焦化高度乳化酸性水处理技术工艺方案
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1、炼化酸性水的来源
石油及其产品中存在含硫化合物和含氮化合物, 在常减压、催化裂化、延迟焦化、催化加氢等加工过程中, 这些化合物会通过高温裂解、催化裂化、加氢裂化等反应生成H2S和NH3-N而进入产品物流中,这些产品物流经过冷凝脱水或水洗处理, 即产生含硫含氨废水, 俗称含硫废水或酸性水。
2、焦化酸性水特点
在炼化酸性水中,以焦化产生的酸性水各种成分含量高且种类尤为复杂。主要特点如下:
焦粉含量高,且粒径分布小
含油量高,油滴粒径小,且乳化严重
含硫、氨氮及酚类高
成分复杂且含量波动较大
3、焦化酸性水带来的问题
大量乳化油和悬浮物(焦粉),影响汽提效果和液氨质量。
容易造成汽提塔堵塞,严重时造成非计划性停产,造成较大损失。
含硫化物、氨氮等刺激性气味外泄,严重影响影响环境和员工健康。
直接排入污水处理厂,给企业造成巨大环保压力。
通常要求进入塔内酸性水含油和含焦粉量越低越好。
4、焦化酸性水除油和焦粉传统工艺
4.1 重力沉降工艺
目前国内大多数炼化厂采用重力沉降法,沉降时间在50~70小时。存在如下问题:
含油乳化严重,焦粉颗粒小,即使长时间沉降,分离效果仍然不明显。
大罐处于敞开或者半封闭状态,酸性气体外泄,严重影响周围环境和员工健康。
占地面积大,基建成本高,投资大。
全手动,无法自动控制,清理和检修全靠人力,费时费力。
结论:重力沉降除油除焦粉工艺效果不明显,已无法满足生产和环境保护要求。
4.2 旋流除油除焦粉工艺
部分炼化厂尝试采用罐中罐旋流以及两级旋流除焦粉和除油工艺,仍无法根本解决除油除焦粉的问题。存在如下问题:
虽然较重力沉降有改进,但由于乳化油粒径小,密度与水相当,旋流作用仍然很有限,除油、除焦粉效果仍不明显。
抗冲击性能差,除油效果不稳定,无法满足焦化污水含油含焦粉波动大的要求。
旋流器容易堵塞,严重时甚至造成无法正常工作。
需要压力较高,提升泵等功耗大,运行成本高。
结论:虽然旋流处理工艺较重力沉降处理工艺有一定的改进,但效果仍然有限,无法满足后续汽提等处理要求。
4.3 气浮+无机陶瓷膜工艺
优点:膜过滤精度高,出水比较好,短期能达到要求。
缺点:
投资高,运行和维护成本高。
稳定性较差,冲击工况,膜容易堵塞,处理量下降
产水率低,产生大量浓水和酸洗、碱洗产生废液,后续处理困难。
压力高,能耗大,运行成本高。
结论:虽然此工艺能够满足处理要求,但投资大,稳定性差,运行成本高。
5、科力迩科技焦化高度乳化酸性水处理解决方案(高含油)
CDFU(高效紧凑型旋流气浮)+精细过滤+KHC高效聚结分离器
方案流程图
技术优势:
整体工艺先进,可靠性、稳定性好。
采用CDFU依靠油-气-水三相密度差高效分离,高效去除油和悬浮物。
采用全自动运行精细过滤器,精度高,深度过滤悬浮物,提高工艺可靠性。
采用专利聚结填料和美国进口特殊材料高精度聚结芯,快速彻底破乳。
全封闭式自动控制运行,无酸性气外泄,安全、环保,可靠。
撬装化设计,占地小,自动化程度高,运行和维护人工成本低。
技术对比:
序号 | 项目 | 传统技术 | 科力迩解决方案 |
1 | 分离原理 | 传统气浮+膜过滤/过滤器+聚结器 | 旋流溶气气浮+聚结 |
2 | 乳化油去除 | 可去除部分乳化油 | 可去除绝大部分乳化油 |
3 | 稳定性 | 不稳定,可靠性差 | 出水稳定达标,可靠性好 |
4 | 二次污染 | 加入药剂或酸碱洗,产生二次污染 | 无药剂纯物理破乳分离,回收高品质高浓度原油,无二次污染 |
5 | 回收污油品质 | 部分破乳,含悬浮物和水高,品质差 | 纯物理破乳,悬浮物和水含量低,品质高 |
6 | 综合费用 | 能耗高,加药剂,费用高 | 能耗低,无药剂,费用低 |
7 | 自动化 | 自动化程度低,操作强度大 | 自动化、智能化先进控制技术,简单、便捷 |
8 | 安全环保 | 维护周期短,危险作业风险大 | 维护周期长,安全环保 |
6、案例分析
某炼化厂焦化酸性污水现场
现场取样可以看出V205罐焦化含油酸性水乳化特别严重、含油量较高且成分复杂,含有较多的焦粉等其它杂质。
污水油样分析
从取样结果分析来看(未做焦粉含量检测),含油量非常高,又是高达16%的含油量,平均含油超过13.3%;同时COD含量也非常大;另含有一定的氨氮、硫化物及挥发酚类。
某石化焦化酸性污水现场
7、科力迩方案焦化高度乳化酸性水处理设备
核心设备-CDFU
CDFU-Cyclonic Dissolved gas Flotation Unit紧凑型旋流溶气气浮为一种将离心分离技术、溶气气浮分离技术等有效的结合于一体,对含油、含悬浮物污水进行高效分离的一种混合型装置。
a) 溶气气浮技术
b) 旋流技术
c) 聚结
d) 专利产品
核心技术:
高精度油水分离装置
KHC系列高精度油水分离器是科力迩公司针对高度乳化含油废水破乳分离困难,处理成本高而开发出来的新一代纯物理破乳油水分离设备。
该设备乳化油去除精度可达0.1µm,出水含油达到10ppm以下。
技术特点:
超高精度聚结破乳(可达0.1µm)
特殊纤维材料和结构设计
优秀的化学相容性,不因为表面活性剂存在而失效,保证长期在线运行
处理量大,占地小,高截面流速,单根处理达10m3/h
高纳污能力,抗污染性强
现场测试-CDFU现场测试
测试条件:
地点:天津石化(延迟焦化高度乳化蒸汽冷凝水)
接入位置:大吹气冷凝水罐出水
温度:50~60oC
入口含油量:2000ppm左右
入口压力:0.12Mpa
化学药剂加入情况:无
处理设备:一级CDFU
工艺简图
中试实验1
中试设备
进出水
小试水量:6~10m3/h
污染物:260#磺化煤油
含量:1%
处理后出水含油:≤10ppm
中试实验2
中试设备
聚结后/聚结前
小试水量:5~6m3/h
污染物:0.5%(260#磺化煤油)+ 0.2% (46号机油)
处理后出水含油:≤10ppm
某石化中试试验
中试设备
中试效果
应用业绩
项目概况
客户:中石化某石化焦化酸性水;项目时间: 2020年;
工艺:CDFU+KHC高效聚结除油
处理量:15m3/h; 入口污水含油量: ≤ 150000ppm;
出水含油量: ≤ 50ppm(平均)
总 结:
本项目技术具有可行性、可靠性,具有良好的环保和经济效益
与传统技术相比,本技术处于国内领先水平。