膜強化傳質技術在劣質污油的應用范文
本站小編為你精心準備了膜強化傳質技術在劣質污油的應用參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
摘要：中海油惠州石化有限公司采用膜強化傳質新技術，建成了國內首套42kt／a劣質污油和電脫鹽黑水凈化處理工業裝置，首次實現了膜強化傳質技術在污油和電脫鹽黑水凈化處理領域中的工業應用。通過該工業裝置，成功處理了煉油廠長期存儲的高水含量和固含量劣質污油和電脫鹽黑水，并將回收的污油全部回煉。監測數據結果表明，污油凈化處理效果良好，裝置運行平穩。凈化后污油中水質量分數小于3．0％，固含量小于2．0％（質量分數），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，裝置外排水中油質量濃度小于300mg／L，滿足進入煉油廠污水處理系統的要求。
關鍵詞：膜強化傳質；劣質污油；電脫鹽黑水；離心脫固
在原油煉制過程中會產生大量的含油污水，通常需經過隔油、浮選、聚結等工藝進行污油回收處理［12］。目前，國內外污油凈化處理普遍采用固—液分離技術和靜態加熱沉降分離技術。前者的優點是可以實現油、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；后者的優點是工藝簡單，容易實現，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煉［3］。由于回收的污油水含量和固含量較高，性質復雜，乳化嚴重，除油組分外，還含有泥沙、有機污泥、表面活性物質以及大量的水等［4］，因此無法實現回煉，只能長期存儲，給生產帶來安全隱患。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污油約30kt，由于回收的污油膠質、瀝青質含量高，乳化能力強，老化程度嚴重，特別是污油中細微顆粒雜質含量高，按照常規摻煉到電脫鹽、焦化以及催化等裝置的處理方法［56］，對裝置的正常運行均會造成不良影響，主要表現在以下幾方面：①摻煉到原油中會使電脫鹽單元排水頻繁“發黑”，導致含油污水無法及時處理，形成惡性循環；②摻煉到焦化裝置會產生汽蝕、沖刷及酸腐蝕等問題，出現熱電偶套管減薄、穿孔，此外金屬離子及灰分對加熱爐爐管形成結焦“內核”，會加速爐管結焦；③摻煉到催化裂化裝置一方面容易導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旋風分離器、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，會導致催化劑活性變差，影響催化產品分布，且污油帶水容易導致催化劑破損。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的后路暢通問題，另一方面存在安全隱患和環保風險。為解決劣質污油和電脫鹽黑水回煉的難題，惠州石化引進某公司自主開發的污油膜強化傳質處理成套工藝技術，建設了一套42kt／a劣質污油和電脫鹽黑水凈化處理工業裝置。結果表明，工業裝置運行安全、穩定，處理后污油水質量分數小于3．0％，固含量小于2．0％（質量分數，下同），滿足摻煉原油進電脫鹽單元的要求，外排水中油質量濃度小于300mg／L，大幅降低了污水處理成本。
1概況
劣質污油膜傳質凈化處理裝置于2017年6月14日開工建設，2017年8月4日建成，2017年8月11日進料試運行。裝置規模為42kt／a，操作彈性為60％～110％，年開工時數8400h，裝置主要由高效兩相分離單元、膜強化傳質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污油和電脫鹽黑水為原料，經過兩相分離器脫固，膜強化傳質破乳與高效油水分離器脫水、脫固后達到污油回煉的要求。
2技術原理
膜強化傳質凈化處理技術以國內某公司自主開發的膜接觸反應器為核心，在較高溫度條件下，結合配套的助劑，污油與注水在膜接觸器內充分接觸傳質，將污油中的水及固相充分轉移到水相，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的切水經進一步脫固和除油后直接外排。
3工業應用情況
3．1污油原料性質污油性質波動大，密度、黏度大，且酸值較高，水含量高。污油原料性質見表1。
3．2工藝流程污油從污油儲罐來，注入一定量的調質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，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充分接觸傳質，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給出了工業裝置的主要操作條件。
3．4應用效果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％，脫出的泥餅水質量分數78％～81％，凈化污油滿足回煉要求，脫出的泥餅可以外委有資質的公司焚燒處理。3．4．2處理后污油裝置開始進料后調試期為20d，圖2為污油原料經過離心分離和兩級膜傳質處理后，污油中水含量和固含量的跟蹤監測數據。從圖2可以看出，通過該裝置進行處理后，正常生產期油相中水質量分數和固含量分別小于3．0％和2．0％，達到污油回煉要求，且裝置運行平穩。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變為均一穩定的油相。為更清晰表明污油性質變化，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，外排水均一穩定，沒有可見油層。跟蹤分析排水中油含量，兩個月內均小于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結論
采用污油膜強化傳質凈化處理成套新技術處理劣質污油，處理后污油水質量分數小于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，成功實現了煉油廠重質、劣質污油處理的清潔化、資源化和減量化，具有良好的經濟效益、環保效益和社會效益。
參考文獻
［1］鄒啟賢，陸正禹．油田廢水處理綜述［J］．工業水處理，2001，21（8）：1．
［2］任滿年，董力軍．煉油廠重污油回收方法的研究［J］．石油煉制與化工，2006，37（1）：47．
［3］孫緒博，韓霽昌．煉油廢水處理系統污油的來源及處理技術［J］．石化技術，2016，23（10）：44．
［4］王波，黃華，佘喜春．國內外污油脫水技術新進展［J］．廣東化工，2015，42（4）：54．
［5］劉英斌，佘浩濱，花飛，等．惠州煉化輕污油系統存在問題與優化［J］．中外能源，2013，18（12）：80．
［6］吳振華，郭輝，張強．煉油廠重污油回煉技術探討［J］．石油化工安全環保技術，2017，33（1）：56．
作者：徐輝軍 單位：中海油惠州石化有限公司