Document
Management of Petroleum Development Oman's tank bottom sludge
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2006
Language
English
English abstract
Sludge is collected from tank bottoms during cleaning operations and contaminated soil is collected after spills and leakages. Each year Petroleum Development Oman (PDO) generates approximately 18,000 tons of sludge, 53,000 tons of petroleum-contaminated soil, and 1,000 tons of mud cuttings. In addition, there are more than 20,000 tons of sludge accumulated at Mina Al-Fahl Terminal alone. Disposal of tank sludge is a significant item of tank maintenance for producers, refiners and transporters of petroleum materials.
Environmental testing included determination of: heavy metals concentrations in raw sludge samples; rheological properties; flash and fire points; and radiological properties. Tank bottom sludge was characterized as having higher concentrations of lead and zinc but lower concentrations of nickel, copper and chromium in comparison with values reported in the literature. Also, mercury concentration appears to be high. Apparent viscosities of sludge samples were extremely high and would probably cause"handling and pumping problems.
To assess the use of tank bottom sludge as a fuel supplement, various properties such as proximate analysis, ultimate analysis and energy content were determined. The results indicate that the heating values, the carbon content and the ash content of the sludge samples are comparable with bituminous coal, sewage sludge, meat and bone meal and petroleum coke/coal mixture, but lower than those in car tyres and petroleum coke. The nitrogen content is lower than those fuels mentioned above, while the sulfur content seems comparable with bituminous coal, petroleum coke and a petroleum coke/coal mixture. Based on the chemical analysis and rheological properties of the sludge samples investigated, it is feasible to use the sludge as an alternative fuel in the cement industry given that the sludge is diluted to a level where it is easily pumped and the emissions of sulfur, heavy metals and particulate matter are monitored to ensure compliance with regulatory standards.
Tank bottom sludge mixtures were solidified using various combinations of selected additives such ordinary Portland cement (OPC), cement by-pass dust (CBPD) and quarry fines (QF).Mixtures were subjected to unconfined compressive strength and leachability-based tests. The use of ordinary Portland cement as a solidifying agent yielded the best unconfined compressive strength and unit weight results. This was followed by such blends as S:OPC:QF of 1:0.5:1.5 and S:CBPD of 1:2. Econoinically, the latter two mixtures would be considered more cost-effective in solidifying tank bottom sludge. The results of the TCLP analyses reveal that no extracts exceeded the established TCLP maximum limits set by U.S. EPA.
To assess the potential of tank bottom sludge as a road material, three various mixtures were prepared: hot sludge and hot aggregate mix; hot sludge and cold aggregate mix; and cold sludge and cold aggregate mix. Results were compared with Oman's specifications for roads and the Asphalt Institute criteria.
In summary, the sludge acts as a binder to the aggregate and provides a significant strength. The effect of heating both sludge and aggregate resulted in a significantly higher strength. An optimum sludge content of 6.5%, by total weight of the mixture satisfies the requirements for low traffic surfaces or base layers according to the Asphalt Institute criteria. The results of the laboratory assessment indicate a potential use of the sludge in such application.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
يمكن تعريف المخلفات الخبثية بأنها البقايا المتجمعة في قيعان خزانات النفط والتي يتم تجميعها أثناء عمليات التنظيف بينما التربة الملوثة بالبترول تجمع بعد الدلق والتسرب. تقدر شركة تنمية نفط عمان (بي دي أو) الكمية الناتجة من المخلفات الخبثية ب 18, 000 طن ،و 53,000 طن من التربة الملوثة بالنفط، و 000 ,1 طن من قطوع الطين. بالإضافة إلى ذلك هناك أكثر من 20 , 000 طن من المخلفات الخبثية تم تجميعها في ميناء الفحل. لذلك فإن التخلص من هذه المخلفات الخبثية من قيعان الخزانات النفطية أمر يهم المنتجين والمصفيين ومتعهدي نقل مواد النفط يتضمن الإختبار البيئي فحص تجمعات المعادن الثقيلة في عينات المخلفات الخبثية الخام؛ نقاط النار والوميض؛ والخصائص الإشعاعية. أوحال الخزانات النفطية تميزت بتراكيز عالية من الرصاص والخارصين مقارنة بنتائج الأدبيات السابقة (الأبحاث السابقة)، وبتراكيز أقل من النيكل والنحاس. أيضا فإن تركيز الزئبق يبدو عاليا. اللزوجة الظاهرة لعينات المخلفات الخبثية كانت عالية جدا مما يؤدي إلى صعوبة ضخها. ا لتقييم إستعمال أوحال خزانات النفط كوقود، تم تحديد عدة خصائص مثل التحليل المباشر، التحليل النهائي ومحتوى الطاقة. تشير النتائج بأن قيم التدفئة، محتوى الكاربون والمحتوى الرمادي العينات المخلفات الخبثية يمكن أن تقارن بالفحم الجيري، و أوحال مياه مجاري، ووجبة طعام العظم وكوكا النفط واللحم / خليط الفحم، لكنها أوطأ من تلك التي في إطارات السيارة وكوكا النفط إن محتوى النتروجين أوطأ من مصادر الوقود سالفة الذكر، بينما محتوى الكبريت يمكن مقارنته بالفحم الجيري، كوكا نفط و كوكا النفط / خليط الفحم. بناءا على التحاليل المخبرية تشير النتائج الى أن محتوى الماء عالي مما يتطلب معالجة أولية لهذه المخلفات الخبثية و استنادا إلى التحليل الكيميائي لخصائص الموائع لعينات المخلفات الخبثية فإنه بالإمكان استخدامها كوقود في صناعة الأسمنت بعد تخفيفها إلى مستوى يجعل من عملية ضخها عملية سهلة، بعد مراقبة إشعاعات الكبريت، والمعادن الثقيلة و الإلتزام بالمعايير التنظيمية التقوية خلطات أوحال خزانات النفط السفلية تم إستعمال مجموعات مختلفة من الإضافات المختارة مثل الإسمنت البورتلندي عادي ،و غبار الإسمنت و مقلع الحجارة تم إخضاع هذه الخلطات إلى قوة ضغط غير محصورة وإلى إختبار العناصر السامة واستنادا إلى النتائج فإن استعمال الإسمنت البورتلند العادي كمادة مقوية أنتج أفضل قوة ضغط. كذلك كشفت نتائج تحليلات الكشف عن العناصر السامة أنه لا تراكيز تجاوزت حدود تي سي إل بي الموضوعة من قبل منظمة إي بي أي الأمريكية.
كذلك لتقييم إمكانية أوحال الخزانات النفطية كأحد المواد المكونة للطرق، تم تهيأت ثلاثة خلطات مختلفة كالآتي: المخلفات الخبثية الحارة والمزيج الكلي الحارة المخلفات الخبثية الحارة والمزيج الكلي البارد؛ وأوحال باردة ومزيج كلي بارد. النتائج تمت مقارنتها بمواصفات ومعايير الطرق في سلطنة عمان.
في الخلاصة، يمكن القول بأن المخلفات الخبثية تعمل كقوة ربط للحصى وتضيف قوة تماسك للمزيج. و كان محتوى المخلفات الخبثية القصوى والذي يرضي متطلبات سطوح المرور المنخفضة أو الطبقات الأساسية طبقا المعايير هو 5. 6 % من الوزن الكلي للخليط.
كذلك لتقييم إمكانية أوحال الخزانات النفطية كأحد المواد المكونة للطرق، تم تهيأت ثلاثة خلطات مختلفة كالآتي: المخلفات الخبثية الحارة والمزيج الكلي الحارة المخلفات الخبثية الحارة والمزيج الكلي البارد؛ وأوحال باردة ومزيج كلي بارد. النتائج تمت مقارنتها بمواصفات ومعايير الطرق في سلطنة عمان.
في الخلاصة، يمكن القول بأن المخلفات الخبثية تعمل كقوة ربط للحصى وتضيف قوة تماسك للمزيج. و كان محتوى المخلفات الخبثية القصوى والذي يرضي متطلبات سطوح المرور المنخفضة أو الطبقات الأساسية طبقا المعايير هو 5. 6 % من الوزن الكلي للخليط.
Category
Theses and Dissertations