含油污泥是在石油钻采、加工、储运等过程中产生的具有易挥发、毒性的有机危险废物,严重影响环境安全和人体健康,如何深度处理含油污泥已成为制约油田绿色发展的瓶颈问题。本论文提出了通过热解实现含油污泥深度处理的无害化、资源化利用方法,进行了含油污泥理化性质分析、自主设计了多级可控+冷凝的含油污泥热解大型模拟实验装置、建立了热解模型并进行了数值模型计算,探索了含油污泥热解动力学关键影响因素,并以此为依据形成了承载量更大、效果更好的含油污泥处理工艺与装置。通过对含油污泥进行热重分析与热解动力学模型求解,明确了热解反应产物主要影响因素。其热解过程大致可分为三个明显失重阶段:第一阶段是140℃以下的水分蒸发阶段,失重率为17.1%;第二阶段是140-410℃的轻质油挥发阶段,失重率为16%;第三阶段是410-575℃重质油裂解阶段,失重率为4.78%。其中水分蒸发阶段反应热值为-1762.3 J/g,重质油热解段反应热值为205.8 J/g。热解不凝气主要在重质油裂解段产生,不凝气体主要成分为低分子烃。通过建立含油污泥颗粒传质传热模型并求解,明确了其微观热解机理。由于内部温度分布不均匀导致传热过程中表面和中心的温度差距最大达450℃。水分蒸发吸热的现象对于内部热平衡、温度分布及热解反应速度等主要参数的影响形成连锁反应,应尽可能将含油污泥在预处理阶段含水率控制在30%以下,污泥颗粒粒径在3 mm以下,热解过程中炉内温度在550℃以上。通过构建热解炉热解空间流场模型和数值仿真,确定了污泥热解的最优参数。加热温度800℃、炉体转速为3 r/min、污泥入口速度为0.002 m/s、燃料入口速度达到1.2 m/s时炉内温度分布状况为最优,热解反应进行彻底。通过对含油污泥进行了连续炉和微波热解中试研究,验证了处理工艺参数与装置的可靠性和优越性。对热解污油进行净化回收研究,配合破乳剂SO-1010,可使污油含水率降低到0.3%,含固率降低到0.5%。拟合出污油、污水掺混计算式,可根据悬浮固体含量计算出最佳掺混比例。回收的污油中汽油含量15.06%、柴油含量31.69%、重油含量53.25%,具有较高的回收价值。含油污泥热解产生的不凝气可作为燃料再利用,热解残渣含油率在0.3%以下,符合国标GB4284-2018中A类农用污泥标准,达到了含油污泥无害化、资源化处理的目的,对含油污泥的深度处理和环境保护具有重要意义。