《微乳化調質含油污泥定向催化裂解機理研究》是依託浙江大學，由黃群星擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微乳化調質含油污泥定向催化裂解機理研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：黃群星
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
每年500萬噸左右含油污泥的高效清潔資源化處置是目前制約我國原油開採、加工、儲運的重要環境問題。項目結合含油污泥的組分特性及高粘性的特點，創新性的提出微乳化調質含油污泥定向催化裂解研究，通過調配適宜的微乳化體系來降低油泥界面張力和粘性，破壞油泥中水、油、渣乳化膜的穩定性，實現油泥中水和油相的分離以及顆粒表面油剝離後增溶在微乳液中，最終形成新的微乳化體系。並利用微乳化體系中水相作為載體，實現催化劑與油泥在微觀尺度下的均勻混合，通過催化劑種類選擇和濃度調控實現含油污泥定向催化裂解。項目的科學性在於通過含油污泥組分表征和微乳化體系的研究，有助於認識水、油、渣之間的界面互動作用機理，建立高粘性含油污泥資源化利用新方法。同時通過含油污泥催化熱解產物定向調控機制的研究可以為能源領域內常見的生物質焦油，煤焦油、渣油等劣質燃料的高效利用提供一種新的途徑。
結題摘要
含油污泥的高效清潔資源化處置是目前制約我國原油開採、運輸、儲存、精煉的重要能源環境問題。本項目針對含油污泥組分複雜及高黏度的特點，創新性地提出微乳化調質含油污泥定向催化裂解研究，通過調配微乳化體系實現含油污泥的降黏和相分離，並通過催化劑種類選擇和濃度調控實現油泥定向催化裂解，主要研究內容和結果如下：（1）開展了含油污泥中水油渣界面特性研究。發現油渣界面相互作用影響脫渣效率，渣顆粒吸附重質組分充當油水界面活性成分影響水滴聚並。油泥中所含各種雜質對黏度的影響是相互獨立的疊加關係，顆粒沉積時與油相中的天然烷化劑發生的表面烷基化反應會顯著地增加固體顆粒疏水性，並影響油泥黏度的關鍵因素。（2）項目提出了基於蒙特卡洛隨機統計的油泥乳化水分離模型以及油-渣兩相機械離心脫除模型。發現對於油包水型乳液，水滴粒徑越小，越難被脫除；而顆粒較大的渣在沉降過程中脫除效率最高。延長離心時間或為油泥降黏都可以提高乳化水和渣的脫除效率。（3）項目獲得了含油污泥降黏脫水的最佳微乳液體系。在微乳液添加量為25%時，用SDBS作為表面活性劑，微乳液降黏率達95%以上。對於脫水效果，煤油為油相，正丁醇為助表面活性劑時，脫水率可達94.6%。復配的表面活性劑微乳液體系更容易降低油-水界面張力，可以得到更好的破乳脫水效果。（4）在兩段式固定床反應器上研究了含油污泥在分子篩酸性催化劑和白雲石鹼性催化劑上的定向催化裂解。含油污泥在負載3%鋅的分子篩上獲得的熱解油中總芳烴含量達到81.0%，萘類物質產率達到67.5%。而白雲石能夠促進芳烴的裂解，使得熱解油中飽和烴含量達到56.1%，同時，氣體產物中H2的產量也明顯提升。鹼性催化劑還能抑制硫的釋放，將硫以無機硫的形式固定在熱解殘渣中。（5）利用含油污泥中重質組分製備的活性炭具有豐富的微孔，比表面積達到3300m2/g，且重金屬浸出量達到標準。含油污泥複合生物質製備的活性炭具有多級孔結構，比表面積達到2575m2/g，對水中污染物吸附率達到97%。項目執行期間，在Proceeding of Combustion Institute等期刊發表論文24篇（其中SCI論文16篇，EI論文5篇，中文核心論文2篇）；申請發明專利3項，其中已授權2項，全面完成了各項研究內容和考核指標。項目的研究成果為我國高黏性含油污泥資源化處理提供了解決思路和技術路徑。
