煉油廠“三泥”增量原因分析及對策實施

馬曉金，曹惠民，王　進(jìn)，孟　偉

(中國石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆　烏魯木齊　830019)

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生產(chǎn)技術(shù)

煉油廠“三泥”增量原因分析及對策實施

馬曉金，曹惠民，王進(jìn)，孟偉

(中國石油烏魯木齊石化公司研究院，新疆烏魯木齊830019)

探討了“三泥”產(chǎn)生量增加的原因和對策實施，對于因原油加工量的增加和原油性質(zhì)的重質(zhì)化以及煉油廠電脫鹽乳化嚴(yán)重引起的“三泥”增量，提出通過優(yōu)化上游生產(chǎn)工藝、“三泥”離心分離技術(shù)、延遲焦化處理技術(shù)及“三泥”三相分離裝置應(yīng)用實施，有效地處置三泥，回收資源，達(dá)到“三泥”減量化，無害化處理目標(biāo)。

三泥；增量；分離；原油

“三泥”是指石油化工污水處理過程中產(chǎn)生的油、水、渣的混合物。烏石化公司“三泥”的主要來源是隔油池沉積的池底泥、浮選池投加絮凝劑后經(jīng)空氣浮選時產(chǎn)生的浮渣、爆氣生化處理后剩余的活性污泥。另外還混有少量污油罐的罐底泥及沉砂池的泥砂。

隨著烏石化公司原油加工量的增加和原油性質(zhì)的重質(zhì)化，使“三泥”產(chǎn)量大幅度增加，含有的石油烴類及其它有害物質(zhì)無法堆放和處置，若不加以處理，不僅占用大量耕地，隨雨水的沖刷污染土壤、地面水和地下水，對周圍土壤、水體、空氣造成污染，而且會造成資源的浪費(fèi)[1]。使用國內(nèi)外成熟技術(shù)與科技創(chuàng)新并舉，充分利用好生產(chǎn)運(yùn)行裝置和閑置裝置?？梢越档徒ㄔO(shè)費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，有效地解決“三泥”的出路。

1　煉油廠“三泥”增量的原因分析

1.1北疆原油的重質(zhì)化

烏石化公司煉油廠加工的北疆混合油主要包括0#原油、鳳城稠油、克淺10#稠油、六東區(qū)稠油、紅淺稠油、紅003稠油以及用于摻稀的哈薩克斯坦原油。由于生產(chǎn)經(jīng)營的需要，烏石化加工的北疆混油性質(zhì)發(fā)生較大的變化，如表1所示，表現(xiàn)在密度上升、酸值上升、金屬含量上升、鹽含量上升。原油變重、變稠和雜質(zhì)含量的增加，導(dǎo)致裝置污水雜質(zhì)含量增加。

表1　北疆混油主要物性分析表Table 1　Mix oil of northern xinjiang main physical property analysis table

1.2電脫鹽乳化加重

高酸重質(zhì)原油含有大量的環(huán)烷酸、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，環(huán)烷酸是天然的表面活性物質(zhì)，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)容易與固體顆粒等雜質(zhì)形成穩(wěn)定的乳化液，產(chǎn)生乳化液隨著電脫鹽污水排出，將導(dǎo)致污水油含量超標(biāo)，“三泥”量增加。從圖1可以看出，進(jìn)入電脫鹽的油水混合物強(qiáng)化分離后，原油中夾帶水層的情況很明顯。

圖1　電脫鹽后油水乳化液Fig.1　After the electric desalting oil-water emulsion

2　“三泥”減量對策

2.1上游生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

原油變重以后，不僅密度、粘度增加，鹽含量增大，加重電脫鹽負(fù)荷。而且原油中輕組分減少，使得脫前原油的熱源減少。脫前原油換熱溫度下降，更進(jìn)一步影響了電脫鹽的效果。

煉油廠在進(jìn)常減壓裝置的原油中回?zé)?%左右的鉑料，原油的密度下降5%～10%，電脫鹽的脫前溫度提高3～5 ℃。原油和脫鹽水的密度差增大、水滴分離沉降速度增大。

針對電脫鹽水中含0.2%左右重質(zhì)油的情況，研究院為變重后的北疆混合原油，篩選出油溶性破乳劑，并配伍篩選出適宜的原油脫鹽劑。

原油的調(diào)和與電脫鹽的優(yōu)化，提高了電脫鹽脫出水的水質(zhì)。調(diào)整前后電脫鹽出水的水質(zhì)對比數(shù)據(jù)如表2所示。

表2　原油調(diào)整前后電脫鹽排水分析數(shù)據(jù)Table 2　Crude oil electric desalting water drainage analysis data before and after the adjustment

2.2“三泥”離心分離

公司凈化水廠先后上了三臺兩相“三泥”離心分離機(jī)。離心分離機(jī)主要由轉(zhuǎn)筒、螺旋輸送器及空心轉(zhuǎn)軸三部分組成。螺旋輸送器與轉(zhuǎn)筒由驅(qū)動裝置傳動，它的轉(zhuǎn)動方向雖一致，但兩者之間有一個小的速度差，依靠這個速差作用，使輸送器能夠緩緩地輸送濃縮的泥渣[2]。污泥由空心轉(zhuǎn)軸送人轉(zhuǎn)筒后，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用下，相對密度較大的污泥顆粒濃集于轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁，相對密度較小的藏體匯集在濃集污泥的表層，形成一個藏相層，進(jìn)行固液分離．液相由筒體末端流出。濃集污泥在螺旋輸送器的緩緩?fù)苿酉?，刮向推體末端排出。井在刮向出口的過程中，繼續(xù)進(jìn)行固-液相分離。

“三泥”離心分離工藝簡單、操作方便，生產(chǎn)成本較低。但是對“三泥”原料有一定的要求。處理活性污泥比較好，處理浮渣能力要下降一半左右。原料含油量越高，處理能力越低，甚至不能實現(xiàn)渣水分離?；钚晕勰嗯c浮渣的分析數(shù)據(jù)如表3所示。

表3　活性污泥與浮渣分析數(shù)據(jù)Table 3　Activated sludge and scum analyze the data

2.3延遲焦化處理“三泥”

延遲焦化處理“三泥”實質(zhì)上是對重質(zhì)油的深度熱處理，其反應(yīng)是一個烴類物質(zhì)的熱轉(zhuǎn)化過程，即重質(zhì)油的高溫?zé)崃呀夂蜔峥s合，最終轉(zhuǎn)化為焦化氣液產(chǎn)物和焦炭[3]。

我廠對焦化裝置進(jìn)行了技術(shù)改造，“三泥”在焦炭塔吹汽結(jié)束后隨小給水進(jìn)入焦炭塔，利用焦化過程的廢棄熱量或過熱余熱，使“三泥”中的油份經(jīng)高溫?zé)崃呀庾兂山够a(chǎn)物，固體物質(zhì)被石油焦捕獲沉積在石油焦上，這樣可從根本上解決煉廠“三泥”處理的難題，每個生焦周期預(yù)計可回?zé)挕叭唷?10 t，每年約有400個生焦周期，預(yù)計每年可處理4000 t “三泥”。4000 t “三泥”中約15%轉(zhuǎn)化為焦炭，每年還可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益80余萬元。

利用延遲焦化裝置處理“三泥”投資較少，還有一定的經(jīng)濟(jì)效益。但是“三泥”中的固體廢渣有事會造成延遲焦化除焦卡鉆。

2.4“三泥”三相分離處理裝置

烏魯木齊石化公司開發(fā)了三泥分離回收專利技術(shù)。3萬噸/年處理能力的“三泥”處理裝置已經(jīng)平穩(wěn)運(yùn)行了15年。首先通過化工助劑，使“三泥”原液絮凝、破乳、分離，進(jìn)行預(yù)脫水。然后進(jìn)行殺菌、脫水反應(yīng)，再經(jīng)聚集、過濾，破壞含油污泥中油、水、泥渣所形成的穩(wěn)定體系，油泥在一定的條件下聚集成固體顆粒，使水、油和固體泥渣實現(xiàn)三相分離。

“三泥”處理裝置分為原料預(yù)處理系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、除渣過濾系統(tǒng)、儲運(yùn)系統(tǒng)四部分?！叭唷蓖ㄟ^在預(yù)處理階段加入專用化工助劑，使得油水初步分離，以減少反應(yīng)階段的能耗。再經(jīng)過殺菌反應(yīng)，破壞吸附大量污油、無機(jī)物、泥土的“三泥”中的微生物細(xì)菌，然后經(jīng)蒸餾與過濾，將“三泥”中的水、油和固體渣分離出來，分離出的水的分析數(shù)據(jù)如表4所示，滿足公司含油污水排放指標(biāo)，送去凈化廠進(jìn)行深度處理。

表4　“三泥”處理裝置處理后水質(zhì)的分析數(shù)據(jù)Table 4　Three kinds of sludge treatment plant after the water quality analysis data

分離出的固體渣的分析數(shù)據(jù)如表5所示。固體渣含水量小于0.5%，燃燒發(fā)熱量較大，可作為固體燃料使用。

表5　“三泥”處理裝置分離出的固體渣的分析數(shù)據(jù)Table 5　Three kinds of sludge treatment device isolated solid residue analysis of the data

分離出的重油數(shù)據(jù)如表6所示，可以送煉油廠回?zé)?，也可以作為原料直接出售?/p>

表6　“三泥”處理裝置分離出的重油分析數(shù)據(jù)Table 6　Three kinds of sludge treatment plant of heavy oil isolated analysis data

續(xù)表6

粘度(r100℃)/(mm2/s)3～5含水量/%<1.5機(jī)雜/%<2.5凝點(diǎn)/℃-10～0餾程HK/℃110～130200℃/mL9～12340℃/mL55～65

3　結(jié)　語

“三泥”的減量首先應(yīng)該從源頭治理，把好原油的質(zhì)量關(guān)。做好原油的分儲分煉，優(yōu)化原油調(diào)和，原油性質(zhì)合理匹配原油預(yù)處理裝置，保證裝置的工藝運(yùn)行參數(shù)符合設(shè)計數(shù)據(jù)。

如果原油變重而裝置改造又受限，可以在原油中摻煉輕質(zhì)餾分油。既可以有效地實現(xiàn)原油輕質(zhì)化，改善原油預(yù)處理裝置工況，減少“三泥”產(chǎn)量，又不會影響到瀝青和焦炭等重質(zhì)餾分產(chǎn)品的質(zhì)量。

依托公司現(xiàn)有的運(yùn)行裝置和閑置裝置處理“三泥”，不僅可以節(jié)省資金投入，縮短建設(shè)周期?！叭唷敝械挠袡C(jī)餾分還可以作為產(chǎn)品利用。“三泥”中的有害物質(zhì)，可以依托現(xiàn)有的環(huán)保設(shè)施進(jìn)行處理。

使用絮凝劑分離“三泥”是廣泛使用的傳統(tǒng)方法，具有工藝條件緩和、次生污染小，投資和運(yùn)行費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。但是由于“三泥”組份變化大、性質(zhì)不穩(wěn)定，應(yīng)該在復(fù)合劑方面多做研究，提高絮凝劑對“三泥”分離的效果，拓寬絮凝劑對“三泥”組份的適應(yīng)范圍，達(dá)到“三泥”減量化，無害化處理目標(biāo)。

[1]于鳳,洪梅,雷艷秋.污水廠“三泥”處理技術(shù)[J].環(huán)境研究與監(jiān)測,2007,20(1):44-49.

[2]胡增生.LWB-400型離心機(jī)在煉油廠“三泥”脫水裝置上的試用[J].河南石油,1994, 8(1):52-57.

[3]劉健,王燮理,侯繼承,等.延遲焦化裝置處理煉廠“三泥”技術(shù)探討[J].河南化工, 2013,30(2):46-48.

Analysis of Three Kinds of Sludge from Refineries Increments and Countermeasures to Implement

MAXiao-jin,CAOHui-min,WANGJin,MENGWei

(Institute for Research of Urumqi Petrochemical Company, Xinjiang Urumqi 830019, China)

Causes of three kinds of sludge increments were explored together with the count ermeasures to implement to prevent the increments caused by the increase of crude oil processing capacity and heavy crude oil properties and refinery electric desalting emulsification. It was put forward that by optimizing the upstream production process, three kinds of sludge centrifugal separation technology, delayed coking process technology and applying the three kinds of sludge solvent regeneration system three-phase separation device, three kinds of sludge were effectively disposed, resources were recycled, to achieve "three mud" reduction, harmless treatment goals.

three kinds of sludge; increments; separation; crude oil

馬曉金(1981-)，女，碩士，主要從事煉油工藝技術(shù)工作。

TE624

B

1001-9677(2016)018-0179-03