陕西东鑫垣化工有限责任公司
1前言
某公司1.4Mt/a延迟焦化装置于2008年6月建成投产，采用"一炉两塔"工艺流程，设计生焦周期20h，焦炭塔直径9m，由反应分馏、吸收稳定、干气脱硫、吹汽放空、冷焦水密闭处理、水力除焦及石油焦输送单元组成。原料以减压渣油为主，掺炼催化裂化油浆和脱油沥青，同时回炼全厂产生的重污油、轻污油、轻烃及其它化工废剂。在焦炭塔冷焦过程中，放空塔顶沉降分离罐中产生的含硫污水中的污油和焦粉难以分离，含硫污水夹带污油和焦粉输送到下游，严重影响到污水处理装置的正常生产，而且对焦化装置的效益和环保带来负面影响。因此，该公司对焦化装置进行技术改造，增加含硫污水缓冲罐，应用含硫污水除油新技术，期望有效降低含硫污水中的焦粉和油含量，解决生产难题。
2放空系统含硫污水带油原因分析
2.1原料劣质化
延迟焦化装置由于原料油性质变差，硫含量及其它杂质含量不断升高，以致加工过程中油水乳化现象日益严重，污水品质不断恶化。含硫污水中硫、酚等化合物的含量较高，这些化合物都具有表面活性，能使水中油滴表面带有负电荷，造成油滴间因相同电性产生相互排斥作用力，使油滴难以碰撞增大而达到与水沉降分离的目的。装置进料中掺炼催化裂化油浆和脱油沥青比例达36%，大吹汽结束后回炼三泥（即隔油池底泥、排水浮渣、活性污泥），加重了含硫污水中硫、氮、酚和其它杂质的含量，水和油的乳化液十分稳定，能长时间保存而不分层，导致污水含油量较高。
2.2放空塔结构简单
放空塔设计规格为Φ4000mm×20255mm、8层挡板塔盘。塔底污油经冷却后作为塔顶冷回流，与高温气体逆向接触。塔板形式简单、层数少，气液两相传质传热时间和空间不够；塔底污油是从高温油气中洗涤下来的重油组分，馏程宽，杂质含量高。放空塔对焦炭塔来的高温气体主要起冷凝冷却作用，基本没有精馏作用，造成塔顶蒸汽夹带大量重油组分，经过空气冷却器和水冷却器进入沉降分离罐中。
2.3沉降分离罐容积小
沉降分离罐容积93m3，液相存储容积45m3。在冷焦约10h内产生200t污水，含硫污水最大流量为48t/h。含硫污水在沉降分离罐内的沉降分离时间和空间不够，造成含硫污水中夹带大量污油到下游装置。
2.4含硫污水量波动大
含硫污水量是大吹汽蒸汽冷凝产生的。三泥回炼时，含硫污水量是三泥中水分和"以水代汽"的凝结水汽化量，开始给水时塔内焦炭温度在300度给水50t/h基本上气化成高温蒸汽，随着塔内温度降低，冷焦水汽化量减少，产生的蒸汽量逐渐降低。焦炭塔冷焦时放空塔负荷短时间内由小到大，再由大转小不断变化，导致放空塔负荷变化大，塔内气液相平衡不稳定，气相中混有大量重组分污油进入后冷却系统。 3深度除油技术的应用
2016年中国石化洛阳分公司与某大学科研机构合作开发含硫污水深度除油成套设备技术，在焦化装置进行了工业应用，工艺流程示意见图1。由图1可知，焦炭塔冷焦时产生的含硫污水送到污水缓冲罐后，抽出泵出口经过2台新增过滤器进入除油器，污水经过二级除油后去下游污水汽提装置。脱除的污油在除油器的油包中聚集，污油调节阀与油水界位构成串级控制，当油位达到设定值后，自动控制将污油排出到污油系统。除油器结构示意如图2所示，除油设备主要由进口整流分布器、粗粒化聚结模块、纤维聚结深度分离模块、油水分离器及相应控制和监控仪表组成，实现含油污水的快速破乳除油。
1-水进口；2-一级分布器；3-整流分布器；4-初级纤维聚结分离模块；5- 波纹折板强化沉降模块6-一级油水分离包；7-一级污油出口；8-深度纤维聚结分离模块；9-粗粒化聚结模块；10-除油器壳体；11-二级油水分离包；12-二级污油出口；13-水出口
3.1组合纤维聚结分离模块
纤维聚结分离模块材料主要是由尼龙、玻璃、特氟龙和金属的丝绒组成，通过Ω形式将亲水与亲油纤维组合编织。利用水包油的乳化液滴在亲水与亲油纤维节点处受到不同方向上的拉力，实现破乳分离。该模块可以提供很大的比表面积，极大地提高分离液相的纯净度，适用于0.1～20ｍμ液滴的分离过程。在实验室中，经此过程分离后油含量最低可降到20mg/L以下。
3.2油滴粗粒化聚结模块
含油污水通过由表面亲油的固体物质构成的填充床层，水中细小油滴就会粘附在填充床层表面上，逐步积累，变成大油滴而得以加速分离，聚结床层所用材料是表面亲油疏水的物质，即油、固表面接触角应小于70°，接触角越小，亲油润湿性能越好。快速分离分散油并将部分悬浮的微小油滴进行聚结并长大。油滴粒径越大，则除油效率越高。能使污水中分散的细小油滴合并为大油滴，除油效率得到较大幅度的提高。
3.3波纹折板强化沉降模块
采用表面亲油的波纹折流板，油滴汇集在折板波峰顶点并上升到油层，水滴汇聚在折板凹处而聚结长大快速下沉，因为折板在其波峰段是渐缩、叠层的，所以油滴、水滴顺着波纹板做变速运动，这就增加了油滴的碰撞几率，从而也可使油滴聚集变大，然后通过波峰、波谷以一定比率开的小孔，油上浮至上一层折板，如此进行，可层层上浮或者下降。较之常用的ＡＰＩ和ＣＰＩ技术，分离分散、悬浮油及部分乳化油迅速且效率高。作为高效油水分离器中的核心单元，采用有机高分子材料，再经特殊的表面处理，有很好的亲油疏水性或者亲水疏油性，耐酸碱、耐高温，并且有较好的机械强度和较长的使用寿命。
结论
含硫污水深度除油系统投用后，放空塔含硫污水停注抗乳化剂，降低加工成本，进除油器的污水乳化明显加重。
参考文献：
［1］陈相.油水分离器在酸性水汽提装置中的应用［J］.广州化工，2009，37（6）：190-192.
［2］孔惠，陈家庆，桑义敏.含油废水旋流分离技术研究进展［J］.北京石油化工学院学报，2004，12（4）：6-11.
论文作者:何博
论文发表刊物:《科技尚品》2019年第1期
论文发表时间:2019/7/18
标签：污水论文; 聚结论文; 含硫论文; 模块论文; 装置论文; 焦炭论文; 含量论文; 《科技尚品》2019年第1期论文;