减顶水含油原因及处理

原油加工过程首先将原油先按不同产品的沸点分割成不同的直馏馏分油，然后按照产品的质量标准要求，除去这些馏分油中的非理想组分；或者通过化学反应转化，生成所需要的组分，进而得到一系列合格的石油产品，蒸馏是最常用且经济的一种分离手段，也正是炼厂加工原油的第一道加工程序。

通过初、常减压蒸馏将原油分成不同的馏分，一般塔顶的油气经冷凝在油水分离器中完成油、水和气的分离，因其冷凝污水通常含有高浓度的硫化物被称为含硫污水，因此一般是经过汽提处理后作为净化水送至下游装置回用。近年来，由于加工原油的劣质化和多样化，常减压装置塔顶冷凝水容易乳化带油，不仅造成轻质油品的损失，而且给下游装置造成了很大的冲击，具体表现在以下几个方面：

1. 气液平衡被破坏：油分作为表面活性物质，在汽提塔内强烈的汽水接触情况下，极易发生起泡现象，大量的泡沫使气液相的传质不能有效进行，增加了蒸汽消耗量，造成操作波动，降低塔的处理能力。

2. 塔盘与再沸器堵塞：乳化油成分复杂，污水中含油量高时，油分容易在塔盘和再沸器等关键部位积聚导致堵塞，这不仅影响装置的传质效率，还可能引发局部过热，降低设备的整体性能和使用寿命。

3. 副产品污染：汽提过程中，若酸性水含有烃类会产生黑硫磺，液氨带油影响产品质量。

随着原油的劣质化越来越严重，劣质重油含有天然的表面活性剂（沥青质、胶质、石油酸等），采油过程中添加的助剂（烷基苯磺酸、脂肪醇聚氧乙烯醚等），常减压蒸馏过程中添加的缓蚀剂（碱液），形成了阴离子表面活性剂，它们水化程度低，直接进入内Helmholtz面取代水偶极层，与油滴表面产生特性吸附，使得油水界面张力下降，同时油滴表面所带负电荷与阴离子表面活性剂形成Stern双电层，产生x电位。由于液体温度较高，其扩散作用也更明显， Stern双电层越厚，x电位也越大，油滴间的排斥力也越大，且在油水界面形成定向吸附，从而形成稳定而牢固的界面膜，阻碍油滴碰撞时的聚结，这也是常、减顶水中水包油型乳化液稳定存在，长时间静置不分层，含油量较高的原因。

为了保障汽提工艺的效率及稳定性，需要在酸性水进入汽提塔之前进行除油处理，一般要求含油量低于50mg/L，目前各厂采用的除油技术主要是以下几种：

其中粗粒化技术凭借其优点在众多除油技术中备受关注，该技术主要有以下几个优点：

（1）占地面积小；

（2）设备费用低；

（3）不需要添加化学药剂，不会造成二次污染；

（4）能耗低，处理量大。

粒化除油技术，亦称聚结法，这种方法指的是将粗粒化材料填装至粗粒化设备中， 让含油污水流经粗粒化设备进行聚结沉降。这种技术的原理是根据含油污水中油水两相对粗粒化材料的亲和力不同，从而将含油污水体系中互不相溶的分散油水颗粒分别聚结在一起，从而增大颗粒粒径，含油污水中的小油滴被粗粒化材料拦截，在粗粒化材料表面和缝隙中停留并形成较大的油膜或油滴，在浮力和水力作用下从粗粒化表面和缝隙中脱落，克服阻力，增大上浮速度，从而达到油水分离的效果。

深圳科力迩科技有限公司在除油领域有较多试验探索和工业应用工作。2021年在中石油乍得炼厂的含硫污水预处理中采用了“过滤+聚结除油”的组合工艺进行了20m³/h的预处理，在进水含油量浓度为500mg/L的条件下，出水含油量浓度低于15mg/L，除油效率大于97%。