CN101792224A

CN101792224A - 延迟焦化放空水处理的方法与装置

Info

Publication number: CN101792224A
Application number: CN201010136365A
Authority: CN
Inventors: 徐效梅; 汪华林; 钱卓群; 杨强; 钱鹏; 吕文杰; 崔馨
Original assignee: Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2030-03-30
Also published as: CN101792224B

Abstract

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种投资少、能耗低、除焦效率高的延迟焦化放空水处理的方法和装置。一种延迟焦化放空污水中脱除焦粉固体颗粒的处理方法：对进入放空塔的含焦、含油放空污水进行一级冷却步骤；脱除放空污水中夹带的污油和焦粉固相颗粒的一级除油除焦步骤；二级冷却后的放空污水，进入重力沉降罐进行二级除油除焦步骤。本发明的延迟焦化放空水处理的方法和装置优点在于：分离效率高、操作简单无需反冲洗、易维护、压力损失小，压力降稳定。

Description

延迟焦化放空水处理的方法与装置

技术领域

本发明属于化工环保技术领域，涉及去除放空水中焦粉、油滴等杂质的方法，具体的涉及一种延迟焦化放空水系统污水的处理方法，以及实施该方法所用的装置。

背景技术

在石油化工领域，延迟焦化是当前将廉价重质油转化为高附加值的轻质油产品的主要手段之一，在世界炼油工业中占有重要地位。延迟焦化是炼油联合装置的主要经济效益来源之一，更是今后中国、美国等许多国家重点发展的一种重油(重质油的简称)加工方法。

延迟焦化过程是炼油厂采用热裂化工艺改质和转化渣油(如常压渣油、减压渣油等)为气体、液体产品和浓缩碳物质的固体石油焦炭过程。延迟焦化装置放空系统用于处理焦炭塔内排除的油气、蒸汽及焦粉等杂质。

延迟焦化装置排出的污油较多，约占加工量的1.5％-2.5％，其中绝大部分为焦炭塔凝析油放空污油。由于其中含水和含焦粉较高，如果掺入全厂污油，会影响污油质量，凝堵设备和管线。焦化污油和炼厂油浆要得到很好的利用，必须先解决“废油”的含水、含焦粉和杂质问题，然后才可针对不同的“废油”采用不同的技术措施。

目前，在新的焦化装置设计中，已逐步实现了对焦化污油的转化利用工作。例如对于含水量大于1％的污油和油浆，应先进入一定温度下的锥底油罐，进行脱水并沉淀出焦粉等固体杂质，然后进入放空塔进一步脱水和除去焦粉，在焦炭塔大吹前注入焦炭塔底掺入高温焦炭中。国内设计的全密闭放空系统，在放空塔底增设了塔底油循环加热器和过滤设备，以保证塔釜油脱水和除去焦粉。该工艺流程回收了污油，降低了污油排放和污染问题；酸性水去切焦水或冷焦水部分回用，既避免了管线、塔盘堵塞，又避免了大量水分进入分馏塔，造成突沸事故。由于该工艺设置了加热器、空冷器，因而增加了投资成本、占地面积。

目前，在石油化工装置中，含油污水除油的方法有简易的隔油池、过滤器以及活性炭吸附法等。这些方法可以概括为重力沉降和过滤两大类。过滤采用滤网收油，需要定期反冲洗；重力沉降将污水停留一段时间后，把漂浮在上层的油收走，以达到分离的目的，但停留时间长、体积庞大、占地面积多、运转不连续、难于处理分散油和乳化油，更不能应付突发事件。

总之，由于现有技术存在的上述问题，故至今为止尚未解决延迟焦化装置放空系统污水科学净化处理问题，远不能满足石油化工洁净生产工业化的期望。因此本领域迫切需要开发成本低且效果好的对于含油、含焦、含轻烃污水的处理方法和装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，为了克服现有延迟焦化技术中存在的问题，提供一种投资少、能耗低、除焦效率高的延迟焦化放空水处理的方法。

本发明所要解决的又一技术问题在于，提供了一种结构简单、投资少、能耗低、除焦效率高的延迟焦化装置放空水的处理装置。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

作为本发明第一方面的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)一级冷却步骤

对进入放空塔的含焦、含油放空污水进行一级冷却，将放空污水温度降低到90～99℃，气相中的重质油冷凝为液相，混合至放空污水中；

(2)一级除油除焦步骤

脱除放空污水中夹带的污油和焦粉固相颗粒，焦粉固相颗粒直接去冷焦池，污油直接由旋流除油器溢流口打回回炼；

(3)二级冷却步骤

将步骤(2)中除油除焦后的放空污水进行二级冷却至30-50℃；

(4)二级除油除焦步骤

将经过步骤(3)二级冷却后的放空污水，打入重力沉降罐，利用重力对放空污水中的小油滴、焦粉进行二级脱除。

进一步，所述的步骤(2)中，包括步骤：①将放空污水打入旋流除油器中，脱除放空污水中夹带的污油，污油直接由旋流除油器溢流口打回回炼；②经旋流除油器除油后的放空污水，进入后续旋流除焦器中，进一步脱除放空污水中夹带的焦粉固相颗粒，旋流除焦器出来的焦粉直接去冷焦池。

进一步，所述的步骤(2)中，包括步骤：①将放空污水打入旋流除焦器中，脱除放空污水中夹带的焦粉固相颗粒，旋流除焦器出来的焦粉直接去冷焦池；②将脱焦后的放空污水打入后续的旋流除油器中，脱除其中夹带的污油，污油直接由旋流除油器溢流口打回回炼。

利用空冷器进行上述的一级冷却步骤和二级冷却步骤。

所述的旋流除油器放空污水进口与含焦污水出口之间的压力降不超过0.20MPa。

旋流除焦器放空污水进口与净化放空污水出口之间的压力降不超过0.10MPa。

重力沉降后的放空污水去污水汽提装置或延迟焦化冷焦水系统及切焦水处理系统去污水汽提装置再处理，分离出来的焦粉混合物直接去冷焦池。

所述的处理前的放空污水油滴粒径为5-150微米，油滴含量不大于0.006-6wt％。

所述的处理前的放空污水焦粉粒径为1-100微米，焦粉含量不大于1.5wt％。

作为本发明第二方面的一种延迟焦化放空水处理的装置，包括：

用于将冷却放空塔中污水冷却至90-99℃并排出一级冷却后的含油含焦放空污水的第一空冷器；

连接所述的第一空冷器，用以接纳第一空冷器所排出的含油含焦放空污水并进行旋流分离污油，得到一级处理的含焦粉放空污水的旋流除油器；

与所述的旋流除油器的底流口连接，用以接纳所述的旋流除油器排放的一级处理的含焦粉放空污水并分离含焦放空污水的焦粉，得到脱焦后的初步净化放空污水的旋流除焦器；

与所述的旋流除焦器的溢流口连接，用以接纳所述的旋流除焦器排放的初步净化放空污水并将该初步净化放空污水冷却至30-50℃，得到的二级冷却后的放空污水的第二空冷器；

与所述的第二空冷器连接，用以接纳所述的第二空冷器排出的二级冷却后的放空污水并进一步分离二级冷却后的放空污水的小油滴、焦粉的重力沉降罐。

连接所述的第一空冷器，用以接纳第一空冷器所排出的含油含焦放空污水并进行旋流分离脱焦，得到一级处理的含污油放空污水的旋流除焦器；

与所述的旋流除焦器的底流口连接，用以接纳所述的旋流除焦器排放的一级处理的含污油放空污水并脱除该一级处理的含污油放空污水中夹带的污油，得到脱油后的初步净化放空污水的旋流除油器；

与所述的旋流除油器的溢流口连接，用以接纳所述的旋流除油器排放的脱油后的初步净化放空污水并将该初步净化放空污水冷却至30-50℃，得到的二级冷却后的放空污水的第二空冷器；

所述的旋流除油器、旋流除焦器，为重力沉降罐、旋风分离器、旋流分离器等液-固、液-液两相分离器中的任意一种或几种的组合形式，优选为旋流除焦器、旋流除油器组合形式。

在旋流除焦器、旋流除油器的内表面复合耐磨材料，如玻璃。

本发明对延迟焦化放空污水采用两级冷却、两级除油除焦，得到净化的放空水，其中，旋流脱焦的放空污水的焦粉分离精度为3微米，5微米及以上微粒的去除率超过95％。本发明方法将放空污水一级冷却至90～99℃时，即进行旋流除油，避免了油品乳化后的状态下除油，提高了除油效率。

本发明的主要优点在于：

1、分离效率高：脱除焦粉固体颗粒的同时脱水和其它固体颗粒杂质；可以同时脱除放空污水中的分散油、浮油、乳化油等油相物质。

2、操作简单无需反冲洗、易维护、无任何废弃物残生，运行费用低。当原料流量大幅度变化或者焦粉、油滴含量急剧增加时，均能稳定运转。

3、压力损失小，压力降稳定。

4、装置结构检点，抗冲击性能强，可靠性高，能长周期运转。

5、占地面积小。

附图说明

图1为本发明的一实施方式的延迟焦化放空水处理的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

在本发明的第一方面，提供了一种延迟焦化放空污水中脱除焦粉固体颗粒的处理方法：利用空冷器对进入放空塔的含焦、含油放空污水一级冷却，将放空污水温度降低到90～99℃，气相中的重质油冷凝为液相，混合至放空污水中；将放空污水打入旋流除油器中，脱除放空污水中夹带的污油，污油直接由旋流除油器溢流口打回回炼；经旋流除油器除油后的放空污水，进入后续旋流除焦器中，进一步脱除放空污水中夹带的焦粉等固相颗粒，旋流除焦器出来的焦粉直接去冷焦池；进一步将旋流除油除焦后的放空污水二级冷却至30-50℃；二级冷却后的放空污水，进入重力沉降罐，利用重力脱除除油除焦后的放空污水中的小油滴、焦粉。

初步冷却处理后的放空污水，先经旋流除焦器除焦再去旋流除油器除油；也可先经旋流除油器除油后再去旋流除焦器除焦。

重力沉降后的放空污水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水系统及切焦水处理系统去污水汽提装置再处理，分离出来的焦粉混合物直接去冷焦池。

在本发明的第二方面，提供了一种延迟焦化放空水的处理装置，该装置包括旋流除油器、旋流除焦器、重力沉降罐。

所述的旋流除油器，用于对一级冷却后的含油含焦放空污水进行旋流分离，得到一级处理的含焦粉放空污水和污油。所述的旋流除焦器，用于分离旋流除油器出来的含焦放空污水，得到脱焦后的初步净化放空污水。所述的重力沉降罐，用于进一步分离分离旋流除油除焦后的二级冷却后的放空污水。

目前，传统的液固两相分离技术主要为沉降罐、过滤器、旋风分离器、旋流分离器等。旋流分离器体积小、分离速度快、操作维护简单，是一种新型高效、节能的分离设备；采用旋流分离技术为核心与其它分离技术(如沉降、过滤)相组合来脱除延迟焦化放空污水中的焦粉，能够克服现有的重力沉降罐、过滤器等处理焦粉存在的装置投资大、操作复杂、运行成本高、不能长周期运转等缺陷，具有装置投资成本低，体积小，可靠性高，压力损失小，连续运转周期长且分离效率高，节约了材料并提高了资源的综合利用率的优点。

适用于本发明的所述旋流除焦器没有特别限制，可以是旋流器或重力分离器，但以旋流器为优，在旋流器的内表面复合耐磨材料，以提高旋流器的使用寿命。

传统的延迟焦化工艺中，常规的延迟焦化放空水系统的污水，在放空冷凝器、沉降分离罐的作用下，脱除放空污水中所夹带的焦粉固体及油滴组分。沉降罐分离周期长，分离效率低，污油、污水夹带有焦粉固体，引起管线及塔盘的堵塞，对整个延迟焦化带来了无法估计的危害。

图1是本发明的一实施方式的延迟焦化放空水处理流程示意图。如图1所示，利用第一空冷器2对进入放空塔1的含焦、含油延迟焦化放空污水进行一级冷却，将延迟焦化放空污水的温度降低到90～99℃，气相中的重质油冷凝为液相，混合至放空污水中；将初步冷却后的放空污水打入旋流除油器3中，脱除放空污水中夹带的污油，污油直接由旋流除油器3的溢流口打回回炼；经旋流除油器除油后的放空污水，进入后续的旋流除焦器4中，进一步脱除放空污水中夹带的焦粉等固相颗粒，从旋流除焦器4出来的焦粉直接去冷焦池；利用第二空冷器5进一步将旋流除油除焦后的放空污水二级冷却至30-50℃；二级冷却后的放空污水，进入重力沉降罐6，在重力作用下进一步脱除放空污水中的小油滴、焦粉组分。重力沉降后的放空污水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水系统及切焦水处理系统去污水汽提装置再处理，分离出来的焦粉混合物直接去冷焦池。

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例，仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

上海石油化工股份有限公司新建120万吨/年延迟焦化装置及其配套系统工程120万吨/年延迟焦化装置吹汽放空系统。

流体性质如下：

进入放空塔的物质流量为46500kg/h，压力为0.10MPa(G)，温度为390℃，密度为1.09kg/cum，平均分子量为29.8，粘度为0.023cP。

实施方式：

采用两级冷却两级除油除焦的方法对上海石油化工股份有限公司新建120万吨/年延迟焦化装置及其配套系统工程120万吨/年延迟焦化装置吹汽放空系统的放空污水进行处理。首先，通过空冷器对放空污水进行一级冷却处理，使得温度降低到90～99℃，然后进入旋流除油器脱油；从旋流除油器底流出来的含焦粉污水去旋流除焦器进一步处理，脱除放空污水中的焦粉固体颗粒；一级除油除焦后的放空污水，在空冷器的二次冷却作用下，温度降低至工作温度，再进入重力沉降罐二级除油除焦。工艺流程见图1。

工艺流程说明：

1、利用空冷器对进入放空塔的含焦、含油放空污水一级冷却，将放空污水温度降低到90～99℃，气相中的重质油冷凝为液相，混合至放空污水中，放空污水随后进入旋流除油器、旋流除焦器进行一级脱油脱焦处理。

2、一级冷却后的延迟焦化放空污水，进入旋流除油器，脱除放空污水中所夹带的油滴组分。当旋流除油器进口油滴含量不大于3000mg/L时，其净化水相出口油滴的浓度不大于150mg/L。10微米以上的油滴去除率不小于80％，额定流量下，压力降为0.20Mpa。

3、旋流除油后的放空污水，进入旋流除焦器，将放空污水分离为含焦粉等杂质固相和污水液相。焦粉相的流量范围为0-5％。进口焦粉含量不大于5000mg/L时，其水相出口中焦粉微粉(≥50微米)的去除率≥90％。在该流量情况下，放空水进口与水相出口之间额定压力降为0.1MPa。旋流除焦器出来的焦粉固体颗粒，直接去冷焦池，而脱焦后的污水进入旋流除油器脱油。

4、初步冷却处理后的放空污水，先经旋流除焦器除焦再去旋流除油器除油；也可先经旋流除油器除油后再去旋流除焦器除焦。

5、初步冷却后的延迟焦化放空水温度为90～99℃即进行旋流除油，有效的控制了油滴的乳化，避免了油品乳化后的状态下除油，提高了除油效率。

6、一级除油除焦后的放空污水，在空冷器的作用下，二级降温至所需温度30-50℃。

7、二级降温后的放空污水，夹带有部分小颗粒油滴及焦粉，进入重力沉降罐二次除油除焦。

实施效果：

1、在优选的旋流除油器的作用下，当旋流除油器进口油滴含量不大于3000mg/L时，其净化水相出口油滴的浓度不大于150mg/L。10微米以上的油滴去除率不小于80％，额定流量下，压力降为0.20MPa。

2、在优选的旋流脱焦器的作用下，当进口焦粉含量不大于5000mg/L时，其水相出口中焦粉微粉(≥50微米)的去除率≥90％。在该流量下，放空水进口与水相出口之间额定压力降为0.1MPa。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims

1.延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)一级冷却步骤

(2)一级除油除焦步骤

(3)二级冷却步骤

将步骤(2)中除油除焦后的放空污水进行二级冷却至30-50℃；

(4)二级除油除焦步骤

2.根据权利要求1所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，包括步骤：①将放空污水打入旋流除油器中，脱除放空污水中夹带的污油，污油直接由旋流除油器溢流口打回回炼；②经旋流除油器除油后的放空污水，进入后续旋流除焦器中，进一步脱除放空污水中夹带的焦粉固相颗粒，旋流除焦器出来的焦粉直接去冷焦池。

3.根据权利要求1所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，包括步骤：①将放空污水打入旋流除焦器中，脱除放空污水中夹带的焦粉固相颗粒，旋流除焦器出来的焦粉直接去冷焦池；②将脱焦后的放空污水打入后续的旋流除油器中，脱除其中夹带的污油，污油直接由旋流除油器溢流口打回回炼。

4.根据权利要求1-3任一项所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，利用空冷器进行上述的一级冷却步骤和二级冷却步骤。

5.根据权利要求2所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，所述的旋流除油器放空污水进口与含焦污水出口之间的压力降不超过0.20MPa。

6.根据权利要求2所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，旋流除焦器放空污水进口与净化放空污水出口之间的压力降不超过0.10MPa。

7.根据权利要求3所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，所述的旋流除焦器放空污水进口与含油污水出口之间的压力降不超过0.20MPa。

8.根据权利要求3所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，所述的旋流除油器放空污水进口与净化放空污水出口之间的压力降不超过0.10MPa。

9.根据权利要求1-3任一项所述的延迟焦化放空水处理的方法，其特征在于，重力沉降后的放空污水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水系统及切焦水处理系统去污水汽提装置再处理，分离出来的焦粉混合物直接去冷焦池。

10.一种延迟焦化放空水处理的装置，包括：

11.一种延迟焦化放空水处理的装置，包括：

12.根据权利要求10或11所述的延迟焦化放空水处理的装置，其特征在于，所述的旋流除油器、旋流除焦器，为重力沉降罐、旋风分离器、旋流分离器的液-固、液-液两相分离器中的任意一种或几种的组合形式。