重質(zhì)原油加工過(guò)程中電脫鹽污水除油方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，涉及一種廢水處理方法。更具體地說(shuō)，涉及一種重質(zhì)原油電脫鹽預(yù)處理過(guò)程中所產(chǎn)生的電脫鹽污水的除油方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界上稠油和瀝青砂等非常規(guī)重質(zhì)原油資源較豐富。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球稠油和瀝青砂儲(chǔ)量約為400Gt，是常規(guī)原油可采儲(chǔ)量的2.7倍。目前，絕大部分常規(guī)原油已投入開(kāi)發(fā)，且采出程度相對(duì)較高，常規(guī)原油產(chǎn)量將進(jìn)入遞減期，但是隨著世界經(jīng)濟(jì)尤其是以中國(guó)為首的發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，能源消耗量將會(huì)大幅度增加，這與常規(guī)油田產(chǎn)量將進(jìn)入遞減期形成了巨大的供需矛盾，因此，未來(lái)能源的巨大缺口將主要依靠稠油等非常規(guī)重質(zhì)原油來(lái)彌補(bǔ)，加工重質(zhì)原油已成為世界煉油行業(yè)的一個(gè)重要方向。
[0003]世界上大多數(shù)油田所生產(chǎn)的原油都含有水，原油中所含的無(wú)機(jī)鹽是溶于水的。原油含鹽含水對(duì)原油儲(chǔ)運(yùn)、加工、產(chǎn)品質(zhì)量及設(shè)備等均造成很大危害，增加設(shè)備的負(fù)荷和動(dòng)力、熱能、冷卻水消耗，影響蒸餾塔的正常操作。原油中的鹽類(lèi)，隨著水分蒸發(fā)，鹽分會(huì)在換熱器上形成鹽垢，影響傳熱，堵塞管路，而且有些鹽類(lèi)會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。鹽類(lèi)中的金屬進(jìn)入重餾分油或渣油中，毒害催化劑，影響二次加工原料質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品質(zhì)量差也會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)造成影響。因此，原油進(jìn)入煉油廠后，必須先進(jìn)行脫鹽脫水處理，使含水量不大于0.3% (體積分?jǐn)?shù))，含鹽量不大于5mg/L。在原油中，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量最多的是重質(zhì)原油，其中含有大量的硫化物、氮化物、固體雜質(zhì)等，嚴(yán)重影響原油質(zhì)量，而且固體雜質(zhì)在重質(zhì)原油電脫鹽預(yù)處理后，會(huì)在重力作用下沉降在電脫鹽污水中，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸等是天然乳化劑，它們會(huì)在油水界面形成較為牢固的保護(hù)膜，使乳化液處于穩(wěn)定狀態(tài)，而微晶蠟、細(xì)砂、粘土等微細(xì)分散的固體物質(zhì)，容易被吸附在油水界面上，形成油包水型乳狀液，這些都不利于電脫鹽污水后續(xù)油水分離處理，而且較多的固體雜質(zhì)對(duì)后續(xù)處理中的設(shè)備也會(huì)造成磨損、堵塞等影響。
[0004]電脫鹽工藝作為原油預(yù)處理工藝，具有為下游裝置提供優(yōu)質(zhì)原料，減輕設(shè)備結(jié)垢和腐蝕，降低能耗，減少催化劑消耗以及改善產(chǎn)品質(zhì)量等作用，是煉油廠不可缺少的工藝。但電脫鹽過(guò)程中會(huì)外排污水，該電脫鹽污水具有含鹽、含油以及添加的破乳劑等復(fù)雜組分，是難以處理的一類(lèi)污水，特別是含固體雜質(zhì)較多的重質(zhì)原油的點(diǎn)脫鹽污水更是難以處理。常規(guī)的重力式分離設(shè)備，如隔油池、斜板除油器等，設(shè)備占地面積大，投資成本高，而且效果不佳。而氣浮池、過(guò)濾器等設(shè)備對(duì)操作要求較高，控制困難。離心分離設(shè)備屬于動(dòng)設(shè)備，能耗大，噪聲、穩(wěn)定性等問(wèn)題也成為制約其發(fā)展因素。煉油廠傳統(tǒng)的隔油、浮選、生化處理工藝，往往達(dá)不到廢水排放要求，污油處理壓力大。絮凝-電多相催化氧化法、絮凝-溶劑萃取法、多級(jí)吸附法等，處理成本高，有些工藝還會(huì)產(chǎn)生二次污染。
[0005]在當(dāng)前及未來(lái)時(shí)間內(nèi)，重質(zhì)原油將會(huì)成為我國(guó)煉油行業(yè)的重要來(lái)源，但重質(zhì)原油質(zhì)量差，雜質(zhì)多，特別是對(duì)電脫鹽污水處理較為困難。因此，本領(lǐng)域迫切需要開(kāi)發(fā)出一種綠色高效、投資成本低、處理能力強(qiáng)、適于推廣、簡(jiǎn)單可靠的工藝方法來(lái)對(duì)其進(jìn)行有效處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種新穎的重質(zhì)原油加工過(guò)程中電脫鹽污水除油方法，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明提供了一種重質(zhì)原油加工過(guò)程中電脫鹽污水除油方法，該方法包括以下步驟:
[0008](a)將添加了破乳劑的重質(zhì)原油送入電脫鹽罐中進(jìn)行脫鹽脫水處理；
[0009](b)將經(jīng)脫鹽脫水處理的重質(zhì)原油送入下游工藝，并將所得的電脫鹽污水降溫后送入旋流分離器中進(jìn)行脫固處理；
[0010](C)將經(jīng)脫固處理后得到的下部含固體雜質(zhì)底流排出物送入污水罐；以及
[0011](d)將經(jīng)脫固處理后得到的上部溢流排出物進(jìn)行進(jìn)一步降溫處理后送入聚結(jié)器，在聚結(jié)器中進(jìn)行破乳聚結(jié)和油水分離，得到的水相送入污水處理廠，得到的油相送入電脫鹽罐出口，與經(jīng)脫鹽脫水處理的重質(zhì)原油一起送入下游工藝。
[0012]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(b)中，電脫鹽污水經(jīng)兩級(jí)換熱器和降溫到100C -70°C后送入旋流分離器中進(jìn)行脫固處理。
[0013]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(d)中，將經(jīng)脫固處理后得到的上部溢流排出物送入換熱器中進(jìn)行進(jìn)一步降溫至低于40°C后送入聚結(jié)器。
[0014]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(b)中，所述旋流分離器是由單根或多根旋流芯管并聯(lián)組成，或者由多個(gè)旋流分離器串聯(lián)組成。
[0015]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(b)中，所述旋流分離器的入口速度為l-20m/s，進(jìn)口與水出口壓力降為0.1-0.6MPa。
[0016]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(d)中，所述聚結(jié)器為聚合式脫油型高效油水分離器，由外殼和內(nèi)件構(gòu)成，其中所述內(nèi)件包括聚結(jié)層、折板分離器層和疏油介質(zhì)層，并且可更換。
[0017]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚結(jié)層是由20-30%聚丙烯纖維，60-70%金屬纖維和5-10%聚四氟乙烯纖維編織而成的，以所述聚結(jié)層的重量計(jì)。
[0018]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述聚結(jié)層采用Ω型、X型或Y型編織形式。
[0019]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(d)中，利用親油材料將油滴吸附在其上，以強(qiáng)化相間接觸和傳質(zhì)，提高油水分離效率。
[0020]在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在步驟(a)中，所述破乳劑選自下組:水溶性破乳劑、油溶性破乳劑、或其混合物，其用量為l-30ug/g;電脫鹽罐為兩級(jí)或兩級(jí)以上串聯(lián)使用。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的重質(zhì)原油加工過(guò)程中電脫鹽污水除油方法的工藝流程圖。
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的聚結(jié)器示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本申請(qǐng)的發(fā)明人經(jīng)過(guò)廣泛而深入的研宄，針對(duì)將來(lái)重質(zhì)原油將成為我國(guó)煉油行業(yè)的主要原料這一狀況，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，提出一種重質(zhì)原油加工過(guò)程中電脫鹽污水除油方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)重質(zhì)原油的脫鹽脫水處理，并通過(guò)旋流脫固、聚結(jié)除油等方式，有效地解決重質(zhì)原油電脫鹽污水固體雜質(zhì)多、污水除油處理困難、污油回收利用等問(wèn)題。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是:先將重質(zhì)原油在一定操作條件下的電脫鹽罐中進(jìn)行脫鹽脫水操作，為獲得良好的效果，添加破乳劑，脫后原油進(jìn)入下游工藝；電脫鹽污水采用旋流分離器進(jìn)行脫固處理，將其中所含的固體雜質(zhì)出去，便于后續(xù)工藝的順利進(jìn)行；然后將電脫鹽污水送入聚結(jié)器，進(jìn)行除油操作，油相出口的原油送入電脫鹽罐出口進(jìn)行回收，水相送入污水處理廠。
[0025]本發(fā)明提供了一種重質(zhì)原油加工過(guò)程中電脫鹽污水除油方法，該方法包括以下步驟:
[0026](a)將添加了破乳劑的重質(zhì)原油送入電脫鹽罐中進(jìn)行脫鹽脫水處理；
[0027](b)將經(jīng)脫鹽脫水處理的重質(zhì)原油送入下游工藝，并將所得的電脫鹽污水降溫后送入旋流分離器中進(jìn)行脫固處理；
[0028](c)將經(jīng)脫固處理后得到的下部含固體雜質(zhì)底流排出物送入污水罐；以及
[0029](d)將經(jīng)脫固處理后得到的上部溢流排出物進(jìn)行進(jìn)一步降溫處理后送入聚結(jié)器，在聚結(jié)器中進(jìn)行破乳聚結(jié)和油水分離，得到的水相送入污水處理廠，得到的油相送入電脫鹽罐出口，與經(jīng)脫鹽脫水處理的重質(zhì)原油一起送入下游工藝。
[0030]在本發(fā)明中，電脫鹽罐可以為兩級(jí)或兩級(jí)以上串聯(lián)使用，上一級(jí)水相出口的電脫鹽污水直接進(jìn)入排污管線進(jìn)入下游污水處理線，油相出口原油進(jìn)入下一級(jí)電脫鹽罐。根據(jù)處理原油量和對(duì)于含水含鹽量要求，可適當(dāng)增加電脫鹽罐級(jí)數(shù)，增大處理能力及脫水脫鹽率。
[0031]在本發(fā)明中，電脫鹽罐采用油相進(jìn)料方式，可維持油水界面穩(wěn)定，使得電脫鹽污水中含油量降低；若采取水相進(jìn)料方式，原油中小油滴會(huì)由于擴(kuò)散作用滲透到水相中，導(dǎo)致電脫鹽污水質(zhì)量差，增大污水處理難度。
[0032]在本發(fā)明中，破乳劑為水溶性破乳劑，或油溶性破乳劑，或兩種破乳劑的混合物；添加破乳劑的位置為電脫鹽罐入口之前。根據(jù)原油乳化程度添加適量的破乳劑，一般的破乳劑用量為l_30ug/g。因重質(zhì)原油含固體雜質(zhì)較多，這些固體雜質(zhì)是天然的乳化劑，會(huì)促進(jìn)形成穩(wěn)定的乳化液，添加破乳劑可以破除其乳化作用，電脫鹽過(guò)程中油水分離更為高效迅速，固體雜質(zhì)會(huì)更多的沉降下來(lái)，保證脫后原油質(zhì)量較高。
[0033]在本發(fā)明中，電脫鹽污水從電脫鹽罐中流出時(shí)，其溫度較高，一般在130°C左右，經(jīng)兩級(jí)換熱器降溫處理，使進(jìn)入旋流分離器的電脫鹽污水的溫度為100°c -700C ;電脫鹽污水從旋流器流出后，再次進(jìn)入換熱器進(jìn)一步降溫處理，使其溫度降低到40°C以下；然后進(jìn)入聚結(jié)器油水分離后，污水能夠達(dá)到污水處理廠的溫度標(biāo)準(zhǔn)。
[0034]在本發(fā)明中，旋流分離器由多個(gè)旋流芯管并聯(lián)組成，或由多個(gè)旋流分離器串聯(lián)組成，旋流器入口速度為l_20m/s，進(jìn)口與水出口壓力降為0.1-0.6MPa。對(duì)于電脫鹽污水中固體雜質(zhì)的處理，可采用重力沉降、過(guò)濾等方式，但耗時(shí)長(zhǎng)，占地面積大，且效果不佳，而采用旋流分離器，是利用離心沉降原理分離固體顆粒。對(duì)于固體含量低的固液體系，最有效、廉價(jià)的方法是采用旋流分離器，其操作通量大，適用性廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，易維護(hù)，可靠性高，分離效率高，操作壓降小，能耗低。
[0035]在本發(fā)明中，脫固處理的必要性在于電脫鹽污水中含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、環(huán)烷酸等天然乳化劑，以及微晶蠟、細(xì)砂、粘土等微細(xì)分散的固體物質(zhì)，它們會(huì)形成油包水型乳狀液并保持乳狀液穩(wěn)定，不利于電脫鹽污水油水分離處理，而且后續(xù)聚結(jié)器設(shè)備中為纖維材料，固體雜質(zhì)太多會(huì)造成堵塞，對(duì)設(shè)備也會(huì)造成磨損等影響，所以加入旋流分離器進(jìn)行脫固處理是必要的。
[0036]在本發(fā)明中，電脫鹽污水在經(jīng)旋流分離器處理后，底流排出物進(jìn)入污水罐，其中含有大量固體雜質(zhì)，混合在含油污水中，經(jīng)充分乳化而難以自然沉降，如不加以處理，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，也是對(duì)其中所含原油的一種浪費(fèi)。采用化學(xué)清洗法對(duì)其進(jìn)行處理，既可解決環(huán)境問(wèn)題，又可回收石油資源?；瘜W(xué)清洗時(shí)，藥劑的篩選、清洗的溫度、時(shí)間等工藝條件按照脫固處理后底流排出物中的固體含量、含油率、含水率、雜質(zhì)成分等進(jìn)行最優(yōu)化選擇。
[0037]在本發(fā)明中，聚結(jié)器為聚合式脫油型高效油水分離器，由外殼和內(nèi)件構(gòu)成，其中內(nèi)件包括聚結(jié)層、折板分離器層和疏油介質(zhì)層，內(nèi)件可以更換。聚結(jié)器結(jié)構(gòu)