一种炼油碱渣酸化反应装置及防堵塞方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环保废水处理领域，具体涉及一种炼油碱渣酸化反应装置及防堵塞方法。
【背景技术】
[0002]在炼油厂油品碱洗精制过程中，产生含高浓度污染物的碱性废液，其C0D、硫化物和酚的排放量占炼油厂此类污染物排放量的40%~50%以上。这些碱渣废液，如直接排放，会严重污染环境，并且严重腐蚀设备。近些年来，随着国家环保法规、标准日趋完备和严格，以及人们对改善环境质量的呼声越来越高，碱渣处理越来越受到重视。
[0003]目前，普遍使用的碱渣处理方法主要为中和法、生化法和湿式氧化法等，其中中和法一般采用浓硫酸、二氧化硫等酸性物质作为酸化试剂对碱渣进行酸化处理，降低碱渣碱度，去除碱渣废水中大部分的硫化物，并回收石油酸，此方法工艺较为简单，装置投资低，废水处理效果明显，因此中和碱渣处理是一个常规化的过程。
[0004]针对炼油碱渣酸化过程中产生的问题，有些专利提供了处理技术。CN1014288A公开了一种碱液或碱渣的处理方法，该方法利用流化催化裂化装置再生烟气进行处理，包括:将汽油碱渣和液化气碱渣及其他装置来的碱渣进行调和；调和后的碱渣中通入流化催化裂化装置再生烟气进行中和；分离出碱渣中的油和酚、环烷酸硫化物等。该发明通过流化催化裂化装置再生烟气中的酸性气体C02、SO2中和碱渣中的OH，同时采用分离技术，将主要污染物酚类分离出来，使中和、分离处理后的碱渣废液能进入污水系统，达到减少碱渣出厂的目的。
[0005]CN103045288 A公开了一种高硫含量高COD碱渣废液的综合处理方法，包括:(I)以队/^02混合气对高硫含量高COD碱渣废液进行酸化，当废液的pH值达到2~6时，停止酸化处理；(2)步骤(I)中酸化处理过程中排放的尾气，送往硫磺生产装置用于制取硫磺；(3)步骤(I)酸化处理后的废液进行沉降，回收油相；(4)步骤(3)中分离油相后的废液的COD仍然很高，通过萃取的方法进一步降低废液的COD ; (5)步骤(4)中萃取后的废液用石灰进行再生。该发明方法投资小，操作条件温和，使碱渣废液资源化，避免了这种高浓度废水对污水处理场的冲击。
[0006]然而，在实际的碱渣酸化过程中，酸碱中和反应产生大量的盐，由于酸化过程产生大量热，使碱渣废液温度升高，这些盐可以完全溶解在碱渣中，但是在后续处理过程中，由于温度下降会使酸化后碱渣中的盐大量析出，从而堵塞管道和后续装置，严重影响碱渣处理装置的稳定运行。现有炼油碱渣酸化工艺，一般向酸化后的含盐废水中加入大量水，使盐在常温下不析出，从而保证了装置的平稳运行，但是此工艺加大了污水处理量，增加了污水厂的负荷，没有从根本上解决问题。
【发明内容】
[0007]针对现有技术的不足，本发明提供了一种炼油碱渣酸化反应装置及防堵塞方法。本发明的酸化反应装置和方法，提高了酸化反应装置运行的连续性和稳定性，彻底解决了碱渣酸化处理后导致的装置和管道堵塞问题。与现有技术相比，具有装置结构简单，酸化效率高，防止装置和管道堵塞等特点。
[0008]本发明炼油碱渣酸化反应装置包括酸化反应塔和冷凝塔，酸化反应塔体底部设有气体分布器，冷凝塔体表面设置冷凝装置，其中两个塔体分别由上部连通管和下部连通管密封连通，从而在两个塔体之间形成一个气升式外循环反应通道。
[0009]所述酸化反应塔和冷凝塔的高径比为8~20，优选为10~18 ;所述上部连通管和下部连通管的直径为酸化反应塔径的0.2-1.2倍，优选为0.5-0.8倍。
[0010]所述上部连通管优选与水平角度呈5~70°与两塔连接，优选为30~50°，冷凝塔连通口低于反应塔连通口 ；所述下部连通管与水平角度呈5~70°与两塔连接，冷凝塔连通口高于反应塔连通口 ；进一步，下部连通管与冷凝塔连接口处设置过滤器，防止冷凝液中析出的盐回流到酸化反应塔中。
[0011]所述酸化反应塔顶端设置尾气排放管路，高于上部连通管处设置酸化试剂输入管路，下端设置碱渣输入管路，低于酸化试剂输入管路高于上部连通管的塔壁上设置切油管路，具体高度根据炼油碱渣含油量确定。塔底气体分布器与气体输入管路相连。
[0012]所述冷凝塔低于下部连通管的塔底设置成塔釜形式，塔釜直径为冷凝塔直径的1~3倍，塔釜底端优选设置成锥形，并在釜底设置排放管道，管道上设置开关阀。
[0013]本发明的另一目的还在于提供一种炼油碱渣酸化反应装置防堵塞方法:首先向上述酸化反应装置中注入碱渣，控制碱渣液面高度高于上部连通管高度；然后通入酸化试剂和吹脱气进行酸化，同时将冷凝塔中碱渣温度维持在0~20°C ;随着酸化反应的进行，在反应塔和冷凝塔之间形成密度差，使得碱渣在两塔之间形成外循环流动，即碱渣通过上部连通管从反应塔流向冷凝塔，反应生成的盐在冷凝塔中析出，冷凝后的碱渣通过下部连通管回流至反应塔中。
[0014]所述冷凝塔冷凝后析出的盐由于重力的作用，沉积到冷凝塔塔釜，当冷凝塔塔釜中盐累积到一定量后，将塔釜底端的开关阀打开，将析出的盐排出。
[0015]所述炼油碱渣是催化汽油、催化柴油碱洗精制过程产生的高含硫高COD碱渣废液，或者是催化汽油碱渣、催化柴油碱渣、液态烃碱渣等的混合碱渣废液。所述酸化试剂可以采用液体酸化试剂如硫酸，也可以采用气体酸化试剂如含SOjP /或CO 2的酸性气体。采用硫酸酸化时，通过酸化试剂输入管路将硫酸逐滴加入酸化反应器内，与炼油碱渣进行中和反应，同时通入惰性气体如氮气进行吹脱。采用含SOjP /或CO 2酸性气体酸化时，SO 2和/或0)2可以直接采用纯化气体，优选采用来自S-Zorb吸附剂或FCC催化剂再生烟气，同时通入惰性气体如氮气进行掺混，控制SOjP /或CO 2的体积浓度为20%~80%。本发明采用惰性气体作为吹脱气，一方面可以起到搅拌作用，有利于强化酸化反应气液传质过程；另一方面，随着碱渣废液酸性不断增强，硫化物以分子形式存在，主要以硫醇、H2S、二甲二硫、硫醚等形式挥发出来，吹脱气可将这些硫化物及时携带出来，提高硫化物的去除效果。另外，吹脱气还有助于产生的油相与水相分层，起到一定的气浮作用。
[0016]所述吹脱气的通入量为保持空塔气速为0.l~2m/So在pH值降低到2~5时，停止酸化，静置5~60min后，通过切油管路将酸化后碱渣上层油相排出到酸化反应器外，从而完成整个酸化过程。经过上述处理后，可以将碱渣废液中的硫化物去除98%以上。
[0017]本发明所述的炼油碱渣酸化反应装置及防堵塞方法，重点解决了炼油碱渣酸化过程中由于产生大量盐，堵塞反应装置、气体分布器和管道等问题。本发明利用气升式外循环原理，在一个反应体系内将酸化反应过程和冷凝析盐过程分区同时处理，在保证酸化反应高效进行的同时，将酸碱反应生成的大量盐解析出来，从而达到酸化和脱盐同时高效进行的目的，有效的解决了装置和管道堵塞的问题。此外，冷凝后的碱渣废液部分回流至酸化反应塔，可以缓解酸化反应释放的热量，降低酸碱反应温度，有助于酸碱反应的快速进行。
【附图说明】
[0018]图1为本发明酸化反应装置的一种结构示意图；
图中标记说明:1-尾气排放管路，2-酸化试剂输入管路，3-酸化反应塔，4-碱渣输入管路，5-气体分布器，6-气体输入管路，7-上部连通管，8-下部连通管，9-冷凝塔，10-冷凝装置，11-冷凝塔塔釜，12-排放管路，13-开关阀，14-过滤装置，15-切油管路。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图1对本发明方法作详细描述。
[0020]如图1所示，本发明炼油碱渣酸化反应装置包括酸化反应塔3和冷凝塔9，酸化反应塔体底部设有气体分布器5，冷凝塔体表面设置冷凝装置10，其中两个塔体分别由上部连通管7和下部连通管8密封连通，从而在酸化过程中在两个塔体之间可以形成一个气升式外循环反应通道。
[0021]所述酸化反应塔3和冷凝塔9的高径比为8~20，优选为10~18 ;所述上部连通管7和下部连通管8的直径为酸化反应塔径的0.2-1.2倍，优选为0.5-0.8。
[0022]所