常減壓裝置含硫污水高效除油技術(shù)及效果分析

潘超

中國石化荊門分公司，中國·湖北 荊門 448002

1 引言

常減壓裝置是煉油加工過程中的龍頭裝置，由于原料油品質(zhì)日趨變差導(dǎo)致加工過程中的含硫污水中硫、酚等化合物的含量較高。這些化合物都具有表面活性，造成油滴間因帶相同電性互相排斥，使油滴難以碰撞增大沉降分離，影響除油效果。

2 基本情況

中國石化荊門分公司2#常減壓裝置設(shè)計處理能力250萬噸/年，加工南陽、江漢等石蠟基原油。裝置內(nèi)的含硫污水主要來自三部分：①原油含少部分水；②汽提蒸汽冷凝水；③減頂蒸汽抽空器冷凝水。

3 含硫污水存在問題

蒸餾裝置常減壓塔頂?shù)暮蛭鬯杏秃枯^高，且存在乳化現(xiàn)象。嚴重影響了后續(xù)汽提處理裝置的正常生產(chǎn)，增加了污水處理廠的負荷和污水處理費用，帶來環(huán)保壓力和成本影響。如果將此部分污油進行回收，不僅可以降低污水處理廠的處理費用，還可以將回收的污油進行回?zé)挳a(chǎn)生經(jīng)濟價值。

4 蒸餾系統(tǒng)含硫污水帶油原因分析

一是原油劣質(zhì)化，硫含量及其他雜質(zhì)含量不斷升高，導(dǎo)致加工過程中油水乳化現(xiàn)象日益嚴重，從而導(dǎo)致污水品質(zhì)不斷惡化。因為含硫污水中硫、酚等化合物的含量較高，而這些化合物都具有表面活性，能使水中油滴表面帶有負電荷，造成油滴間因相同電性產(chǎn)生相互排斥作用力，使油滴難以碰撞增大而與水沉降分離。從而導(dǎo)致水包油型結(jié)構(gòu)的含硫污水難以除油。

二是造成帶油的原因就是普通的沉降分離罐容積小，含硫污水在沉降分離罐內(nèi)的沉降分離時間和空間不夠，造成含硫水中夾帶大量污油到下游裝置。

5 含油污水除油技術(shù)對比

目前，煉油廠各裝置含硫污水的除油技術(shù)主要有三種，即大罐沉降、旋流除油、聚結(jié)除油[1]。

5.1 大罐沉降除油

該技術(shù)主要針對除去游離態(tài)（大于150μm）的油滴，其占地面積大，不能除去懸浮油及乳化油。本裝置之前采用4個12m3的罐串聯(lián)起來沉降除油，但是效果不好。其中，某一年的含硫污水化驗分析次數(shù)為55次，合格（石油類≤400mg/L）30次。石油類的合格率只有55%，且均值達到1499mg/L。

5.2 旋流除油器技術(shù)

該技術(shù)主要針對除去懸浮態(tài)（20～150μm）的油滴，只能分離密度差比較大且乳化不嚴重的油水體系。受離心場的制約其處理量也受限。含油污水以一定的工作壓力，由切向進料口進入水力旋流器內(nèi)部。流體在高速旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生很強的離心力，由于水和油滴的離心力和密度的不同導(dǎo)致水在離心力的作用下，在旋轉(zhuǎn)運動的同時向下和向外運動，最終形成外旋流以底流的形式從底流口排出。而油在旋轉(zhuǎn)運動的同時向內(nèi)和向上運動，最終形成內(nèi)旋流以溢流的形式經(jīng)溢流口排出，從而完成分離任務(wù)[2]。

5.3 模塊化聚結(jié)除油技術(shù)

這也是中石化荊門分公司2#常減壓蒸餾裝置采用的新技術(shù)，操作簡單，占地面積小，能破除乳化油。模塊化聚結(jié)除油技術(shù)工藝流程如圖1所示[3]，含硫污水經(jīng)過兩級除油后去下游污水汽提裝置。脫除的污油滴在深度除油器的油包中逐步聚集變大，污油調(diào)節(jié)閥與油水界位構(gòu)成串級控制回路，當界位達到設(shè)定值后，自動控制將污油排出到污油系統(tǒng)。

圖1 含硫污水除油工藝流程示意圖

深度油水分離一級和二級可以整合在一個容器內(nèi)，在一個壓力容器內(nèi)實現(xiàn)兩級除油，節(jié)省空間。兩級的過程技術(shù)原理完全相同，只需要考慮的是現(xiàn)場空間和占地等情況。

5.3.1 組合纖維聚結(jié)分離模塊

纖維聚結(jié)分離模塊材料主要是玻璃、特氟龍、尼龍和金屬的絲絨，通過W形式將親水與親油纖維組合編織一起。利用水包油的乳化液滴在纖維節(jié)點處收到不同拉力（表面張力），實現(xiàn)破乳和油水分離。該模塊可以提供很大的比表面積，從而提高液相分離的效率和純凈度。此模塊設(shè)備適用于微小液滴（0.1～20μm）的分離過程。經(jīng)此過程分離后，油含量可大幅降低，在設(shè)計含油量≤10000ppm的情況下脫油率能達到98%或出口含油量不大于400mg/L。

5.3.2 油滴粗?；劢Y(jié)模塊

含油污水進入由表面親油的固體物質(zhì)組成的填充床層，水中細小油滴就會吸附在填充床層表面上，并逐步碰撞積累變成大油滴而得以加速分離。聚結(jié)床層所用材料是表面親油疏水的物質(zhì)。同時，進入角度也影響分離效果，油、固表面接觸角越小，親油潤濕性能越好，分離效果越佳。

5.4 使用效果

該技術(shù)設(shè)計污水流量10t/h，在入口含油量≤10000ppm的情況下，脫油率能達到98%或出口含油量不大于400mg/L。投用該模塊化聚結(jié)除油設(shè)備后，經(jīng)過半年的運行，出口含油量能穩(wěn)定達標。這期間含硫污水化驗分析次數(shù)27次，合格27次。出口污水含油量均值只有183.5mg/L，遠低于投用前的1499mg/L。除油合格率100%，完全達到了設(shè)計效果。

6 結(jié)語

投用后每周采樣分析一次，結(jié)果如表1所示。三次結(jié)果均能滿足脫油率達到98%或出口含油量不大于400mg/L的要求，改造獲得了圓滿成功。

表1 除油效果

針對不同大小、不同形態(tài)的油滴，采用最合適的技術(shù)是至關(guān)重要的。中國石化荊門分公司2#常減壓裝置根據(jù)自身原料特點，采用模塊化聚結(jié)除油方法，總投資282萬元，占地面積小?？梢允钩p壓裝置的含硫污水中的油的含量濃度下降到400mg/L以下，效果穩(wěn)定、明顯，投資合理，性價比高。對原料變化的適應(yīng)性較強，操作控制方便，適合工業(yè)廣泛應(yīng)用。