近年來(lái)各大煉廠油品劣質(zhì)化趨勢(shì)明顯，重質(zhì)污油總量逐年上升。對(duì)于這些重質(zhì)污油常規(guī)的加溫脫水幾乎無(wú)效，脫水及其困難，外輸污油含水率長(zhǎng)期高于35%(回?zé)捯蟆?%)，無(wú)法回?zé)?，因此?dǎo)致污油庫(kù)存長(zhǎng)期偏高。為提高污油脫水效率，解決污油回?zé)拞?wèn)題，降低污油庫(kù)存，我們嘗試新增一套污油脫水裝置(三相分離裝置)進(jìn)行油、水、泥的分離。
1、裝置工藝簡(jiǎn)介
1.1 裝置基本原理
污油主要是指由排水隔油池池面上回收的污油，主要由油相、水相和固相組成。其油相主要成分是各生產(chǎn)裝置清罐、脫水夾雜的油、石油蠟、瀝青質(zhì)及其它塵土類雜物，成分復(fù)雜且不穩(wěn)定。水相一般以水包油、油包水形式出現(xiàn)，乳化嚴(yán)重難以自行脫除;固相一般是在各裝置排放污油時(shí)與污水充分混合、夾雜后被油相電離吸附的，吸附后團(tuán)塊比重接近1，自然重力脫除十分困難。
三相分離裝置主要由三個(gè)部分組成：加藥部分、三相離心機(jī)及成品油轉(zhuǎn)輸。其中核心部分是一臺(tái)三相離心機(jī)，其轉(zhuǎn)速為3500r/h，原料污油經(jīng)加藥、加溫后進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的三相離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓，在強(qiáng)大離心力作用下不同比重的介質(zhì)在離心機(jī)內(nèi)分層并通過(guò)相應(yīng)出口排出，達(dá)到油、水、固相分離的目的。
加藥部分的作用是投加破乳劑、絮凝劑及對(duì)原料油的加溫。原料油投加破乳劑后經(jīng)加溫，在破乳劑的作用下通過(guò)改變?nèi)榛徒缑鏄O性，加速微油粒聚集，大幅降低水包油、油包水，有助于加速多種液相間的分層，清晰界面。絮凝劑主要是采用高分子有機(jī)絮凝劑在液相中形成網(wǎng)捕，通過(guò)粘連、聚集加速污油中固相顆粒物的聚集，形成較大團(tuán)塊加速沉降。
1.2 裝置工藝流程
如圖1。
1.3 裝置設(shè)計(jì)參數(shù)
1.3.1 主要原料
各煉油生產(chǎn)裝置排放的污水(含油污水、含堿污水、地表污水)經(jīng)污水處理系統(tǒng)各工藝段分離、收集的污油。
1.3.2 輔助藥劑
由于重污油污油組成復(fù)雜且包含大量活性組分，采用一般物理方法進(jìn)行油水分離較困難。因此我們?cè)谖塾瓦M(jìn)入離心機(jī)前適量投加破乳劑、絮凝劑以提高污油脫水效率。
1.3.3 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)
污油脫水裝置原料控制指標(biāo)：
油份60-80%(wt)、水份20-40%(wt)、固體1-5%(wt)。
處理量：≦5m3/h
污油脫水裝置產(chǎn)品控制指標(biāo)：
油相：水份≦2%(wt)、固體<1%(wt)、固體平均值<1000mg/l;
水相：油份平均值<1%(wt)、固體平均值<2000mg/l;
固相：油份平均<5%(根據(jù)碳?xì)浠衔锏闹亓?、固相平均30-40%(wt)、水份平均60-65%(wt)。
2、系統(tǒng)運(yùn)行與調(diào)整
2.1 運(yùn)行情況
三相分離裝置運(yùn)行初期，我們按離心機(jī)廠商提供的相關(guān)數(shù)據(jù)及試運(yùn)藥劑，依次檢驗(yàn)了三相離心機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性、處理能力及藥劑的配比效果。
在試運(yùn)初期，我們?cè)诠?yīng)商指導(dǎo)下分別使三相離心機(jī)在3、4、5m3/h三種處理負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行，基本符合離心機(jī)處理能力要求，但產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足預(yù)定要求。
為驗(yàn)證三相離心機(jī)的固相處理能力，我們將離心機(jī)進(jìn)料改為罐底油泥，固相出泥呈深灰黑色，出泥連續(xù)且泥餅干燥，可堆積無(wú)流動(dòng)，含水率大幅低于原設(shè)計(jì)，泥餅質(zhì)量基本符合預(yù)期要求。
2.2 藥劑配比
根據(jù)供應(yīng)商建議及我們對(duì)絮凝劑、破乳劑實(shí)驗(yàn)室小試結(jié)果，我們對(duì)藥劑的不同濃度配置進(jìn)行運(yùn)行對(duì)比。其中破乳劑投加量嘗試了0ppm、500ppm、3000ppm及6000ppm四個(gè)點(diǎn)，絮凝劑嘗試了0ppm、100ppm、200ppm及400ppm四個(gè)點(diǎn)，并對(duì)以上兩種藥劑的不同濃度進(jìn)行了交叉試驗(yàn)。從結(jié)果來(lái)看破乳劑、絮凝劑對(duì)分離效果影響不顯著(見下表)。
投藥方式經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索、驗(yàn)證后，我們發(fā)現(xiàn)原料的含水率對(duì)出口污油含水率的影響相對(duì)顯著，為穩(wěn)定原料性質(zhì)、降低含水率變化幅度，我們延長(zhǎng)原料油沉降脫水時(shí)間，初期重污油沉降脫水后進(jìn)入第二個(gè)原料罐作為三相分離原料。從運(yùn)行效果來(lái)看此流程有效保障了三相分離裝置的原料含水率的穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率大幅上升。
2.3 系統(tǒng)改進(jìn)
在投運(yùn)初期，在處理量為5m3/h的條件下運(yùn)行出現(xiàn)了離心機(jī)軸端漏液情況，經(jīng)分析，導(dǎo)致軸端漏液的主要原因是原設(shè)計(jì)液相出口管線直徑偏小，液流不暢導(dǎo)致，針對(duì)此情況我們對(duì)離心機(jī)液相出口管進(jìn)行了加粗改造，改造完后再未出軸端現(xiàn)漏液現(xiàn)象。
三相分離系統(tǒng)投運(yùn)后我們發(fā)現(xiàn)，三相離心機(jī)的PLC控制系統(tǒng)可能由于投藥系統(tǒng)及其它原因?qū)е峦Ｖ惯M(jìn)料，而蒸汽加溫為手動(dòng)控制，因此很難保證及時(shí)切斷。為確保生產(chǎn)安全，我們?cè)鲈O(shè)了對(duì)蒸汽加溫系統(tǒng)增設(shè)了自動(dòng)切斷閥，與三相離心機(jī)的PLC控制系統(tǒng)連鎖。
3、產(chǎn)品質(zhì)量
經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的試運(yùn)調(diào)整，重污油產(chǎn)品質(zhì)量如下：
從以上運(yùn)行結(jié)果來(lái)看試運(yùn)期間三相分離裝置產(chǎn)品油、水、渣三相主要有以下幾方面的特征：
油相：出油含水率合格(協(xié)議出油含水率<2%)但不穩(wěn)定，一致性較差;
水相：出水含油量與預(yù)期效果有較大差距，高于協(xié)議要求<1%;
固相：從分析數(shù)據(jù)來(lái)看含水率優(yōu)于協(xié)議(協(xié)議要求平均水含量60～65%)，固相出渣較干符合生產(chǎn)需求。
4、小結(jié)
4.1 成功經(jīng)驗(yàn)
a、重質(zhì)污油通過(guò)離心法可大幅提高脫水效率，同時(shí)三相離心機(jī)的成功應(yīng)用可將污油中的水、固相一次脫除，效率大幅提高;
b.原料的預(yù)處理十分重要。三相離心機(jī)對(duì)原料含水率十分敏感，特別在原料油含水率≥45%時(shí)成品污油含水率將大幅上升，重污油應(yīng)適當(dāng)預(yù)處理;
c.成品油流向管理也是非常重要的，由于三相離心機(jī)出油含水率可能存在不合格，因此對(duì)不同含水率的污油暫存時(shí)應(yīng)區(qū)別進(jìn)罐區(qū)別處理;
4.2 不足與改進(jìn)方向
a.工藝設(shè)計(jì)還需進(jìn)一步優(yōu)化，由于重污油性質(zhì)不穩(wěn)定，含水率變化幅度大，難以達(dá)到三相離心機(jī)入口要求，雖調(diào)整了部分工藝，但仍存在脫水效率低操作難度較大的問(wèn)題;
b.重污油投加藥劑后進(jìn)入三相離心機(jī)停留時(shí)間過(guò)短，沒有充分的混均、反應(yīng)時(shí)間，引起藥劑使用效率低、效果不顯著;
c.原料中固相有機(jī)物含量低，礦化度高，導(dǎo)致泥餅含水率過(guò)低自潤(rùn)滑及流動(dòng)性差，一定程度上增大了離心機(jī)螺旋負(fù)荷;
d.我們?cè)诨?yàn)分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，原料污油經(jīng)加藥、加溫、離心后在上層污油與下層清水之間存在一個(gè)夾層，此夾層表觀性質(zhì)類似浮渣，由微顆粒狀的重質(zhì)油顆?；蚱渌鼞腋☆w粒與間質(zhì)水構(gòu)成，夾層厚度隨污油品質(zhì)變化而變化，體積量一般在10～30%之間，經(jīng)三相離心機(jī)處理后的污油也存在夾層，但夾層厚度明顯收窄，一般≦10%，試驗(yàn)中提高加溫溫度延長(zhǎng)加溫時(shí)間均不能使間質(zhì)熔融聚合。由于夾層介質(zhì)的比重極為接近1，同時(shí)由于間質(zhì)水的存在，我們認(rèn)為這是導(dǎo)致污油自然脫水困難的主要影響因素，經(jīng)過(guò)三相離心機(jī)后的污油間質(zhì)層收窄是由于大量間質(zhì)轉(zhuǎn)移到水相，這也正是三相離心機(jī)出水油含量偏高的主要原因。( >
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