旋流萃取分離技術(shù)處理石化電脫鹽廢水

陳永強(qiáng)，龔小芝，陳 發(fā)

（1. 中國(guó)石化 西安石化分公司，陜西 西安 710086；2. 中國(guó)石化 北京化工研究院環(huán)保所，北京 100013）

旋流萃取分離技術(shù)處理石化電脫鹽廢水

陳永強(qiáng)1，龔小芝2，陳 發(fā)1

（1. 中國(guó)石化 西安石化分公司，陜西 西安 710086；2. 中國(guó)石化 北京化工研究院環(huán)保所，北京 100013）

采用旋流萃取分離技術(shù)處理某煉油廠常減壓裝置電脫鹽廢水（初始廢水含油量約為5000 mg/L），優(yōu)化了廢水除油的工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水除油的最佳工藝條件為：旋流萃取分離機(jī)中心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速960 r/ min、廢水流量2000 L/h、廢水溫度80 ℃。廢水經(jīng)旋流萃取分離后，廢水的含油量小于200 mg/L，廢水除油效果較好；分離后油相的含水量約為0.1%（w），鹽質(zhì)量濃度小于20 mg/L，可回注到常減壓裝置原料罐循環(huán)利用。對(duì)于2 Mt/a的常減壓裝置，采用旋流萃取分離技術(shù)后，每年可減少支出100.4萬元。

旋流萃?。怀p壓裝置；電脫鹽廢水；除油

原油劣質(zhì)化造成國(guó)內(nèi)多數(shù)煉油企業(yè)的常減壓裝置電脫鹽廢水中含油量超標(biāo)［1］，顯著增加了煉油廠廢水的處理難度。中國(guó)石化西安石化分公司煉油廠所煉原油品質(zhì)較差，常減壓裝置電脫鹽廢水的含油量長(zhǎng)期超標(biāo)，形成大量難以處理的重質(zhì)污油。經(jīng)調(diào)研，旋流萃取分離技術(shù)在廢水除油方面具有良好的效果［2-6］。

本工作采用旋流萃取分離技術(shù)處理西安石化分公司煉油廠常減壓裝置電脫鹽廢水，優(yōu)化了廢水除油的工藝條件，以期解決常減壓裝置電脫鹽廢水含油量超標(biāo)的問題。

1 試驗(yàn)部分

1.1 廢水水質(zhì)

試驗(yàn)廢水為常減壓裝置電脫鹽廢水，廢水的含油量波動(dòng)很大，從幾十mg/L至幾萬mg/L。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備及試驗(yàn)方法

HL/E-350型旋流萃取機(jī)：華東理工大學(xué)化工機(jī)械研究所。

電脫鹽廢水經(jīng)換熱器降溫至50～90 ℃。將一定流量的電脫鹽廢水與少量輕油分別從重相進(jìn)口和輕相進(jìn)口引入旋流萃取機(jī)后混合。旋流萃取機(jī)中心轉(zhuǎn)子在一定轉(zhuǎn)速下高速旋轉(zhuǎn)，兩相液體受到強(qiáng)大的離心作用被分成兩層：重相脫鹽水被甩向轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁，輕相油被迫擠向轉(zhuǎn)子中間部分。電脫鹽廢水被分離為油相和含鹽廢水，油相從旋流萃取機(jī)的輕相出口排出，含鹽廢水從重相出口排出。

1.3 分析方法

采用GB/T260—1977方法測(cè)定油相中的含水量［7］；采用GB/T16488—1996方法測(cè)定廢水中的含油量［8］。

2 結(jié)果與討論

2.1 轉(zhuǎn)速對(duì)處理后廢水含油量的影響

在初始廢水含油量約為5000 mg/L、廢水流量為2000 L/h、廢水溫度為80 ℃的條件下，轉(zhuǎn)速對(duì)處理后廢水含油量的影響見圖1。由圖1可見：隨轉(zhuǎn)速的提高，處理后廢水含油量逐漸降低；當(dāng)轉(zhuǎn)速提高到一定程度后，廢水含油量下降趨勢(shì)減緩。因此，選擇轉(zhuǎn)速為900 r/min較適宜。

2.2 廢水流量對(duì)處理后廢水含油量的影響

圖1 轉(zhuǎn)速對(duì)處理后廢水含油量的影響

在初始廢水含油量約為5000 mg/L、轉(zhuǎn)速為900 r/min、廢水溫度為80 ℃的條件下，廢水流量對(duì)處理后廢水含油量的影響見圖2。由圖2可見：隨廢水流量的增大，處理后廢水含油量逐漸增加；當(dāng)廢水流量為2000 L/h時(shí)，處理后廢水含油量為68 mg/ L，油水分離效果仍然較好。為保證旋流萃取機(jī)較高的工作效率，選擇廢水流量為2000 L/h較適宜。

2.3 廢水溫度對(duì)處理后廢水含油量的影響

圖2 廢水流量對(duì)處理后廢水含油量的影響

在初始廢水含油量約為5000 mg/L、廢水流量為2000 L/h、轉(zhuǎn)速為900 r/min的條件下，廢水溫度對(duì)處理后廢水含油量的影響見圖3。由圖3可見，隨廢水溫度的升高，處理后廢水含油量逐漸下降。因?yàn)閺U水溫度的升高會(huì)改變油水兩相的密度差，使油和水的黏度均 降低，油黏度的降低使分離效果增強(qiáng)，但廢水溫度過高對(duì)設(shè)備的損耗較大。綜合考慮，選擇廢水溫度為80 ℃較適宜。

2.4 分離效果

圖3 廢水溫度對(duì)處理后廢水含油量的影響

旋流萃取分離前后廢水的含油量見表1。由表1可見，經(jīng)過旋流萃取分離后，廢水的含油量均小于200 mg/L，廢水除油效果較好。

表1 旋流萃取分離前后廢水的含油量 mg/L

旋流萃取分離后的油相含水量約為0.1%（w），鹽質(zhì)量濃度小于20 mg/L，可回注到常減壓裝置原料罐循環(huán)利用。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

以2 Mt/a常減壓裝置為例，電脫鹽廢水水量為12 t/h，需要1臺(tái)25 t/h的旋流萃取分離機(jī)。旋流萃取分離機(jī)每小時(shí)耗電20 kW，每度電按0.6元計(jì)，每年開工8000 h，則每年用電費(fèi)9.6萬元。旋流萃取分離機(jī)投資約200萬元，按照20年折舊，則每年折舊費(fèi)為10萬元。

原常減壓裝置電脫鹽廢水儲(chǔ)存、輸送及處理需要支出125 萬元/a。采用旋流萃取分離機(jī)后，每年可減少?gòu)U水處理費(fèi)用支出100.4萬元。

4 結(jié)論

a）采用旋流萃取分離機(jī)處理某煉油廠常減壓裝置電脫鹽廢水的最佳工藝條件為：旋流萃取分離機(jī)中心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速900 r/min，廢水流量2000 L/h，廢水溫度80 ℃。

b）經(jīng)旋流萃取分離后，廢水的含油量小于200 mg/L，廢水除油效果較好；分離后的油相含水量約為0.1%（w），鹽質(zhì)量濃度小于20 mg/L，可回注到常減壓裝置原料罐循環(huán)利用。

c）對(duì)于2 Mt/a的常減壓裝置，采用旋流萃取分離機(jī)后，每年可減少?gòu)U水處理費(fèi)用支出100.4萬元。

［1］ 劉藝. 原油劣質(zhì)化對(duì)高速電脫鹽的影響與對(duì)策［J］. 石油石化節(jié)能與減排，2013，3（1）：15 - 21.

［2］ 韓莉. 應(yīng)用旋流萃取技術(shù)處理電脫鹽污水中試研究［J］. 齊魯石油化工，2013，41（4）：265 - 268.

［3］ 劉麗軍，趙興龍，王丹. 旋流分離技術(shù)在煉油污水處理中的應(yīng)用分析［J］. 石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2010，26（2）：55 - 59.

［4］ 樊玉新，魏新春，胡新玉，等. 風(fēng)城油田超稠油污水旋流分離技術(shù)［J］. 新疆石油地質(zhì)，2014，35（6） ：713 - 717.

［5］ 袁惠新，劉婧，李中. 旋流式離心萃取器分析［J］. 有色金屬，2008，36（3）： 8 - 10.

［6］ 張頔，袁惠新，李中，等. 一種新型旋流萃取器的研究［J］. 流體機(jī)械，2008，36（11）：8 - 10.

［7］ 石油化工科學(xué)研究院綜合研究所. GB/T 260—1977 石油產(chǎn)品水分測(cè)定法［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1988.

［8］ 中國(guó)石油化工總公司環(huán)境監(jiān)測(cè)總站. GB/T 16488—1996 水質(zhì) 石油類和動(dòng)植物油的測(cè)定 紅外光譜法［S］. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

（編輯 祖國(guó)紅）

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Treatment of Petrochemical Electro-Desalination Wastewater by Swirl Extraction

Chen Yongqiang1，Gong Xiaozhi2，Chen Fa1
（1. SINOPEC Xi’an Petrochemical Company，Xi’an Shannxi 710086，China；2. Enviromental Protection Research Institute，SINOPEC Beijing Research Institute of Chemical Industry，Beijing 100013，China）

The electro-desalination wastewater （with 5000 mg/L of initial oil content） from the crude oil unit of a ref i nery was treated by swirl extraction technology. The optimum process conditions for oil removal are as follows：rotating speed 960 r/min，wastewater fl ow 2000 L/h，wastewater temperature 80 ℃. After swirl extraction，the oil content of the wastewater is less than 200 mg/L. The separated oil with 0.1% （w） of water content and below 20 mg/L of salt mass concentration can be recycled to the head tank. The cost for wastewater treatment will be reduced by 1.004×106yuan per year for a 2 Mt/a crude oil unit.

swirl extraction；crude oil unit；electro-desalination；oil removal

X703

A

1006 - 1878（2015）03 - 0297 - 03

2015 - 01 - 22；

2015 - 03 - 05。

陳永強(qiáng)（1965—），男，陜西省西安市人，大學(xué)，工程師，電話 029 - 84320258，電郵 chenyq.xash@sinopec.com。