1.技術(shù)開(kāi)發(fā)背景
隨著國(guó)內(nèi)油田大都進(jìn)入二次開(kāi)采的末期和三次開(kāi)采階段,原油乳化?重質(zhì)化日趨嚴(yán)重。一方面,隨著三次采油技術(shù)的被逐漸應(yīng)用,采出液多為水包油乳狀液或水包油與油包水交替出現(xiàn)的復(fù)雜乳狀液,采油過(guò)程中大量注聚物、化學(xué)助劑的加入,使得原油脫鹽、切水難度大大增加;另一方面,國(guó)內(nèi)原油加工量的不斷提高,進(jìn)口原油,特別是中東等高含硫重質(zhì)原油的摻煉比例持續(xù)增加,進(jìn)一步加劇了國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)原油重質(zhì)化?劣質(zhì)化的趨勢(shì)?
原油的重質(zhì)化和劣質(zhì)化特別是乳化問(wèn)題,嚴(yán)重影響著煉廠的安全平穩(wěn)生產(chǎn),造成含油—蒸餾裝置操作難度越來(lái)越大,尤其是含油切水帶油問(wèn)題益發(fā)突出。含油切水帶油問(wèn)題已成為國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)所面臨的迄待解決的一大難題,含油裝置污水已成為煉油企業(yè)污水、污油的主要來(lái)源之一。近年來(lái),國(guó)內(nèi)幾乎所有的煉油企業(yè)都出現(xiàn)了含油裝置切水嚴(yán)重帶油問(wèn)題,所帶來(lái)的直接后果就是大大增加了煉油廠重污油量、裝置加工損失增加、污水污油處理難度增加,污油回?zé)拰?dǎo)致煉油裝置操作不穩(wěn),而相應(yīng)的環(huán)保問(wèn)題也日益凸現(xiàn)。
國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)污水處理一般仍采用“老三套”技術(shù), 即“沉降、隔油—浮選—生化”。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)較低;缺點(diǎn)是占地面積大,油水分離效果差,對(duì)污水中溶解油、乳化油和分散油不能有效去除。隨著重質(zhì)、劣質(zhì)原油摻煉比例不斷提高、含油污水乳化程度加劇,該設(shè)施已不能滿足清潔生產(chǎn)要求。
因此在環(huán)保要求越來(lái)越高和原油價(jià)格居高不下的情況下,開(kāi)展含油裝置含油污水綜合處置技術(shù)研究,開(kāi)發(fā)新型污油、污水處理裝備,可以有效回收利用原油資源、降低裝置加工損失和實(shí)現(xiàn)裝置污水的達(dá)標(biāo)排放,減輕含油污水對(duì)后續(xù)污水處理廠的沖擊和二次污染,經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將十分顯著?
2 旋流分離技術(shù)簡(jiǎn)介
旋流分離技術(shù)被普遍認(rèn)為是一種高效節(jié)能分離技術(shù),其關(guān)鍵部分是旋流分離器,簡(jiǎn)稱旋流器。旋流器可用于液-液、固-液、氣-液/液-氣、液-液-固、液-液-氣等非均相混合物的澄清、增濃或切水、分級(jí)、洗滌等等分離過(guò)程。旋流分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,制造成本低,工作可靠,維護(hù)費(fèi)用低,能耗少,所占空間小,效率高,應(yīng)用廣,無(wú)污染。推廣旋流分離技術(shù)對(duì)增效節(jié)能、減少環(huán)境污染、提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益具有重大的意義
圖1 液-固分離旋流分離工作原理圖 圖2 液-液分離水力旋流器工作原理圖
旋流分離技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)可概括如下:
① 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備緊湊、占地面積??;
② 成本低(包括制造成本、維護(hù)費(fèi)用、能耗方面);
③ 安裝方便(旋流器可任意角度安裝);
④ 操作簡(jiǎn)單、工作可靠、維修方便;
⑤ 分離效率高、自動(dòng)化程度強(qiáng)(可連續(xù)性操作、易清洗、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化);
⑥ 適應(yīng)性好、用途廣,生產(chǎn)及調(diào)節(jié)范圍寬(并聯(lián)可增加生產(chǎn)能力,串聯(lián)可提高產(chǎn)品質(zhì)量,操作溫度及壓力不受限制)。
旋流分離技術(shù)作為一種高效節(jié)能型分離技術(shù),主要可分離液固、液液(如油和水體系)、氣液、氣液固多相體系,其應(yīng)用范圍極為廣泛。與其它除油技術(shù)相比,旋流除油技術(shù)具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、除油效率高、無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、使用壽命長(zhǎng)、流程密閉無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
表1中列出了在石油化工領(lǐng)域中的典型應(yīng)用。
表1 旋流分離技術(shù)在石油化工中的典型應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)領(lǐng)域 |
應(yīng)用范圍 |
|
石油化工 |
1、含油廢水的去油、除固
2、原油切水、除砂
3、原料水除油
4、煙氣脫氣、脫硫
5、催化劑回收
6、聚合物洗滌
7、粒度分級(jí)
8、井水/河水除砂
9、濃縮懸浮液
10、熱交換系統(tǒng)中去除固體 |
11、添加劑的去除和回收
12、過(guò)濾器助濾劑預(yù)涂
13、水中去酚(碳酸)
14、結(jié)晶回收
15、塑料粒子脫沫
16、石灰乳去雜
17、油漿液固分離
18、堿渣處理(脫油等)
19、發(fā)動(dòng)機(jī)/壓縮機(jī)前進(jìn)氣切水等 |
4.工業(yè)應(yīng)用條件
⑴常減壓裝置含油切水操作(提供)參數(shù)
① 切水量:最大35t/h,平均25 t/h,最小10 t/h。
② 切水溫度:70℃~
③ 含油量:最大10000mg/l,正常350 mg/l,最小30 mg/l。
④ 原料油密度:0.9288~0
⑤ 切水壓力:冷卻器前1.0MPa,冷卻器后0.6MPa。
⑵ 污水旋流分離工業(yè)試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)指標(biāo)
① 進(jìn)料壓力:1.0MPa
② 處理能力:3.5 t/h
③ 切水溫度:
④ 進(jìn)料含油:<10000mg/l
⑤ 總壓降(排水)<0.4 MPa
⑥ 凈化水含油:<400ppm
⑦ 凈化水外排:3.22 t/h;回罐污油(含水):0.28 t/h
4.2 工業(yè)應(yīng)用流程
考慮到含油裝置污水含油濃度波動(dòng)幅度較大,為確保試驗(yàn)過(guò)程中分離后外排凈化水達(dá)到裝置排放標(biāo)準(zhǔn),試驗(yàn)流程為兩級(jí)串聯(lián)處理,也可進(jìn)行單級(jí)處理。圖3、圖4分別為單級(jí)、兩級(jí)串聯(lián)試驗(yàn)方案流程簡(jiǎn)圖和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際安裝照片。
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