油田油泥是在石油工业中产生的一种成分复杂的固体废物,含有高挥发性的石油烃以及水、重金属和固体颗粒。若不妥善处理处置,将会对环境甚至人体健康造成严重的危害。然而,油田油泥中的石油类物质,金属及无机矿物质等组分却具有非常重要的回收和再生利用价值。因此,对油田油泥进行资源回收利用,不仅可以解决油田油泥的处理处置问题,而且能缓解当代社会能源日益短缺的问题。热解法是目前国内外广泛用于油田油泥无害化处理的主要手段,但现有油田油泥热解技术存在的问题是热解挥发物中携带着的固体颗粒物不仅容易堵塞管道,影响设备正常运行,而且严重影响了热解气和热解油的品质。针对这个问题,本研究提出了一种油田油泥清洁热解的方法,在热解反应器中内置陶瓷膜,原位去除热解挥发物中的固体颗粒物,以提高热解气和热解油的品质。本研究的具体工作和主要结论如下:(1)采用自行设计的固定床反应器进行油泥清洁热解实验,主要考察了反应温度对油泥陶瓷膜热解产物分布以及性质的影响。结果表明,反应温度为500℃时,热解油产率最高,在产物分布中占14.30%,此时热解油的回收率是79.94%,热解油为淡棕色、清亮透明的液体。当反应温度为700℃时,热解油变成深棕色的液体,产率和回收率均下降。热解油的GC-MS结果表明,热解油的主要成分是C10～C30;当反应温度为400～700℃时,热解气的产量是5.23～39.24L/(kg·h),随着温度的升高,热解气中H2含量由89.67%下降到28.14%,而C1～C3的含量则逐渐上升。热解气、热解油和热解残渣的热值分别是15.92～45.78 MJ/Nm3、41.69～38.09MJ/kg和1.02～0.73MJ/kg。综上,油泥陶瓷膜清洁热解的最佳反应温度是500℃。(2)采用螺旋式进料清洁催化热解装置研究油泥的热解行为,探究陶瓷膜对热解挥发物中颗粒物的去除效果以及对热解产物的影响。结果表明,在使用陶瓷膜的油泥热解实验中,热解气中固体颗粒物的含量是0.17 mg/L,热解油中固体颗粒物的含量是234.62 mg/L,热解油是清亮透明的棕色液体,其1000倍显微镜图中没有明显的固体小颗粒;而未使用陶瓷膜的空白油泥热解实验中,热解气中固体颗粒物的含量是2.74 mg/L,热解油中固体颗粒物的含量是3708.88 mg/L,热解油是黑色不透明的液体,由1000倍显微镜图可以看到热解油中混杂着许多固体小颗粒。所以,在油泥热解反应中,陶瓷膜对热解油和热解气中颗粒物的去除都具有较好的作用。(3)采用螺旋式进料清洁催化热解装置研究镍基陶瓷膜催化剂对油泥热解产物的影响。结果表明,在陶瓷膜上负载镍催化剂能提高热解气的产量,但会降低热解油的回收率。在使用了镍基陶瓷膜催化剂的油泥热解实验中,热解气的产量是15.74 L/(kg.h),其中氢气产量高达12.20 L/(kg.h),但热解油的回收率只有48.21%;在使用了空白陶瓷膜的油泥热解实验中,热解气的产量是8.96L/(kg.h),其中氢气产量是5.08L/(kg.h),但热解油的回收率可达62.63%。同时通过油泥持久催化热解实验可以得到,在送料速度为4.17 g/min,重时空速比是0.58 h-1,反应温度为500℃的油泥催化热解实验中,镍基陶瓷膜催化剂的有效使用时间是420 min;在实验中,陶瓷膜内外压差随之反应时间逐渐增加,变化率是0.73 Pa/min。