体颗粒。油田油泥中含有高含量的石油烃组分、高毒性、致癌致畸物质,若不妥善处置,将对环境、人体产生危害。在中国,油田油泥已被列入《国家危险废物名录(2016)》hw08废矿物油与含矿物油废物条目中,危险特性属于毒性、易燃;同时《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》中也要求必须对油田油泥进行无害化处理。油田油泥产量巨大,据统计,石油工业中每处理50吨原油就会产生1吨油田油泥。我国的石油化学行业,平均每年产生约300万吨油田油泥,且产量还在逐年上升。
3.目前油田油泥的处置方法多种多样,其中焚烧是最常用的一种处置方式。焚烧处置因具有处理速度快、减量化程度高、可较彻底地消除有害有机物的特点,而得到广泛应用。各种先进焚烧技术和新式焚烧设备相继出现,其中回转窑系统由于其可适用于各种固体、液体甚至气体废物的焚烧,尤其适用于各种工业危险废物、医疗垃圾等,从而被广泛的使用。然而在实际运行中,回转窑常常会出现一些问题,比如结焦现象,严重时可能导致停产,甚至损坏整套设备,焚烧系统结焦问题亟待解决。回转窑系统易结焦位置常常在回转窑窑尾与二燃室接口处及二燃室与余热锅炉接口处。
4.影响结焦的因素有焚烧物料的特性、燃烧器布置方式、炉膛结构特性参数、炉内温度、炉内空气动力场、火焰刚性、气氛条件等,但最重要的还是焚烧物料的特性。焚烧物料的特性归根结底还是物料的成分组成和熔化温度(一般用物料的灰熔点来反映)。一般来说,酸性氧化物如氧化硅、氧化铝、二氧化钛等,其熔融温度较高,有提高物料灰熔点的作用,但影响程度不同;而碱性氧化物如fe2o3、cao、mgo、na2o、k2o等,其含量在某一范围时呈现出较强的结焦性,一定条件下有助于降低物料灰熔点。另一方面,危险废物焚烧过程中为了确保有害物质彻底分解,焚烧温度大多在850℃以上,特别是二燃室,温度要求必须在1100℃以上。因此,当危险废物焚烧所产生的飞灰灰熔点低于焚烧温度时,就会在高温下软化熔融,为结焦创造了条件。
5.本发明旨在提供一种粉煤灰、废fcc催化剂资源综合利用新途径,同时提高油田油泥灰熔点,改善油泥在焚烧处置过程中的易结焦问题。


技术实现要素:

6.针对现有技术不足,本发明提供了一种油田油泥抗结焦组合物及其应用。本发明中所述的降低油田油泥结焦的组合物中包含废fcc催化剂、粉煤灰、碳酸钙,这些原料廉价易得,本发明首次将这几种组分应用于防止油田油泥结焦,用量少且效果好,还解决了危废直接外排或其他不当处理对环境造成的影响,实现废物综合利用。其中,废fcc催化剂是石
油催化裂化生产中产生的废弃催化剂。
7.本发明的技术方案包括:一种油田油泥抗结焦组合物,其组成包括:废fcc催化剂、粉煤灰、碳酸钙。
8.优选的,该组合物各组分按重量份配比包括:废fcc催化剂3-7份、粉煤灰3-7份、碳酸钙1-6份。
9.发明人在研究过程中,发现碳酸钙经过高温分解后生成的氧化钙能够固定油泥中的硫分,生成的固态硫化物随炉渣排出,从而减轻后续湿法脱酸塔的负荷。且碳酸钙能够促进高温熔盐的流动性,可以促使结焦更快地流动至窑尾并排出窑内,不至于大块的粘附在窑壁上。废fcc催化剂与粉煤灰添加至油泥中不但抵消了碳酸钙经过高温分解的部分氧化钙造成的灰熔点降低的问题,还能进一步提高油泥灰熔点,进一步降低了结焦风险。本发明中首次将这几种固废组合应用于窑炉焚烧处理油田油泥过程中,经过大量实验证实该组合物及本发明方法降低结焦效果非常突出。在本发明的配比范围内,效果更加显著。
10.上述组合物的制备方法:各组分取配比量混合均匀即可,也可以使用时再进行混合。
11.进一步的,将该组合物用于降低油田油泥结焦,提供了一种油田油泥焚烧处理过程中抗结焦的方法,其步骤包括:将上述组合物混合到油泥中,搅拌均匀后,送入回转窑。
12.优选的,所述组合物用量为油泥的10-25%,更优选为12-18%。
13.本发明的有益效果:(1)炉内脱酸:本发明降低油田油泥结焦的组合物原料中的碳酸钙经过高温分解后生成的氧化钙能够固定油泥中的硫分,生成的固态硫化物随炉渣排出,从而减轻后续湿法脱酸塔的负荷。
14.(2)防止挂壁:本发明降低油田油泥结焦的组合物原料中的碳酸钙能够促进高温熔盐的流动性,可以促使结焦更快地流动至窑尾并排出窑内,不至于大块的粘附在窑壁上。
15.(3)降本增益:本发明降低油田油泥结焦的组合物原料中的废fcc催化剂与粉煤灰均属于废物,不可直接排放到环境中,且价格较为低廉且较容易获得,添加至油泥中提高了其灰熔点,大大提高废物的附加值,且提高灰熔点之后,可以保证系统不再因结焦而造成停炉,大大减少了启停炉所产生的费用。
具体实施方式
16.为了更加清楚表述本发明的技术内容,在此结合具体实施例予以详细说明,但以下所列举的实施例只是本技术方案的优选实施方案,本领域的技术人员可根据公开的技术内容轻松得出的其他技术方案仍属于本发明的保护范围。
17.实施例1降低油田油泥结焦的组合物,取粉煤灰3份、废fcc催化剂3份、碳酸钙4份。
18.将上述组合物用于降低油田油泥结焦:按照油泥质量12.5%的用量加入上述组合物,混合搅拌均匀后,通过抓斗定量后进入回转窑,设置好窑内温度为850℃。
19.实施例2降低油田油泥结焦的组合物,取粉煤灰5份、废fcc催化剂5份、碳酸钙5份。
20.将上述组合物用于降低油田油泥结焦:本实施例与实施例1的不同点为,提高组合
物质量百分比为18%。其他均与实施例1相同。
21.实施例3降低油田油泥结焦的组合物,取粉煤灰7份、废fcc催化剂7份、碳酸钙6份。
22.将上述组合物用于降低油田油泥结焦:本实施例与实施例1的不同点为,提高组合物质量百分比为25%。其他均与实施例1相同。
23.对比例1将碳酸钙单独用于降低油田油泥结焦:本对比例与实施例1的不同点为,碳酸钙用量为油泥质量的5%。其他均与实施例1相同。
24.实施例1-3与对比例1在入炉充分燃烧后,观察窑尾、二燃室及二燃室出口烟道的结焦情况:其中,实施例1在二燃室炉壁上有少量结焦,但物料在炉内的流动性较好;实施例2、3基本没有结焦出现,窑内无挂壁现象产生,说明抗结焦效果良好;对比例1在二燃室及出口烟道产生大量的结焦,但物料在炉内流动性较好,基本无粘附现象发生,说明碳酸钙对物料的流动性具有积极的影响。回转窑内的温度一般设置为850-1050℃,正常情况下,油泥在不添加任何添加剂的情况下,750℃即会出现部分熔化现象,粘附性极高,且在窑尾、二燃室及出口烟道产生大量的结焦,为了避免此现象的发生,通常在焚烧处置时将温度控制在550-650℃之间。在实施例中,并没有对焚烧温度进行控制,但除了对比例1在二燃室及出口烟道产生大量的结焦,其他均未出现结焦且流动性较好,说明抗结焦效果好。另外,用灰熔点测试仪测定各实施例和对比例的残渣的软化温度,以其表示残渣的灰熔点,其具体数据见下表: 灰熔点(
°
c)温差(℃)油泥1181/实施例1125473实施例21289108实施例31309128对比例111821通过表中可以看出,在实施例1、2、3中灰熔点具有大幅度的上升,在对比例中,灰熔点升高了1℃,可以理解为基本无变化,说明碳酸钙对物料熔点的变化几乎无影响。综上所述,本发明抗结焦组合物通过改变油泥流动性和灰熔点对油泥抗结焦的提高有显著的效果。
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