油田含油污泥热解技术及其应用

　　本书以含油污泥为研究对象，系统地介绍了含油污泥热解处理的技术原理及工艺，并归纳总结了其在环境污染治理与新能源回收开发等方面的应用。全书共8章，主要内容包括绪论、含油污泥热解技术的相关标准及分析方法、国外油田热解技术介绍、微波热解技术及应用、大庆油田含油固体废弃物热解工艺、长庆油田含油污泥热解试验、辽河油田含油污泥热解试验、热解脱附技术在油田中的应用。本书具有较强的技术应用性和针对性，可供从事油田含油污泥处理及资源化等的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校环境科学与工程、市政工程、生物工程及相关专业师生参阅。

　　冯英明，在大庆油田从事油田含油污泥、含油污水等处理的技术咨询、工程设计、科研等方面的工作；2018年以“北京市人才引进”方式调入中国昆仑工程有限公司；现任中国昆仑工程有限公司环境工程高级项目经理。先后主持完成科研、设计项目30余项，技术方案30余项。获省部级科技进步奖7项，局级科技奖6项；拥有国家专利11项，其中发明专利5项；发表科技论文11篇（SCI文章1篇，EI文章1篇）。 其中《化学驱污泥处理与资源化利用技术》获“中国石油工程建设协会”，科技进步一等奖；《井下作业防护物及包裹油泥热解析处理技术》获“中国石油工程建设协会”，科技进步二等奖；《高难处理油泥分质分类处理及资源化利用技术研究》获“中国石油和化学工业联合会”科技进步奖，三等奖。

第1章绪论1
1．1含油污泥概述及其处理的必要性1
1．1．1含油污泥的定义、组成及性质1
1．1．2含油污泥对油田生产的影响2
1．1．3含油污泥对周边生态环境和人体健康的影响2
1．1．4含油污泥处理的必要性和意义2
1．2含油污泥热解处理研究的发展历程3
1．2．1含油污泥热处理技术的分类、定义及优缺点3
1．2．2含油污泥的热解技术5
1．2．3含油污泥热解处理技术的国内外发展现状9
1．3热解技术的国外研究进展17
1．3．1含油污泥热解实验研究进展17
1．3．2含油污泥热解技术的工业化应用进展17
1．4热解的国内研究进展21
1．4．1含油污泥热解实验研究进展21
1．4．2含油污泥热解技术的工业化应用进展24
1．5含油污泥热解产生气体的处置26
1．5．1含油污泥热解的气体产物26
1．5．2热解以气态产物为目标的研究优化26
1．5．3含油污泥热解气体收集装置28
1．5．4含油污泥热解不凝气净化处理装置29
1．6含油污泥热解的固体的资源化32
1．6．1吸附剂的制备32
1．6．2催化剂的制备38
1．6．3絮凝剂的制备39
1．6．4制取富氢燃气39
1．6．5热解残炭制取燃料40
1．6．6微波吸收剂的制备40
1．6．7橡胶填料剂41
1．6．8热解残渣的其他用途41
1．7含油污泥热解产物油的资源化利用41
1．8含油污泥热解的不足及展望42
1．8．1热解处理及设备相关理论问题42
1．8．2热解处理成本问题42
1．9含油污泥处理新工艺42
1．9．1超声波和芬顿反应43
1．9．2水热液化技术43
1．9．3湿式氧化法43
1．9．4燃料化技术44
1．9．5亚临界流体萃取技术44
第2章含油污泥热解技术的相关标准及分析方法46
2．1含油污泥的组成及其特性表征46
2．1．1含油污泥的含油量、含水率、含固率分析46
2．1．2有机质49
2．1．3重金属离子含量50
2．1．4含油污泥pH值的测定52
2．1．5油泥粒径分布特性53
2．1．6污泥样品中油品的测定分析53
2．1．7含油污泥中的挥发性物质56
2．1．8含油污泥中矿物与有机组分分析56
2．1．9含油污泥的生物毒性和毒理学分析57
2．2含油污泥处理标准62
2．2．1国外含油污泥处理标准62
2．2．2国内含油污泥处理标准63
2．3含油污泥热解产物的测定分析和材料学表征69
2．3．1含油污泥热解油、气、残渣的分析69
2．3．2总石油类化合物转化率、油品回收率、热解气转化率的分析72
2．3．3热解产物的飞灰分析73
2．3．4焙烧物的微观形貌特征和组成元素分析73
2．4含油污泥热解过程模拟和热解动力学分析73
2．4．1含油污泥热解的热重分析方法73
2．4．2Py-GC/MS分析74
2．4．3Fluent软件传热模拟75
2．4．4含油污泥热解动力学模型77
2．4．5含油污泥热解过程能量平衡分析80
第3章国内外油田热解技术介绍81
3．1含油污泥热解预处理技术82
3．1．1荷兰G-force CE bv公司的调质-机械脱水技术82
3．1．2加拿大MG公司的APEX技术83
3．1．3西班牙的HSPU+离心技术83
3．2国外含油污泥热解技术84
3．2．1美国84
3．2．2日本91
3．2．3韩国94
3．2．4德国98
3．2．5澳大利亚102
3．2．6西班牙103
3．2．7加拿大105
3．2．8其他欧洲国家106
3．3国内含油污泥热解设备112
3．3．1实验型装置112
3．3．2工程应用设备122
第4章微波热解技术及应用137
4．1污泥微波热解机理及其研究现状137
4．1．1微波技术基础137
4．1．2微波加热原理137
4．1．3物质在微波场中的热效应137
4．1．4微波加热特点138
4．2微波在污泥处理技术方面的研究进展138
4．3实验材料与方法139
4．3．1实验方法139
4．3．2试验用的含油污泥特性139
4．4室内试验139
4．5现场试验工艺条件优化140
4．5．1热解终温对热解处理效果的影响141
4．5．2微波热解残渣的加入对不同产物的影响141
4．5．3含油污泥微波热解的液体产物中油类分析142
4．5．4热解残渣溶出重金属组分分析142
4．5．5微波热解处理过程经济性核算142
4．5．6实验结论143
第5章大庆油田含油固体废物热解工艺144
5．1背景概述144
5．2热解技术介绍145
5．2．1热解反应机理146
5．2．2热解工艺及主要设备147
5．3油田含油废弃物的组分分析149
5．3．1含油污泥及油基钻屑的组分分离149
5．3．2含油污泥及油基钻屑的理化特性分析152
5．3．3不同种类五彩布和蓝旗布的组分分离163
5．3．4五彩布和蓝旗布老化前后成分检测166
5．3．5裹有油泥的五彩布和泥沙蓝旗布成分检测177
5．3．6结论182
5．4室内试验研究183
5．4．1组成成分分析183
5．4．2真空旋转管式热解析试验装置185
5．4．3室内试验结果分析187
5．4．4室内试验结论192
5．5现场试验研究193
5．5．1热解析现场试验及工艺技术194
5．5．2处理标准及分析方法201
5．5．3试验结果分析204
5．5．4热解产物性质及用途216
5．5．5现场试验结论222
5．6应用情况、效益分析与市场前景223
5．6．1应用情况223
5．6．2效益分析223
5．6．3市场前景226
5．7展望和建议226
第6章长庆油田含油污泥热解试验228
6．1含油污泥的特性228
6．2热脱附室内试验229
6．2．1含油污泥室内热脱附装置简介229
6．2．2热脱附室内实验操作过程229
6．2．3热脱附室内试验数据230
6．3高含蜡油污泥热脱附现场试验234
6．3．1热脱附反应设备的工艺流程234
6．3．2现场热脱附工艺的设备功能234
6．3．3现场工艺参数235
6．3．4现场试验数据236
6．3．5存在的问题和改进分析241
6．4靖安热解析含油污泥处理站工程242
6．4．1含油污泥热解析技术242
6．4．2含油污泥热解析工艺流程243
6．4．3现场热解析工艺的设备功能244
6．4．4现场试验数据249
第7章辽河油田含油污泥热解试验252
7．1辽河油田热解法处理工艺研究252
7．1．1室内实验研究252
7．1．2现场实验255
7．2辽河油田落地油泥热解处置工艺266
7．2．1热解工艺介绍266
7．2．2室内实验268
7．2．3现场试验268
7．3辽河油田间接热脱附处置工艺270
7．3．1间接热脱附技术270
7．3．2热脱附处理设备271
7．3．3工程应用272
第8章热解脱附技术在油田中的应用273
8．1含油废弃物热相分离技术与工程应用273
8．1．1热相分离技术273
8．1．2工程应用275
8．2大庆油田油基钻屑及泥浆277
8．2．1处理的目标含油污泥的特性277
8．2．2热解处理实验工艺（室内试验）278
8．2．3现场试验279
8．2．4热解产物的分析281
8．3中石化西北油田分公司落地油泥处理283
8．3．1处理的目标含油污泥的特性283
8．3．2工艺流程284
8．3．3现场试验285
8．3．4热解产物的分析286
8．4大港油田含油污泥热解试验287
8．4．1含油污泥室内热解试验287
8．4．2含油污泥现场小型热解试验295
8．4．3含油污泥现场试验299
8．5新疆油田含油污泥热解试验305
8．5．1基本组成特征305
8．5．2室内热解处理效果305
8．5．3中试热解处理实验306
参考文献309