清罐油泥SOTU处理技术及应用

徐士立，，郭辉，张金河，赵永涛

（1.山东恒源石油化工股份有限公司，山东德州 251500；2.中国石化塔河炼化有限责任公司，新疆库车 842000）

1 清罐油泥产生及处理现状分析

炼油企业在清理油品储罐、污水处理厂的隔油罐（池）、污水井等设备过程中，产生大量清罐油泥。清罐油泥中含有机械杂质、砂砾、泥土、重金属盐类，其主要组成为石蜡、胶质、沥青质等重油组分。这些组分由于与正常油品密度差较大，随着储罐投用时间的加长会沉积在储罐底部，形成深黑色粘稠的焦状物质。在清罐作业时，经过水、清罐剂混合搅动后会形成黑色粘稠乳化物——油泥。这种清罐油泥用常规方法很难分离，炼厂常见的处理方法是委托具有处理资质的危险废弃物处理单位进行处理。近年，随着国家环保标准的日益提升，外委危险废弃物处理技术难度不断加大、处理费用不断提高，促使炼化企业不断地加快污油、油泥回收处理技术的开发。山东某公司清罐油泥的分析数据见表1。

表1 清罐油泥分析数据

2 SOTU油泥处理技术

2.1 SOTU技术原理

SOTU技术是一种新型油泥、污油处理成套技术，主要由核心处理单元和分离装置两部分组成[1]。

核心处理单元采用了高能物理技术，由超声波破乳组件、次高频振动组件和高能电子束组件组成。油泥进入核心处理单元后，三个组件能够依据油品性质、含水率、含机械杂质情况，智能协同发挥作用。经实验室小试、中试和油田、炼化企业现场应用，高能物理增核破乳技术在油泥（污油）三相分离处理过程中起到了重要的作用。超声波在油泥中传播时，机械作用使液体中微小颗粒振动，彼此发生碰撞聚集形成较大的颗粒[2-3]，超声波作用下粒子的“位移效应”见图1。次高频振动基于油泥特性，选用多自由度系统振动组件。由于多自由度系统振动使乳化液在空间维度上运动、碰撞，多自由度系统振动示意见图2。在高频振动下，纯液体流速不同程度增大，加快了油水界面膜的破裂，乳化状态被打破。微型高能加速器将一些电子束加速获得高能量，高能电子束主要用于轰击油泥，使含泥污油发生常规方法难以发生的物理化学反应，达到增核破乳的目的[4]，高速电子束轰击油泥前后变化见图3。

图1 超声波作用下粒子的“位移效应”

图2 多自由度系统振动

图3 电子束轰击油泥前后变化

分离装置包含一级分离和二级分离两部分。两级分离装置采用的是超高机械强度、超高旋转速度的分离机，来实现油、水、固三相分离[5-6]。一级分离是利用高速旋转的转鼓产生的离心力，将油泥中的固体颗粒包留在转鼓内，在离心力的作用下将固体颗粒向装置外自动卸出；同时在离心力的作用下，污油中的液体通过过滤介质、转鼓小孔被甩出，从而达到液固分离过滤的目的。二级分离装置采用特殊的旋风分离曲线，合理地解决油水分离的技术难题，使密度大的水沿环状路径流向外侧，密度小的油在内圈，并聚结成大的油珠而上浮分离。

2.2 SOTU技术处理工艺

污油池中的油泥经油泥进料泵进入预处理装置，在预处理装置中与蒸汽充分混合升温至100℃左右，进入SOTU核心处理单元增核破乳。破乳后的油泥在一级分离装置进行液固分离，去除油泥中的固体杂质。处理后的污油（油水混合物）进入二级分离装置，在二级油水高速离心分离器的作用下，将油和水进行分离，处理后的污油掺入原油、进入常压蒸馏或延迟焦化装置进行回炼，污水进厂区污水场回收处理，分离出的固体杂质（固渣）外委处理。山东某公司处理清罐油泥的指标要求见表2。SOTU技术工艺流程见图4。

表2 清罐油泥处理后的指标要求

图4 SOTU技术工艺流程

2.3 SOTU技术油泥处理效果

SOTU技术处理后的清罐油泥由三部分组成，分别是污油、污水和固渣。2019年山东某石化公司经SOTU技术处理清罐油泥后得到的污油含水、污水含油、固渣含水分析见表3。由表3和表2的对比可以看出，经SOTU技术处理后的污油含水、污水含油、固渣含水指标均合格，11个运行日的分析结果均优于指标要求。三项样品分析结果平均值远远高于指标要求。SOTU技术处理前后的物料平衡见表4。从表4可以看出，固渣外委量减到了15.02%。充分说明SOTU技术在处理清罐油泥方面是非常成功的，不仅回收了合格的污油，固渣、污水含油指标都达到了指标要求，也使得油泥脱水减量率达到了84.92%。

表3 清罐油泥处理后的分析数据

表4 SOTU技术处理清罐油泥物料平衡

3 处理成本及效益分析

SOTU技术在山东某公司运行11个工作日，累计处理清罐油泥1 487 t，处理清罐油泥过程中物料单耗价格为22.10元/t。处理油泥物耗费用共计32 862.70元；SOTU技术服务费用合计1 784 400元；处理后剩余固渣外委处理费用合计757 486元（固渣外委费用按3 400元/t计算）；SOTU技术处理成本合计2 574 748.70元。另外，SOTU技术处理油泥后分离出的污油具有回炼价值，按1 500 元/t计算，分离的污水必须进行处理，处理费用为按20元/t计算，回收的净化水按市场价格3元/t计算。处理成本和效益见表5。

从表5可以看出，与清罐油泥直接外委处理相比，在处理清罐油泥1 487 t的情况下，可以为企业减少清罐油泥处理费用331万元。

表5 处理成本和效益 元

4 结论

SOTU技术基于超声波破乳、次高频振动增核、高能电子束轰击油泥以及两级分离技术，在处理山东某石化公司清罐油泥过程中得到成功应用，处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%，均优于预期目标。

经SOTU技术处理1 487 t清罐油泥，分离出固渣223.29 t，减少外委固渣废弃物处理1 263.71 t，减少油泥外排率84.98%，为企业节约经济效益约331万元，为企业降本增效作出了突出贡献。

SOTU技术处理清罐油泥的过程中，没有添加任何药剂，对炼厂后续的污水处理工艺无任何影响，避免了二次污染。随着成品油质量的不断升级，炼油企业需要不断加强罐区管理，油品储罐的清理频次也会增加，清罐、清池油泥的科学、环保处理必将提上新的日程。环境友好型处理清罐油泥和污油的SOTU技术应用前景广阔。