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随着原油劣质化趋势越来越明显,劣质、超劣质原油中重金属含量随之升高,劣质原油加工过程中重金属污染问题越来越受到人们的关注。本文选定某1000万吨/a典型燃料型炼厂,对其原材料、主要产品和“三废”中镍、钒、铜、铁、铅、锌、锰七种重金属进行浓度测定,回答了炼厂“三废”是否对外环境造成重金属污染的问题,研究了石油加工过程中重金属迁移分布规律,并提出了一系列石油加工过程重金属环境污染控制方案。
通过对炼厂外排“三废”中重金属含量测定并计算得出:炼厂外排水中铁离子浓度稍高为1.46μg/g,其余六种金属浓度很低,铜、锌、铅和锰浓度不足0.01μg/g,镍、钒浓度不足0.001μg/g,不会对城市污水处理厂造成冲击,对外环境的影响很小;炼厂所产生的固废污染物重金属质量浓度普遍很高,浓度从几μg/g到几千μg/g,其中废FCC催化剂中金属铁浓度高达7168μg/g,对于高重金属浓度的固废污染物若处理不当,将会造成严重的重金属污染;经计算废气中重金属浓度从几μg/g到100μg/g以上,其中催化裂化再生烟气中铁浓度高达116.77μg/g,CFB锅炉烟气中镍、钒浓度分别为30.19μg/g和66.98μg/g,重金属浓度较高,造成一定程度的大气重金属污染。
通过对炼厂主要物料中七种重金属进行浓度测定,研究重金属在石油加工过程的迁移分布规律,研究结果表明:原油经常减压后其中重金属元素主要迁移至减压渣油中,镍、钒的分布比例在99%以上,铜、锌、铅、锰的分布比例为97%以上,而金属铁的分布比例相对较小仅为79%;减压渣油经延迟焦化过程后,金属主要迁移至焦炭中,其中镍、钒、锌、铅、锰在焦炭中的分布比例在96%以上,铁、铜的分布比例相对较小分别为62%和77%;催化裂化过程中,催化原料中金属大部分沉积在催化剂上,废催化裂化催化剂中金属镍、钒、铁、锌、铅、锰的分布比例在1%左右,金属铜的分布比例在16%;对于焦炭作CFB锅炉燃料燃烧,焦炭中97%以上的金属分布到燃烧后产生的灰渣中;对于炼厂外排废水中金属分布比例很小,镍、钒分布比例不足0.01%,铁、铜、锌、铅、锰的分布比例不足1%。
原油中重金属经石油加工过程最终分布在炼厂“三废”中。通过分析“三废”中重金属主要来源及目前“三废”处理方式,提出了一系列重金属污染控制方案:应用多效蒸发器对电脱盐污水单独处理:将石油焦和炼厂污泥做锅炉燃料燃烧,灰渣作为重金属矿藏进行金属回收利用等。对石油加工过程重金属污染进行有效控制,保护环境。