膜強化傳質(zhì)技術(shù)在劣質(zhì)污油的應(yīng)用范文

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摘要：中海油惠州石化有限公司采用膜強化傳質(zhì)新技術(shù)，建成了國內(nèi)首套42kt／a劣質(zhì)污油和電脫鹽黑水凈化處理工業(yè)裝置，首次實現(xiàn)了膜強化傳質(zhì)技術(shù)在污油和電脫鹽黑水凈化處理領(lǐng)域中的工業(yè)應(yīng)用。通過該工業(yè)裝置，成功處理了煉油廠長期存儲的高水含量和固含量劣質(zhì)污油和電脫鹽黑水，并將回收的污油全部回?zé)挕１O(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果表明，污油凈化處理效果良好，裝置運行平穩(wěn)。凈化后污油中水質(zhì)量分數(shù)小于3．0％，固含量小于2．0％（質(zhì)量分數(shù)），滿足摻煉原油進電脫鹽單元的要求。對比污油凈化處理前后的外觀和微觀形貌變化可以看出，凈化后污油色澤均一，無明顯油固水膠團，污油原料中水和固渣得到了有效地脫除。另外，裝置外排水中油質(zhì)量濃度小于300mg／L，滿足進入煉油廠污水處理系統(tǒng)的要求。

關(guān)鍵詞：膜強化傳質(zhì)；劣質(zhì)污油；電脫鹽黑水；離心脫固

在原油煉制過程中會產(chǎn)生大量的含油污水，通常需經(jīng)過隔油、浮選、聚結(jié)等工藝進行污油回收處理［12］。目前，國內(nèi)外污油凈化處理普遍采用固—液分離技術(shù)和靜態(tài)加熱沉降分離技術(shù)。前者的優(yōu)點是可以實現(xiàn)油、水、泥的三相分離，缺點是回收的污油仍帶有大量的乳化水和小顆粒機械雜質(zhì)；后者的優(yōu)點是工藝簡單，容易實現(xiàn)，缺點是回收周期長（一般需沉降150h以上），蒸汽耗量大，回收的污油中含有較多的水和絮狀有機污泥，不利于回收油重新回?zé)挘?］。由于回收的污油水含量和固含量較高，性質(zhì)復(fù)雜，乳化嚴重，除油組分外，還含有泥沙、有機污泥、表面活性物質(zhì)以及大量的水等［4］，因此無法實現(xiàn)回?zé)挘荒荛L期存儲，給生產(chǎn)帶來安全隱患。中海油惠州石化有限公司（惠州石化）污水處理場近幾年回收儲存各類劣質(zhì)污油約30kt，由于回收的污油膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，乳化能力強，老化程度嚴重，特別是污油中細微顆粒雜質(zhì)含量高，按照常規(guī)摻煉到電脫鹽、焦化以及催化等裝置的處理方法［56］，對裝置的正常運行均會造成不良影響，主要表現(xiàn)在以下幾方面：①摻煉到原油中會使電脫鹽單元排水頻繁“發(fā)黑”，導(dǎo)致含油污水無法及時處理，形成惡性循環(huán)；②摻煉到焦化裝置會產(chǎn)生汽蝕、沖刷及酸腐蝕等問題，出現(xiàn)熱電偶套管減薄、穿孔，此外金屬離子及灰分對加熱爐爐管形成結(jié)焦“內(nèi)核”，會加速爐管結(jié)焦；③摻煉到催化裂化裝置一方面容易導(dǎo)致催化再生器燒焦效果變差且形成尾燃，再生器稀相溫度升高，嚴重影響催化再生器內(nèi)旋風(fēng)分離器、掛件以及煙機的安全運行，另一方面污油中堿氮和金屬離子含量高，會導(dǎo)致催化劑活性變差，影響催化產(chǎn)品分布，且污油帶水容易導(dǎo)致催化劑破損。如果這部分污油得不到及時、有效處理，一方面影響到煉油廠原油加工生產(chǎn)的后路暢通問題，另一方面存在安全隱患和環(huán)保風(fēng)險。為解決劣質(zhì)污油和電脫鹽黑水回?zé)挼碾y題，惠州石化引進某公司自主開發(fā)的污油膜強化傳質(zhì)處理成套工藝技術(shù)，建設(shè)了一套42kt／a劣質(zhì)污油和電脫鹽黑水凈化處理工業(yè)裝置。結(jié)果表明，工業(yè)裝置運行安全、穩(wěn)定，處理后污油水質(zhì)量分數(shù)小于3．0％，固含量小于2．0％（質(zhì)量分數(shù)，下同），滿足摻煉原油進電脫鹽單元的要求，外排水中油質(zhì)量濃度小于300mg／L，大幅降低了污水處理成本。

1概況

劣質(zhì)污油膜傳質(zhì)凈化處理裝置于2017年6月14日開工建設(shè)，2017年8月4日建成，2017年8月11日進料試運行。裝置規(guī)模為42kt／a，操作彈性為60％～110％，年開工時數(shù)8400h，裝置主要由高效兩相分離單元、膜強化傳質(zhì)處理單元和污水深度凈化處理單元3部分組成，占地面積228m2，以污水處理廠收集的劣質(zhì)污油和電脫鹽黑水為原料，經(jīng)過兩相分離器脫固，膜強化傳質(zhì)破乳與高效油水分離器脫水、脫固后達到污油回?zé)挼囊蟆?/p>

2技術(shù)原理

膜強化傳質(zhì)凈化處理技術(shù)以國內(nèi)某公司自主開發(fā)的膜接觸反應(yīng)器為核心，在較高溫度條件下，結(jié)合配套的助劑，污油與注水在膜接觸器內(nèi)充分接觸傳質(zhì)，將污油中的水及固相充分轉(zhuǎn)移到水相，然后進入高效油水分離器中進行油水分離。分離后的油相即為脫水、脫固后的合格油品。含有少量油和固體雜質(zhì)的切水經(jīng)進一步脫固和除油后直接外排。

3工業(yè)應(yīng)用情況

3．1污油原料性質(zhì)污油性質(zhì)波動大，密度、黏度大，且酸值較高，水含量高。污油原料性質(zhì)見表1。

3．2工藝流程污油從污油儲罐來，注入一定量的調(diào)質(zhì)劑和絮凝劑后進入離心機進行固液初步分離，脫除污油中大顆粒機械雜質(zhì)，固體廢料直接裝桶出裝置，液相進入原料緩沖罐，作為膜接觸器的進料。原料緩沖罐中的液相由原料泵輸送至膜處理單元。原料用蒸汽換熱至120～140℃后進入膜接觸器，與注水在膜接觸器內(nèi)充分接觸傳質(zhì)，然后進入油水分離器進行油水分離。分離后上層得到合格的油品出裝置，下層的水相經(jīng)除油器進一步除油和離心機脫固后外排。工藝流程見圖1。

3．3操作條件表2給出了工業(yè)裝置的主要操作條件。

3．4應(yīng)用效果3．4．1離心脫固效果離心脫固采用進口臥式離心機，在污油原料溫度55～65℃條件下，污油固含量由之前的5．4％～11．6％降至脫固后的1．3％～3．2％，脫出的泥餅水質(zhì)量分數(shù)78％～81％，凈化污油滿足回?zé)捯螅摮龅哪囡灴梢酝馕匈Y質(zhì)的公司焚燒處理。3．4．2處理后污油裝置開始進料后調(diào)試期為20d，圖2為污油原料經(jīng)過離心分離和兩級膜傳質(zhì)處理后，污油中水含量和固含量的跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)。從圖2可以看出，通過該裝置進行處理后，正常生產(chǎn)期油相中水質(zhì)量分數(shù)和固含量分別小于3．0％和2．0％，達到污油回?zé)捯螅已b置運行平穩(wěn)。圖3對比了污油凈化處理前后的外觀和微觀形貌變化，從圖中可以看出污油凈化處理后轉(zhuǎn)變?yōu)榫环€(wěn)定的油相。為更清晰表明污油性質(zhì)變化，通過顯微鏡，依次對凈化前后的污油進行了成像分析。右上圖A和左下圖B為放大48倍污油原料和離心后污油的顯微鏡照片，可明顯看出油中含有大量水分，污油中形成穩(wěn)定的油固水膠團。右下圖C為凈化處理后污油的顯微鏡照片，凈化處理后獲得的油品色澤均一，水和固體得到了有效脫除。3．4．3外排水油含量外排水中油含量變化見圖4。從圖4可以看出，外排水均一穩(wěn)定，沒有可見油層。跟蹤分析排水中油含量，兩個月內(nèi)均小于300mg／L（圖4），外排水可直接進入污水處理場污水池，且不影響正常的污水處理。

4結(jié)論

采用污油膜強化傳質(zhì)凈化處理成套新技術(shù)處理劣質(zhì)污油，處理后污油水質(zhì)量分數(shù)小于3．0％，固含量小于2．0％，可直接摻入原油進電脫鹽單元，外排污水油含量小于300mg／L，且裝置運行平穩(wěn)，成功實現(xiàn)了煉油廠重質(zhì)、劣質(zhì)污油處理的清潔化、資源化和減量化，具有良好的經(jīng)濟效益、環(huán)保效益和社會效益。

參考文獻

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［5］劉英斌，佘浩濱，花飛，等．惠州煉化輕污油系統(tǒng)存在問題與優(yōu)化［J］．中外能源，2013，18（12）：80．

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作者：徐輝軍 單位：中海油惠州石化有限公司