張明

【摘 要】本文簡(jiǎn)述了幾種技術(shù)：斜板除油、重力沉降、超聲波分離及水利旋流等在洛陽石化電脫鹽后污油水處理方面上的綜合運(yùn)用-電脫鹽脫水截油裝置的設(shè)計(jì)、建造及調(diào)試。

【關(guān)鍵詞】脫水截油；污油水；斜板除油；重力沉降；超聲波分離；水利旋流

文章編號(hào)：ISSN1006—656X（2013）09 -0195-01

一、背景

加工重質(zhì)、劣質(zhì)原油是降低原油采購(gòu)成本的有效措施，常減壓裝置存在摻煉各種混合油比例高、原油性質(zhì)不穩(wěn)定、原油活罐運(yùn)行的情況，增加了電脫鹽系統(tǒng)脫鹽難度，出現(xiàn)原油脫鹽效果差、電脫鹽切水含油量高的問題。

由于電脫鹽污水含油量受原油性質(zhì)、原油加工負(fù)荷、電脫鹽脫鹽效果、原油混合效果、原油乳化程度、電脫鹽罐界位等因素影響。正常生產(chǎn)中用肉眼判斷電脫鹽污水含油情況，存在一定誤差。另外，在原油性質(zhì)大幅變化或操作波動(dòng)，出現(xiàn)電脫鹽污水含油量大時(shí)，在操作上沒有手段進(jìn)行控制。以洛陽石化為例：2011年電脫鹽污水含油量合格率為70%，不合格的電脫鹽污水含油量平均為39700mg/L，電脫鹽污水含油量超標(biāo)不僅增加常減壓裝置的加工損失率，并對(duì)環(huán)境保護(hù)帶來一定的壓力。

二、必要性和可行性分析

基于以上情況，廣州天禾自動(dòng)化有限公司和湖南石油化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院聯(lián)合相關(guān)技術(shù)力量，有針對(duì)性的對(duì)油品進(jìn)行分析，提出了技改方案， 委托長(zhǎng)嶺設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)出了電脫鹽脫水截油裝置。該方案采用了包括重力沉降、斜板除油、超聲波破乳、水力旋流等污油水分離技術(shù)的綜合解決方案，電脫鹽污油水分離設(shè)施處理能力滿足常減壓裝置電脫鹽污油水排量要求，即70t/h～90t/h之間，電脫排出污油水含油200PPm～20000PPm之間，經(jīng)過處理后的污油水含油要求降至200ppm以下。裝置經(jīng)過調(diào)試穩(wěn)定后，在電脫鹽排出污油水來液量比較穩(wěn)定的情況下，要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。裝置的控制和運(yùn)行都完全獨(dú)立于其他系統(tǒng)或裝置，當(dāng)裝置出現(xiàn)問題時(shí)或流程不穩(wěn)定時(shí)，也不能影響其他系統(tǒng)或裝置正常工作。

三、電脫鹽脫水截油裝置工作原理簡(jiǎn)介

電脫鹽污油水分離設(shè)施通過對(duì)洛陽石化電脫鹽后污油水油分進(jìn)行分析，根據(jù)洛陽石化能夠提供的0.6MPa穩(wěn)定氮?dú)夤芫W(wǎng)，1.0MPa穩(wěn)定蒸汽管網(wǎng)，0.4MPa壓縮空氣及自身的工藝條件，綜合利用了自然沉降、超聲波破乳、波紋斜板隔油、水利旋流器等多種現(xiàn)代比較成熟和先進(jìn)的污油水分離技術(shù)，從而達(dá)到高效穩(wěn)定的污油水處理效果。

（一）重力沉降

重力沉降是最簡(jiǎn)單的分離技術(shù)，讓液體轉(zhuǎn)入較大的沉降罐。僅有重力作用于油和水。裝置的處理效果隨著油類API值的減小變差，因而用來處理輕質(zhì)油類效果最好。分離需要很長(zhǎng)的時(shí)間，因而罐體體積很大。當(dāng)油到達(dá)液面以后有很多撇油方法可以用來將其撇去。進(jìn)水狀況不同，最好的出水濃度為50-100ppm，顯然不能滿足現(xiàn)在的實(shí)際要求。

（二）斜板除油

在重力沉降罐內(nèi)部?jī)A斜的平板對(duì)油滴起到了表面聚結(jié)的作用，同時(shí)斜板隔油池也運(yùn)用了淺層沉降原理，加快了沉降速度。聚結(jié)作用使小的油滴合并成為大的油滴；能較快地上浮到水面。

在進(jìn)水相同時(shí)；波紋板隔油池最大的優(yōu)點(diǎn)在于，較小的裝置可以達(dá)到與較大的重力沉降罐相似的處理效果。這就大大節(jié)約了成本。為了改善設(shè)備的處理效果，現(xiàn)今的波紋板隔油池采用一系列的斜板；此裝置使用的是不銹鋼材料。

（三）超聲波破乳

超聲波原油破乳是基于超聲波作用于性質(zhì)不用的流體介質(zhì)產(chǎn)生的“位移效應(yīng)”來實(shí)現(xiàn)油水分離的。由于“位移效應(yīng)”的存在，水離子將不斷向波腹或波節(jié)方向運(yùn)動(dòng)、聚集并發(fā)生碰撞，生成直徑較大的水滴，并在重力作用下與油分離。在駐波場(chǎng)中由于聲壓分布的不均勻性導(dǎo)致水粒子分布不均勻，從而更有利于原油中水粒子的碰撞，從而達(dá)到破乳的目的。超聲波原油破乳主要是利用超聲波的機(jī)械振動(dòng)和熱作用。

a、機(jī)械振動(dòng)作用促使水粒子凝聚。當(dāng)超聲波通過有懸浮水粒子的原油介質(zhì)時(shí)，

造成懸浮水粒子與原油介質(zhì)一起振動(dòng)。

由于大小不同的懸浮水粒子具有不同的相對(duì)振動(dòng)速度，水粒子將相互碰撞、黏合使粒子的體積和質(zhì)量均增大，最后沉降分離。

b、機(jī)械振動(dòng)作用可使原油介質(zhì)中的石蠟、膠質(zhì)、瀝青等天然乳化劑分散均勻，

增加其溶解度，降低油水界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，有利于水相沉降分離。

c、 熱作用可降低油水界面膜的強(qiáng)度和原油黏度。一方面，邊界摩擦使油水分界

處的溫度升高，有利于界面膜的破裂；另一方面，原油吸收部分聲能轉(zhuǎn)化成的熱

能，可降低原油的黏度，有利于水粒子的重力沉降分離。

4、水利旋流

主要是通過水利旋流器的離心力作用，進(jìn)行油水分離。

四、電脫鹽污油水分離設(shè)施工藝流程：

1、經(jīng)過電脫鹽排出的污油水首先經(jīng)過換熱，然后進(jìn)入分離器進(jìn)行二級(jí)沉降分離。

2、經(jīng)過分離器二級(jí)分離沉降后的高濃度污油水經(jīng)過撇油管排入撇油槽，再經(jīng)過撇油槽排入污油水緩沖罐。

3、經(jīng)過分離器二級(jí)分離沉降后的低含油污水經(jīng)過水利旋流器進(jìn)行污油水進(jìn)一步分離處理，低含油污水外排，高含油污水排入污油水緩沖罐。

4、高含油污水經(jīng)過污油水緩沖罐，通過污油水循環(huán)泵打回原油輸送泵入口或分離器污油水入口進(jìn)行循環(huán)處理。

5、污油水分離器通過氮?dú)庀到y(tǒng)進(jìn)行惰氣覆蓋和保壓，保證水利旋流器平穩(wěn)運(yùn)行。

6、定期對(duì)波紋斜板進(jìn)行蒸汽吹洗；定期對(duì)分離器底部淤泥進(jìn)行沖洗。

五、本方案優(yōu)點(diǎn)

本方案充分結(jié)合幾項(xiàng)技術(shù)特點(diǎn)，完全實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，有獨(dú)立的氮?dú)獯祾?、自沖洗系統(tǒng)。自2012年5月調(diào)試成功并運(yùn)行，至今1年半的時(shí)間內(nèi)，運(yùn)行效果良好。

1、經(jīng)過脫水截油裝置后的污油水含油低于200ppm。

2、分離出來的原油經(jīng)過污油回收管線回收。

3、整個(gè)裝置調(diào)試穩(wěn)定后，在電脫鹽來液流量及壓力基本穩(wěn)定的情況下，不需人為干預(yù)。

4、無論裝置出現(xiàn)怎樣的運(yùn)行狀況，都不能影響廠區(qū)的正常生產(chǎn)。必要時(shí)裝置可以完全被旁通，回復(fù)到改造前狀態(tài)。

5、能耗低，整套裝置只需要8臺(tái)小功率超聲波振動(dòng)棒工作及兩臺(tái)小功率機(jī)泵能耗。水利旋流器的啟動(dòng)運(yùn)行靠電脫鹽后管內(nèi)余壓提供動(dòng)力，屬于余壓利用節(jié)省能耗。

6、本裝置布局設(shè)計(jì)合理，占地小。

7、操作簡(jiǎn)便，已經(jīng)調(diào)試啟動(dòng)，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，不需要人為干預(yù)。