专利名称：一种石油化工乳化工艺水除油方法
技术领域：
本发明属于水处理及回用技术领域，具体涉及一种石油化工乳化工艺水的处理方法，特别是烯烃裂解乳化急冷水以及汽提净化水等工艺水的除油方法。
背景技术：
石油化工行业生产过程中产生大量的含油工艺水，这些工艺水中主要包括油类物质、乳化剂、和水。污染物为油类物质，工艺水的原料水皆为脱盐水，具有较高的回用价值。目前采取的主要处理方式，一是采用投加破乳剂的方式处理，处理后的工艺水回用到生产装置，但该类技术不能达到理想的除油效果，而且油不能回收，尤其对于乳化严重的工艺水，仅靠投加破乳剂不能实现破乳，不能解决根本问题。二是作为污水排入污水处理 场处理，既增加污水处理场的处理费用，对环境造成一定污染，又造成资源的浪费。对于生产装置工艺水，一旦发生乳化，需要快速实现破乳，并将油从水中分离出来，尽快消除工艺水的乳化对生产的影响。本发明组合工艺可以达到上述目的。现有技术中，CN101837264A公开了一种急冷水破乳剂组合物及其应用，其中含有脂肪酸、烷基胺和烃类溶剂。上述组合物各成分混合制成急冷水破乳剂，加入到湍流的急冷水中可加速油水分离，达到破乳的目的。但该方法对于乳化严重的水，需要加入大量破乳齐U，而且需要较长时间才能破乳。作为污水排放时，后续污水处理工序必须去除前面加入的药剂，否则会造成水体二次污染，并且处理后的水中仍然会有少量粒径较小ΙΟμπι)的分散油难以除去。沈志刚等在《含油污水破乳除油的试验研究及工业应用》(化工环保，2000年第20卷第3期)中，介绍了破乳-隔油-浮选-曝气-沉淀的含油污水处理流程，选择Thg-B型破乳剂，处理某炼油厂减压塔顶乳化水，该工艺是目前炼油厂污水处理场普遍采用的污水处理工艺，处理目的是达标排放，不能实现水及其中的油进行回收利用的目的。上述文献中含油污水处理目的均在于达标排放，目前世界性水资源短缺使水资源可持续利用与节水回用得到极大重视，尤其是石油化工生产水量消耗更大。污水回用不但可以节约大量新鲜水，还可以大幅度减少污水外排。因此，亟需开发一种简单可行的含油污水处理工艺，对污水及其中的油进行回收利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、成本低廉的乳化工艺水的除油方法，特别针对于石油化工业的乳化工艺水，可快速实现破乳、油水分离，尽快消除工艺水的乳化对生产的影响，且除油效果明显，处理后的工艺水含油量低，可循环回用到生产装置，并可回收油分，减少乳化油水的排放对环境造成的影响。本发明解决其技术问题所采取的技术方案是一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于按照一定的浓度标准，向乳化工艺水中加入破乳剂后，再依次经过破乳沉降单元、粗粒化过滤单元和阻截除油单元，实现油、水分离，油、水分别通过管线回收利用。
破乳剂在乳化工艺水中的浓度为O 15mg/L。破乳剂的加入量为其在乳化工艺水中的浓度8 12mg/L。所述的粗粒化过滤单元中粗粒化材料选用新型稀土多孔瓷砂滤料。粗粒化过滤单元中的滤速为10 20m/h，过滤周期为4 20h。粗粒化过滤单元中的滤速为12 16m/h，过滤周期为8 12h。稀土多孔瓷砂滤料在进行一个过滤周期后进行反洗再生，反洗时瓷砂膨胀率控制在10%为宜。所述的阻截除油单元中，采用阻截膜过滤器实施阻截过滤，阻截膜除油过滤精度 为O. 01 0.3 μ m，膜的表面负荷5 12L/h · dm2，排油周期I 6h。阻截膜的表面负荷为8 10L/h · dm2，排油周期2 4h。鉴于石油化工乳化工艺水的水质特点以及所涉及生产工艺运行的特殊性，本发明采用破乳沉降-粗粒化过滤-阻截除油组合工艺，快速破乳并实现油水分离，去除水中的烃类物质、悬浮物和铁化合物。其过程及原理在于乳化工艺水首先进入破乳沉降单元，破乳沉降单元包括射流器、管道混合器、释放器、以及沉降分离罐。沉降分离罐为竖流式，在沉降罐入口设有中心管，中心管内区域为接触区，接触区水力停留时间为2min，沉降罐内分离区水力停留时间为95min。接触区底端离沉降罐底150mm,顶端离溢流口 150mm,以防止扰动浮油层。经破乳沉降后的出水水管布置在分离区底部。在破乳沉降单元，乳化工艺水经射流器与破乳剂和射流器吸入的空气混合，送入管道混合器。在此乳化工艺水与空气及破乳剂充分接触混合，经减压释放装置将溶气水减压释放至沉降罐中心管，从中心管进入沉降罐分离区，沉降分离出水从罐底集水管排出，水面上的浮油经沉降罐溢流口排出收集。通过破乳沉降主要去除乳化工艺水中的浮油和粒径大于10 μ m的分散油和乳化油，同时破乳剂改变了乳化油滴的表面特性，利于后续单元的除油。沉降罐内布水位置为罐底往上100 670mm，优选150 250mm ;破乳剂使用浓度O 15mg/L,优选 8 12mg/L。破乳沉降出水经气动泵提升、流量计计量后从上部进入粗粒化过滤塔，在此经过瓷砂滤料的吸附凝聚、碰撞作用，使微小油珠的乳化油在此凝集成较大的油滴而上浮分离。粗粒化法处理含油废水，是利用含油废水流经一些粗粒化材料时，会吸附、粘附和截留一部分油分，使分散相的油珠在容器内达到有效分子碰撞，凝集成较大的油滴，最后被水剥离并从聚结材料层中脱离，并迅速在分离器内腔上浮，从而使油得到分离。考虑到废油回收利用，粗粒化材料选用新型稀土多孔瓷砂滤料，该滤料是由稀土材料烧制而成。具有耐腐蚀、抗氧化、无毒性、硬度高、空隙率和比表面积大等特点。粗粒化过滤的滤速为10. O 20. Om/h,优选12 16m/h。滤塔在一定的滤速条件下运行一段时间后要进行反洗再生，瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为4 20h，优选8 12h。反洗再生采用水洗加气洗的联合方式进行，反洗强度以瓷砂膨胀率达到10%为宜。每次反洗可以将滤塔所吸附截留的油冲洗收集回收。粗粒化滤塔底部出水进入阻截膜除油过滤器。当含油的水进入阻截除油过滤器时，给水以适当的压力，来水一侧的水分子即可与膜内水分子发生置换透过，而油等憎水性分散物质则不能与膜内缔合水发生置换而被选择性的阻截，从而实现油水分离。随着被阻截油粒的不断增加，油粒相互间发生碰撞凝聚而逐步形成大油粒，在浮力作用下浮升，实现油水分离，经油水分离后上部油可以回收利用，因此过滤器需要定期排油。本发明可根据所处理工艺水的含油量及对出水水质的要求，确定阻截膜的精度，一般采用的阻截膜除油过滤精度为O. 3 O. 01 μ m。阻截膜除油过滤器需定期进行反冲洗，反洗水返回到破乳沉降罐。阻截除油过滤器运行参数为膜的表面负荷5 12L/h Mm2,优选8 10L/h · dm2 ;排油周期I 6h,优选2 4h。与现有技术相比，本发明的一种石油化工乳化工艺水除油方法所具有的有益效果是
I、该工艺的设备简单，易操作，无需加入大量破乳剂，乳化工艺水处理后可回用于工业装置，废油也可回收利用，不会产生二次污染；2、除油效果明显，可以快速实现破乳及油水分离，使乳化工艺水变清，尽快消除工艺水乳化对生产装置的影响；3、可以在80°C以下的较高温度下运行，并可根据工艺水乳化程度及对出水水质要求，采用不同精度等级的阻截膜单元，来拦阻不同粒径的油类物质，从而控制除油精度。
图I是本发明的工艺流程图；图2是破乳沉降单元结构及分区示意图。图I 2是本发明的最佳实施例，下面结合附图I 2对本发明做进一步说明
具体实施例方式实施例I含红外油份758. 9mg/L的烯烃裂解乳化急冷水经换热器换热后进入图I所示的处理流程进行处理，在破乳沉降单元。如图2所示，破乳沉降单元分为接触区和分离区，接触区进行乳化工艺水、水和空气的混合、气压释放及破乳过程，分离区进行浮油、粒径大于10 μ m的分散油及乳化油和水的分离过程。急冷水(乳化工艺水，下同)在接触区的水力停留时间为2min，沉降罐内分离区水力停留时间为95min。破乳沉降罐内布水位置，即接触区距罐底180mm，顶端距溢流口 150mm。破乳剂使用浓度8mg/L，出水红外油份可以降到482. 7mg/L,去除率为 36. 4%0破乳沉降出水经气动泵提升、流量计计量后从上部进入粗粒化过滤塔，粗粒化过滤滤速为12m/h。瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为10h。反洗时瓷砂膨胀率控制10%。出水红外油份271. 6mg/L,去除率为43. 7%。瓷砂材料选用新型稀土多孔瓷砂滤料。滤塔底部出水进入阻截除油过滤器。阻截除油过滤器选用的膜精度为O. I μ m，膜的表面负荷8L/h Mm2 ;排油周期2h，出水红外油份96. 7mg/L，去除率为64. 4%。出水可回用于烯烃裂解急冷水，分离出的油可回收利用。实施例2含红外油份1834. 2mg/L的烯烃裂解乳化急冷水经换热器换热后进入图I所示的处理流程进行处理，在破乳沉降单元，急冷水在接触区的水力停留时间2min，沉降罐内分离区水力停留时间为95min。破乳沉降罐内布水位置在罐底往上200mm,顶端距溢流口 150mm ；破乳剂使用浓度12mg/L，出水红外油份可以降到981. 3mg/L，去除率为46. 5%。破乳沉降出水经气动泵提升、流量计计量后从上部进入粗粒化过滤塔，粗粒化过滤的滤速为12m/h。瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为8h。反洗时瓷砂膨胀率控制10%。出水红外油份524. 7mg/L，去除率为46. 5%。滤塔底部出水进入阻截除油过滤器。阻截除 油过滤器选用的膜精度为O. I μ m，膜的表面负荷8L/h · dm2 ;排油周期2h，出水红外油份150. 2mg/L，去除率为71. 4%。出水可回用于烯烃裂解急冷水，分离出的油可回收利用。实施例3含红外油份1834. 2mg/L的烯烃裂解乳化急冷水经换热器换热后进入图I所示的处理流程进行处理，在破乳沉降单元，急冷水在接触区的水力停留时间2min，沉降罐内分离区水力停留时间为95min。破乳沉降罐内布水位置在罐底往上250mm,顶端距溢流口 150mm ；破乳剂使用浓度15mg/L，出水红外油份可以降到1001. lmg/L，去除率为45. 4%。破乳沉降出水经气动泵提升、流量计计量后从上部进入粗粒化过滤塔，粗粒化过滤的滤速为10m/h。瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为4h。反洗时瓷砂膨胀率控制10%。出水红外油份545. 5mg/L，去除率为45. 5%。滤塔底部出水进入阻截除油过滤器。阻截除油过滤器选用的膜精度为O. I μ m，膜的表面负荷5L/h · dm2 ;排油周期lh，出水红外油份156. 8mg/L，去除率为71. 3%。出水可回用于烯烃裂解急冷水，分离出的油可回收利用。实施例4含红外油份1834. 2mg/L的烯烃裂解乳化急冷水经换热器换热后进入图I所示的处理流程进行处理，在破乳沉降单元，急冷水在接触区的水力停留时间2min，沉降罐内分离区水力停留时间为95min。破乳沉降罐内布水位置在罐底往上150mm,顶端距溢流口 150mm ；破乳剂使用浓度15mg/L，出水红外油份可以降到992. lmg/L，去除率为45. 9%。破乳沉降出水经气动泵提升、流量计计量后从上部进入粗粒化过滤塔，粗粒化过滤的滤速为20m/h。瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为20h。反洗时瓷砂膨胀率控制10%。出水红外油份596. 3mg/L，去除率为39. 9%。滤塔底部出水进入阻截除油过滤器。阻截除油过滤器选用的膜精度为O. I μ m，膜的表面负荷12L/h Mm2 ;排油周期6h，出水红外油份206. 4mg/L，去除率为65. 4%。出水可回用于烯烃裂解急冷水，分离出的油可回收利用。实施例5含红外油份856. 2mg/L的烯烃裂解乳化急冷水经换热器换热后进入图I所示的处理流程进行处理，在破乳沉降单元，急冷水在接触区的水力停留时间2min，沉降罐内分离区水力停留时间为95min。破乳沉降罐内布水位置在罐底往上200mm,顶端距溢流口 150mm;破乳剂使用浓度10mg/L，出水红外油份可以降到448. 6mg/L，去除率为46. 7%。破乳沉降出水经气动泵提升、流量计计量后从上部进入粗粒化过滤塔，粗粒化过滤的滤速为15m/h，瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为10h，反洗时瓷砂膨胀率控制10%。出水红外油份234. 6mg/L，去除率为47. 7%。滤塔底部出水进入阻截除油过滤器。阻截除油过滤器选用的膜精度为O. I μ m，膜的表面负荷10L/h · dm2，排油周期4h。出水红外油份69. 2mg/L，去除率为70. 5%。出水可回用于烯烃裂解急冷水，分离出的油可回收利用。根据比较，在不添加破乳剂的情形下，实施例5是最佳的实施方法。实施例6含红外油份87. 4mg/L的炼厂汽提净化水经换热后进入图I所示工艺流程(不加破乳剂)进行处理，在(破乳)沉降分离单元主要去除浮油，减轻油的波动对后续处理单元影响。沉降罐内布水位置在罐底往上200mm,顶端距溢流口 150mm。在粗粒化过滤单元，粗粒化过滤的滤速为16m/h，瓷砂粗粒化过滤的过滤周期为12h。反洗时瓷砂膨胀率控制10%。出水红外油份48.9mg/L，去除率为44. 1%。滤塔底部出水进入阻截除油过滤器。阻截除油过滤器选用两级，膜精度分别为
O.3和O. 01 μ m，膜的表面负荷10L/h -dm2 ;排油周期4h，出水红外油份I. 92mg/L， 去除率为96. 1%。出水可作为汽提净化水回用，分离出的油可回收利用。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于按照一定的浓度标准，向乳化工艺水中加入破乳剂后，再依次经过破乳沉降单元、粗粒化过滤单元和阻截除油单元，实现油、水分离，油、水分别通过管线回收利用。
2.根据权利要求I所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于破乳剂在乳化工艺水中的浓度为O 15mg/L。
3.根据权利要求I或2所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于加入破乳剂后，破乳剂在乳化工艺水中的浓度为8 12mg/L。
4.根据权利要求I所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于所述的粗粒化过滤单元中粗粒化材料选用新型稀土多孔瓷砂滤料。
5.根据权利要求I所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于粗粒化过滤单元中的乳化工艺水滤速为10 20m/h,过滤周期为4 20h。
6.根据权利要求5所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于粗粒化过滤单元中的滤速为12 16m/h,过滤周期为8 12h。
7.根据权利要求4所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于稀土多孔瓷砂滤料在进行一个过滤周期后进行反洗再生，反洗时瓷砂膨胀率控制在10%。
8.根据权利要求I所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于所述的阻截除油单元中，采用阻截膜过滤器实施阻截过滤，阻截膜除油过滤精度为O. 3 O. 01 μ m,膜的表面负荷5 12L/h · dm2，排油周期I 6h。
9.根据权利要求8所述的一种石油化工乳化工艺水除油方法，其特征在于阻截膜的表面负荷为8 10L/h · dm2，排油周期2 4h。
全文摘要
一种石油化工乳化工艺水除油方法，属于水处理及回用技术领域，特别涉及烯烃裂解乳化急冷水以及汽提净化水等工艺水的除油方法。该方法的特征在于按照一定的浓度标准，向乳化工艺水中加入破乳剂后，再依次经过破乳沉降单元、粗粒化过滤单元和阻截除油单元，实现油、水分离，油、水分别通过管线回收利用。本方法可以快速实现乳化油水的破乳、澄清及油水分离，红外油份去除率达90％以上，除油后的工艺水可循环使用，从而提高生产装置运转的稳定性、可靠性，延长装置的运转周期；同时可回收乳化工艺水中的油份，此外本发明破乳剂用量小，不会产生二次污染。
文档编号B01D17/05GK102949866SQ20111025556
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者王建娜, 李茂双, 潘咸峰, 张广, 张方银 申请人:中国石油化工股份有限公司