石油行业产生大量的含油污泥,其成分复杂,其中有毒有害的物质能够对环境造成严重的破坏和对人体健康造成危害,因此世界各国将其列为危险废弃物。含油污泥中含有石油类污染物,尤其石油烃组分较高,可作为一种能源资源回收利用。国内外学者大都研究其传统的处理方法,如减量化、资源化和无害化处理,而对超临界处理含油污泥鲜有研究,目前超临界流体萃取技术的研究与应用也仅限于萃取植物精华。因此本文提出一种新的方法处理石油类固体废弃物,即用超临界流体萃取技术实现含油污泥的无害化和资源化。超临界流体由于其粘度和扩散系数接近于气体,密度和溶解能力接近于液体,因此具有良好的应用和发展前景。超临界二氧化碳更是一种清洁环保高效的萃取剂,因此本文采用超临界二氧化碳作为萃取剂,结合中心复合实验设计,对含油污泥进行萃取实验研究,以萃取温度、压力、二氧化碳流率和萃取时间为操作变量,以污泥中残油率为响应值,拟合并讨论了三种统计模型,分别为线性模型、两因素相互作用模型和二次多项式模型,其中二次多项式模型与实验数据拟合较好,并对二次多项式模型进行优化,提高了相关系数,更好地预测泥样中的残油率。文中用单因素法分析各独立变量对含油污泥中残油率变化的影响,并用响应曲面法分析各独立变量间相互作用对残油率的影响,优化了萃取工艺的操作参数,得出最低残油率为0.398%。本文还对含油污泥的成分行进了热重分析,对萃取前后泥样的微观结构用扫面电子显微镜进行了观察,同时对超临界萃取油和正己烷萃取油用气相色谱-质谱联用进行了组分分析,不仅对这两种萃取方法的产物进行比较,而且还定性和定量分析了含油污泥中石油烃类的污染成分。本文通过建立萃取动力学模型模拟石油类在超临界二氧化碳中的传质行为。首先比较三种经典的超临界萃取动力学模型,选择适合本文研究的萃取模型,根据研究条件,对模型提出一系列假设,改进了模型方程,借助数学计算平台对方程进行求解,并对模型中所需的物性参数进行实验测定和关联计算。用非线性最小二乘法拟合模型其余参数,求得超临界二氧化碳萃取石油类的总体积外传质系数和总体积内扩散系数。最后对数学模型和拟合曲线进行了统计学检验,其相关系数较高,F值大于临界值,计算结果和实验结果相符合,具有良好的可靠性。