含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置及其方法
2023-05-24 01:24:06 1
專利名稱：含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置及其方法
技術領域：
本發明屬於石油加工技術領域，涉及一種電脫鹽汙水除油的新方法及裝置，具體的說，本發明涉及利用離心分離設備對電脫鹽汙水除油的方法。本發明還涉及該方法所用的裝置。
背景技術：
原油含有鹽類和雜質對原油的生產加工及設備的平穩操作和維護等都有不利的影響，因此煉製必須先進行脫鹽。近年來，可開採石油向著重質化和劣質化方向發展，對電脫鹽裝置的穩定運行形成了不利影響，使得電脫鹽汙水很難達到相應的含油量指標。電脫鹽汙水已成為煉油企業汙水、汙油的主要來源之一。汙水含油超標不僅大大增加了煉油廠重汙油量和汙水汙油處理難度，而且對大氣和水體等環境以及人類健康有極大危害。隔油池汙油中低沸點組分易揮發進入大氣，汙染 空氣，人類直接攝取各種石油蒸餾物可發生中毒症狀，影響人體健康。此外，含油汙水進入水域或地下，影響飲用水資源，危害水產資源，影響農作物生長以及破壞自然景觀，相應的環保問題日益凸顯。因此，汙水除油具有十分重要的現實意義。目前，國內煉油企業仍普遍使用「老三套」技術進行汙水處理，即「沉降、隔油一浮選一生化」，電脫鹽汙水進入隔油池後與其他裝置的汙水採用此技術處理，分離出的汙油直接進入汙油罐，經脫水處理後進入焦化裝置或注入原料管線進行回煉。如圖I所示，為現有技術的電脫鹽汙水處理部分工藝流程圖。如圖I所示，包括電脫鹽罐2，同電脫鹽罐2排水口相連接的隔油池7，電脫鹽罐2依次通過換熱器6、空冷器4、水冷器5同隔油池7相連接。脫前原油經過預熱器3升溫後進入電脫鹽罐2 (包括一級電脫鹽罐，二級電脫鹽罐2-2和三級電脫鹽罐2-3)進行電脫鹽，形成脫後原油和脫鹽水；脫後原油由三級電脫鹽罐2-3上部的油出口排入初餾塔1，脫鹽水從電脫鹽罐2下部的排水口排出；電脫鹽罐排出的脫鹽水經過換熱器6、空冷器4、水冷器5降溫至50 100°C，排至隔油池7。但是，由於該種汙油罐只是靠重力沉降對汙油脫水，脫水效果差，脫水後的汙油含水量高，焦化裝置只能處理一部分，若注入原料管線進行回煉，會引起電脫鹽裝置惡化，形成更多的汙油。隨著重質、劣質原油摻煉比例不斷提高，含油汙水乳化程度加劇，電脫鹽裝置排水含油量越來越高，很多企業難以達標排放，形成上萬噸的汙油，對罐區存儲造成很大壓力。這些裝置已不能滿足清潔生產需求。為了解決電脫鹽外排汙水的帶油難題，研究者們進行了大量卓有成效的工作。洛陽石化採用隔油和粗粒化結合的汙水預除油設施，可除去電脫鹽汙水中的大部分浮油，回收的汙油回注至電脫鹽裝置入口，實現良性循環，達到較顯著的挖潛增效目的，但是，分離出來的汙油含水較高(大於10%)。長嶺分公司與中國石油大學(華東)合作，在電脫鹽裝置使用液-液旋流分離技術以降低電脫鹽裝置切水的油濃度，但該技術的最大問題是分離出來的汙油中含水高達80-90%，另外，當進水含油量較高時(含油大於5%)難以保證分離效果。
因此，煉油企業迫切需要開發出能徹底地、有效地並且適合長周期運行的電脫鹽汙水處理技術。
發明內容
本發明利用離心分離設備對電脫鹽汙水進行油水分離，回收的油相進入初餾塔，使汙油減量，減輕了汙水處理廠的壓力，解決了現有技術存在的問題。本發明的技術思路是在現有工藝中，電脫鹽產生的汙水直接排至隔油池，與其他裝置的汙水一起通過「沉降、隔油一浮選一生化」處理，分離出的汙油直接進入汙油罐。少部分汙油經脫水處理後進入焦化裝置或注入原料管線進行回煉，一方面由於汙油成分複雜，含有催化劑、破乳劑等雜質，回煉導致煉油裝置操作不穩，更易產生汙油，陷入惡性循環，另一方面，焦化裝置需求量有限，只能利用少部分汙油，汙油罐的存儲壓力變大。隨著可開採石油重質、劣質化逐漸嚴重，本工藝已不能滿足生產需求。離心分離技術是今年發展起來 的新型分離技術，其離心力通常可達重力的幾百倍，分離能力強、運轉平穩、成本低、佔地面積小，特別適合比重差較小或粘度大的體系。本發明採用離心分離技術對電脫鹽汙水進行油水分離，分離出的汙油與原油性質相似，與電脫鹽後原油混合加熱後進入初餾塔，淨化汙水進入下遊裝置隔油池進行下一步處理。採用離心分離技術對脫鹽汙水進行油水分離，不僅減少了汙水中的油含量，而且分離出的汙油可全部進入初餾塔合理利用，既實現了汙油減量，又減輕了存儲設備壓力。該技術可以取代現有技術中的重力沉降、隔油池等技術。本發明提供的解決方案具體如下一種含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，包括含有一原油進口、油出口和排水口的電脫鹽罐和含有一油相入口的初餾塔，該電脫鹽罐的油出口同該初餾塔油相入口相連通，該電脫鹽罐還通過一離心分離單元同所述初餾塔相連接以對電脫鹽汙水進行水油分離，該離心分離單元包括一入口、一油相出口和一水相出口，該離心分離單元入口同該電脫鹽罐的排水口相連接，該離心分離單元油相出口同初餾塔的油相入口相連通。進一步，還包括一冷卻裝置，所述電脫鹽罐的水相出口通過冷卻裝置連接至所述離心分離單元的入口。進一步，所述冷卻裝置包括依次連接的換熱器、空冷器和水冷器，所述冷卻裝置出口為水冷器的出口。進一步，所述離心分離單元入口還同所述換熱器的出口相連接。進一步，所述離心分離單元包括一離心萃取分離設備、水相緩衝罐和油相緩衝罐，該離心萃取分離設備入口為所述離心分離單元入口，離心萃取分離設備水相出口同水相緩衝罐入口相連接，離心萃取分離設備油相出口同油相緩衝罐入口相連接，該水相緩衝罐出口為所述離心分離單元水相出口，該油相緩衝罐出口為所述離心分離單元油相出口。進一步，所述離心分離單元包括一離心萃取分離設備，該設備為離心萃取機或液-液分離用離心機。進一步，還包括一含有水相入口的隔油池，該隔油池的水相入口同所述離心分離單元的水相出口相連通。一種使用如權利要求I所述裝置的使用方法，包括以下步驟步驟I :原油進入電脫鹽罐脫鹽；
步驟2 電脫鹽罐排出的汙水進入離心分離單元進行水油分離；步驟3 :電脫鹽罐脫鹽後的原油同離心分離單元分離出的汙油一同流入初餾塔油相入口進行進一步加工。進一步，進入離心分離設備的脫鹽汙水的溫度為55 90°C，進入離心分離設備的汙水含油濃度在600 200000mg/L，如權利要求8所述裝置進行電脫鹽汙水除油的方法，其特徵在於，述離心分離設備的轉筒轉速為500-3000rpm。上述的汙水除油離心萃取分離機採用專利201020620262. 5、200910055098. X等離心萃取分離裝置結構，但不以此為限。以201020620262. 5為例，該離心萃取分離設備包括位於頂部的電機，連接電機的傳動裝置，連接傳動機構的轉動軸，連接轉動軸的上軸承和軸承座、以及下軸承和軸承座，內筒，外筒，位於內筒中的輕相堰及重相堰，位於外筒的輕相收集室、輕相出口、重相收集室、重相出口、輕相進口及重相進口，支座，位於支座底部的減震器以及位於外筒底部的底部葉片。
進一步，上述的進入離心萃取分離機的電脫鹽汙水溫度控制在55°C至90°C。與現有技術相比，本發明的優點在於(I)克服了現有的電脫鹽汙水除油方法和設備操作複雜、效果差等缺點，分離效果好，分離速度快，操作方便，適合長周期運轉。(2)實現了電脫鹽汙水就地除油和汙油的回收利用，適用性強、抗衝擊能力強，適合在石油煉製行業推廣使用。
圖I為現有技術的電脫鹽汙水處理部分工藝流程圖，其中I-初餾塔2-U2，3電脫鹽罐3-預熱器4-空冷器5-水冷器6-1>2換熱器7-隔油池8-泵圖2為本發明電脫鹽汙水處理工藝流程圖，其中I-初餾塔。飛^電脫鹽罐3-預熱器4-空冷器5-水冷器6-u換熱器7-隔油池8-泵9-離心分離單元圖3為圖2中離心分離單元的結構示意圖，其中9_1泵9_2水相緩衝罐9_3離心萃取分離設備9_4油相緩衝罐9_5泵
具體實施例方式本發明將離心分離工藝應用於電脫鹽汙水的油水分離中，高效快速的回收了原油，降低了汙水含油量，解決了現有技術存在的問題。下面結合具體實例，進一步闡明本發明的內容。如圖2所示，為本發明電脫鹽汙水處理工藝流程圖，包括多個電脫鹽罐一級電脫鹽罐2^、二級電脫鹽罐2-2和三級電脫鹽罐2-3，同電脫鹽罐排水口相連接的隔油池7，和電脫鹽罐油出口相連接的初餾塔1，其中，電脫鹽罐油出口同初餾塔I的油相入口相連接以輸入脫鹽後的原油，電脫鹽罐和隔油池則通過冷卻裝置相連接，該冷卻裝置在本實施例中為換熱器6、空冷器4和水冷器5，該冷卻裝置同隔油池7之間還連接有一離心分離單元9以便對電脫鹽罐排出的脫鹽汙水進行水油分離。該分離單元9包括一油相出口和水相出口，該油相出口同下遊裝置初餾塔I油相入口相連接，該水相出口同隔油池7連接。如圖3所示，為離心分離單元的結構示意圖，該離心分離單元9包括一離心萃取分離設備9-3、水相緩衝罐9-2和油相緩衝罐9-4，離心萃取分離設備9-3包括一入口、一油相出口和一水相出口 該入口同前述冷卻裝置的出口相連接，該油相出口同油相緩衝罐9-4相連接，該油相緩衝罐9_4進一步通過泵提升後，和電脫鹽裝置脫後原油混合後送入初餾塔I ;該水相出口同水相緩衝罐9-2相連接，該水相緩衝罐9-2進一步通過泵將汙水送入隔油池7，以進行進一步的沉降後分理。其中，換熱器6還進一步同水冷器5的出口相連接，以混合換熱器6排出的高溫汙水和水冷器5排出的低溫汙水相融合，以達到分離裝置最佳工作溫度。上述的汙水除油離心萃取分離機9_3可採用專利「液-液兩相混合-分離的裝置」 (申請號201020620262. 5)、「高效液-液溶劑萃取方法及裝置」(申請號200910055098. X)等離心萃取分離裝置結構，但不以此為限。以201020620262. 5為例，該離心萃取分離設備包括位於頂部的電機，連接電機的傳動裝置，連接傳動機構的轉動軸，連接轉動軸的上軸承和軸承座、以及下軸承和軸承座，內筒，外筒，位於內筒中的輕相堰及重相堰，位於外筒的輕相收集室、輕相出口、重相收集室、重相出口、輕相進口及重相進口，支座，位於支座底部的減震器以及位於外筒底部的底部葉片。該裝置具體處理工藝流程如下脫前原油經過預熱器3升溫後進入電脫鹽罐2(包括一級電脫鹽罐，二級電脫鹽罐2-2和三級電脫鹽罐2-3)進行電脫鹽，形成脫後原油和脫鹽水；脫後原油由三級電脫鹽罐2-3上部的油出口排入初餾塔1，脫鹽水從電脫鹽罐2下部的排水口排出；換熱器6出來的高溫電脫鹽汙水(約IO(TC)和進一步經過空冷器4、水冷器5出來的低溫電脫鹽汙水(約50°C)混合後，進入離心分離單元9進行油水分離，脫後汙油同電脫鹽罐分理出的汙油一同送入初餾塔I，離心分離單元9分理出的汙水排至隔油池7。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件，或按照製造廠商所建議的條件。除非註明，否則所有的份數為體積份數，所有的百分比為體積百分比。實施例I按前述的工藝流程進行電脫鹽汙水除油，其中I.物料性質脫鹽汙水流量為20t/h，溫度為75°C，水密度1000kg/m3，油密度945kg/m3(20°C )，油黏度為 303mm2/s (50°C )，油含量 20000mg/L2.離心萃取分離機轉鼓直徑為500mm,電機轉速為lOOOrpm。3.含量測定方法油含水量按照GB/T8929-2006石油產品水分測定法測定水含油濃度按照GB/T16488-1996水質石油類和動植物油的測定紅外光度法測定。4.應用效果經過離心萃取分離機處理之後，淨化水含油量為44mg/L，除油效率達到了99. 78%，輕相出口汙油含水量小於1%，各主要指標良好，與原油性質相似，可以回注至初餾塔，減少原油浪費。
實施例2I.物料性質脫鹽汙水流量為30t/h，溫度為60°C，水密度1000kg/m3，油密度910kg/m3(20°C )，油黏度為 290mm2/s (50°C )，油含量 1000mg/L2.離心萃取分離機轉鼓直徑為600mm,電機轉速為lOOOrpm。3.含量測定方法油含水量按照GB/T8929-2006石油產品水分測定法測定 水含油濃度按照GB/T16488-1996水質石油類和動植物油的測定紅外光度法測定。4.應用效果經過離心萃取分離機處理之後，淨化水含油量為210mg/L，除油效率達到了 79%，輕相出口汙油含水量小於1%，各主要指標良好，與原油性質相似，可以回注至初餾塔，減少原油浪費。實施例3I.物料性質脫鹽汙水流量為10t/h，溫度為65°C，水密度1000kg/m3，油密度935kg/m3(20°C)，油黏度為 300mm2/s (50°C )，油含量 30000mg/L2.離心萃取分離機轉鼓直徑為450mm,電機轉速為lOOOrpm。3.含量測定方法油含水量按照GB/T 8929-2006石油產品水分測定法測定水含油濃度按照GB/T16488-1996水質石油類和動植物油的測定紅外光度法測定。4.應用效果經過離心萃取分離機處理之後，淨化水含油量為77mg/L，除油效率達到了99. 23%，輕相出口汙油含水量小於1%，各主要指標良好，與原油性質相似，可以回注至初餾塔，減少原油浪費。綜上所述僅為發明的較佳實施例而已，並非用來限定本發明的實施範圍。即凡依本發明申請專利範圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發明的技術範疇。
權利要求
1.ー種含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，包括含有一原油進ロ、油出口和排水ロ的電脫鹽罐和含有一油相入口的初餾塔，該電脫鹽罐的油出ロ同該初餾塔油相入口相連通，其特徵在於，該電脫鹽罐還通過ー離心分離單元同所述初餾塔相連接以對電脫鹽汙水進行水油分離，該離心分離單元包括一入ロ、一油相出口和一水相出口，該離心分離單元入口同該電脫鹽罐的排水ロ相連接，該離心分離單元油相出口同初餾塔的油相入口相連通。
2.如權利要求I所述的含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，其特徵在於，還包括一冷卻裝置，所述電脫鹽罐的水相出口通過冷卻裝置連接至所述離心分離單元的入口。
3.如權利要求2所述的含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，其特徵在幹，所述冷卻裝置包括依次連接的換熱器、空冷器和水冷器，所述冷卻裝置出口為水冷器的出ロ。
4.如權利要求3所述的含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，其特徵在於，所述離心分離單元入口還同所述換熱器的出口相連接。
5.如權利要求I所述的含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，其特徵在於，所述離心分離單元包括一離心萃取分離設備、水相緩衝罐和油相緩衝罐，該離心萃取分離設備入ロ為所述離心分離單元入ロ，離心萃取分離設備水相出ロ同水相緩衝罐入ロ相連接，離心萃取分離設備油相出ロ同油相緩衝罐入口相連接，該水相緩衝罐出口為所述離心分離單元水相出口，該油相緩衝罐出口為所述離心分離單元油相出口。
6.如權利要求I或5所述的含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，其特徵在於，所述離心分離單元包括一離心萃取分離設備，該設備為離心萃取機或液-液分離用離心機。
7.如權利要求I所述的含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置，其特徵在於，還包括一含有水相入口的隔油池，該隔油池的水相入口同所述離心分離單元的水相出口相連通。
8.ー種使用如權利要求I所述裝置的處理方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟I :原油進入電脫鹽罐脫鹽； 步驟2 :電脫鹽罐排出的汙水進入離心分離單元進行水油分離； 步驟3 :電脫鹽罐脫鹽後的原油同離心分離單元分離出的汙油一同流入初餾塔油相入ロ進行進一步加工。
9.如權利要求8所述裝置進行電脫鹽汙水除油的方法，其特徵在幹，進入離心分離設備的脫鹽汙水的溫度為55 90°C，進入離心分離設備的汙水含油濃度在600 200000mg/L
10.如權利要求8所述裝置進行電脫鹽汙水除油的方法，其特徵在於，述離心分離設備的轉筒轉速為500-3000rpm。
全文摘要
本發明涉及一種含有電脫鹽汙水除油裝置的原油加工裝置及其方法，包括含有一原油進口、油出口和排水口的電脫鹽罐和含有一油相入口的初餾塔，該電脫鹽罐的油出口同該初餾塔油相入口相連通，其特徵在於，該電脫鹽罐還通過一離心分離單元同所述初餾塔相連接以對電脫鹽汙水進行水油分離，該離心分離單元包括一入口、一油相出口和一水相出口，該離心分離單元入口同該電脫鹽罐的排水口相連接，該離心分離單元油相出口同初餾塔的油相入口相連通。本克服了現有的電脫鹽汙水除油方法和設備操作複雜、效果差等缺點，分離效果好，分離速度快，操作方便，適合長周期運轉，並實現了電脫鹽汙水就地除油和汙油的回收利用，適用性強、抗衝擊能力強。
文檔編號C02F1/40GK102757813SQ20121025814
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月24日 優先權日2012年7月24日
發明者徐豔, 甘仁武, 白志山, 郝萌萌 申請人:華東理工大學