三相離心機(jī)在重污油脫水中的應(yīng)用

近年來，各大煉油廠油品變質(zhì)趨勢明顯，重污油總量逐年增加。對于這些重污油，常規(guī)的加熱脫水幾乎無效，脫水極其困難，出口污油含水量長期高于35%(回收要求小于等于5%)，無法回收，導(dǎo)致污油長期高庫存。為了提高污油脫水效率，解決污油回收問題，減少污油庫存，我們嘗試增加一套污油脫水裝置(三相分離裝置)，將油、水、泥分離。

1.工廠流程簡介

1.1裝置的基本原理

污油主要是指從排水隔油池表面回收的污油，主要由油相、水相和固相組成。油相的主要成分是油、石油蠟、瀝青質(zhì)等各生產(chǎn)裝置清洗脫水后的粉塵雜質(zhì)，成分復(fù)雜且不穩(wěn)定。通常，水相以水包油或油包水的形式出現(xiàn)，并且由于嚴(yán)重的乳化作用而難以自行除去。一般固相在各設(shè)備排出污油時(shí)與污水充分混合、混合，然后被油相電離、吸附。吸附后結(jié)塊的比重接近1，靠自然重力很難去除。

三相分離裝置主要由三部分組成:加藥部分、三相離心機(jī)和成品油輸送。核心部分是轉(zhuǎn)速為3500 r/h的三相離心機(jī)，原料污油經(jīng)過加藥和加熱后，高速進(jìn)入三相離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓。在強(qiáng)大的離心力作用下，比重不同的介質(zhì)在離心機(jī)內(nèi)分層，通過相應(yīng)的出口排出，從而達(dá)到分離油、水、固三相的目的。

加藥部分的作用是添加破乳劑、絮凝劑和加熱原料油。原油加入破乳劑后加熱。在破乳劑的作用下，通過改變?nèi)榛徒缑娴臉O性，加速了微小油粒的聚集，水包油和油包水大大減少，有助于加速各液相之間的分層，疏通界面。絮凝劑主要是利用高分子有機(jī)絮凝劑在液相中形成網(wǎng)狀捕集器，通過粘附和聚集，加速污油中固體顆粒的聚集，形成更大的凝塊，加速沉降。

1.2裝置的工藝流程

圖一。

1.3設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

主要原材料

各煉油裝置排放的污水(含油污水、堿性污水、地面污水)由污水處理系統(tǒng)各工藝段分離收集。

輔助試劑

由于重污染油成分復(fù)雜，含有大量活性成分，用一般的物理方法很難將油與水分離。因此，在污油進(jìn)入離心機(jī)之前，我們加入破乳劑和絮凝劑來提高污油的脫水效率。

主要設(shè)計(jì)指標(biāo)

污油脫水裝置原料控制指標(biāo):

60-80重量%的油、20-40重量%的水和1-5重量%的固體。

處理能力:≦5m3/h

污油脫水裝置產(chǎn)品控制指標(biāo):

油相:水≤2%(重量)，固體< 1%(重量)，一般固體

水相:平均含油量

固相:平均含油量

2.系統(tǒng)操作和調(diào)整

2.1運(yùn)行狀態(tài)

在三相分離裝置運(yùn)行初期，根據(jù)離心機(jī)廠家提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和藥劑試運(yùn)行情況，我們先后對三相離心機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性、處理能力和藥劑配比效果進(jìn)行了檢查。

在試運(yùn)行初期，我們在供應(yīng)商的指導(dǎo)下，使三相離心機(jī)在3、4、5m3/h三種處理負(fù)荷下連續(xù)運(yùn)行，基本滿足離心機(jī)處理能力要求，但產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到預(yù)定要求。

為了驗(yàn)證三相離心機(jī)的固相處理能力，我們將離心機(jī)的進(jìn)料改為罐底油泥，固相油泥呈深灰黑色，連續(xù)排泥，泥餅干燥，可堆可不流，含水率明顯低于原設(shè)計(jì)，泥餅質(zhì)量基本達(dá)到預(yù)期要求。

2.2試劑比例

根據(jù)供應(yīng)商的建議和我們對絮凝劑和破乳劑的實(shí)驗(yàn)室測試結(jié)果，我們比較了不同濃度的試劑配置的操作。其中破乳劑用量為0ppm、500ppm、3000ppm、6,000 ppm，絮凝劑用量為0 ppm、100ppm、200ppm、400ppm，并對上述兩種藥劑進(jìn)行了不同濃度的交叉試驗(yàn)。從結(jié)果來看，破乳劑和絮凝劑對分離效果沒有明顯影響(見下表)。

經(jīng)過一段時(shí)間的探索和驗(yàn)證，我們發(fā)現(xiàn)原料的含水量對出口污油的含水量有比較顯著的影響。為了穩(wěn)定原料性質(zhì)，減小含水量的變化范圍，我們延長了原料油的沉降脫水時(shí)間，初始重污油經(jīng)沉降脫水后進(jìn)入第二原料罐作為三相分離的原料。從運(yùn)行效果來看，該工藝有效保證了三相分離裝置中原料含水量的穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率大大提高。

2.3系統(tǒng)改進(jìn)

運(yùn)行初期，離心機(jī)處理量為5m3/h時(shí)，離心機(jī)軸端有泄漏。經(jīng)分析，軸端泄漏的主要原因是原設(shè)計(jì)的出液管道直徑過小，液體流動不暢。針對這種情況，我們對離心機(jī)出液管進(jìn)行了加厚處理，改造后軸端無泄漏。

三相分離系統(tǒng)投運(yùn)后，我們發(fā)現(xiàn)三相離心機(jī)的PLC控制系統(tǒng)可能由于加藥系統(tǒng)等原因停止進(jìn)料，蒸汽加熱采用手動控制，難以保證及時(shí)切斷。為了保證生產(chǎn)安全，我們在蒸汽加熱系統(tǒng)中增加了一個(gè)自動切斷閥，與三相離心機(jī)的PLC控制系統(tǒng)聯(lián)鎖。

3.產(chǎn)品質(zhì)量

經(jīng)過一段時(shí)間的試運(yùn)行調(diào)整，重污油產(chǎn)品質(zhì)量如下:

從以上運(yùn)行結(jié)果來看，試運(yùn)行期間三相分離裝置的油、水、渣相主要有以下特點(diǎn):

油相:油的含水量合格(油的約定含水量

水相:出水含油量與預(yù)期效果差距較大，高于協(xié)議要求

固相:根據(jù)分析數(shù)據(jù)，含水量優(yōu)于協(xié)議(協(xié)議要求平均含水量60 ~ 65%)，固相渣足夠干燥，滿足生產(chǎn)要求。

4.摘要

4.1成功經(jīng)驗(yàn)

a、離心法可以大大提高重污油的脫水效率，三相離心機(jī)的成功應(yīng)用，可以將污油中的水和固相一次性去除，大大提高了效率；

B.原材料的預(yù)處理非常重要。三相離心機(jī)對原料的含水量非常敏感，特別是當(dāng)原料油含水量≥45%時(shí)，成品污油的含水量會大大增加，重污油應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理。

C.管理好成品油流向也很重要。因?yàn)槿嚯x心機(jī)出來的油含水量可能不合格，所以不同含水量的污油在罐內(nèi)暫存時(shí)要區(qū)別對待。

4.2缺點(diǎn)和改進(jìn)方向

A.工藝設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步優(yōu)化。由于重污油性質(zhì)不穩(wěn)定，含水量變化范圍大，很難滿足三相離心機(jī)的入口要求。雖然對部分工藝進(jìn)行了調(diào)整，但仍存在脫水效率低、操作困難的問題。

B.加藥后重污油在三相離心機(jī)中停留時(shí)間太短，沒有足夠的混合和反應(yīng)時(shí)間，導(dǎo)致效率低，加藥效果不明顯；

C.原料中固體有機(jī)物含量低，鹽度高，導(dǎo)致泥餅含水量低，自潤滑性差，流動性差，在一定程度上增加了離心機(jī)的螺旋負(fù)荷；

D.在分析過程中，我們發(fā)現(xiàn)原料污油經(jīng)過配料、加熱和離心后，上層污油和下層清水之間存在夾層。夾層外觀類似浮渣，由微顆粒重油顆?；蚱渌麘腋☆w粒和間隙水組成。夾層的厚度隨污油的質(zhì)量而變化，體積一般在10%-30%之間。三相離心機(jī)處理的污油也有夾層，但夾層厚度明顯變窄。由于層間介質(zhì)比重非常接近1，又由于間隙水的存在，我們認(rèn)為這是造成污油自然脫水困難的主要因素。三相離心后污油間隙層變窄是由于大量間隙轉(zhuǎn)移到水相，這是三相離心出水中含油量高的主要原因。(來源:中海油東方石化有限公司)

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