CN102092867A - 油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法及装置，提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法，该方法包括：对瓦斯塔底出水口的干馏废水进行除尘处理，以除去其中的油泥，得到经除尘处理的循环水；对经除尘处理的循环水进行除油处理，得到经除油处理的循环水；以及将所得的经除油处理的循环水返回瓦斯塔，作为洗涤水和冷却水重新利用。本发明还提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用装置。

Description

油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法及装置

技术领域

本发明属于石油化工与环保领域，涉及一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法，适用于对油页岩干馏工艺中瓦斯塔出口废水进行处理的工艺。具体地说，本发明提供了对油页岩干馏系统中瓦斯塔段循环水除油除泥处理并循环利用的方法及装置。

背景技术

油页岩是煤炭伴生资源，利用油页岩干馏技术炼制原油及其副产品，曾支持了我国在贫油时期的经济建设，但其研究与开发也曾一度逐年萎缩。上世纪90年代初，抚顺矿业集团引进循环经济理念，重新开始油页岩的综合利用和研发，其中以油页岩炼油最为重点。

目前，在油页岩干馏生产过程中，油页岩经过干馏产生页岩油的同时，也会产生大量的干馏污水，瓦斯塔段的干馏污水主要由以下几部分组成：

(1)集合管导出的混合气中的夹带水：它由集合管段导出的混合气夹带其中的部分油水液滴和未经全部冷却的焦油气在瓦斯塔内继续冷却而产生；

(2)在瓦斯塔内对干馏产物加工冲洗排水：对干馏物进行洗涤加工、回收页岩油过程中产生的水；

(3)循环冷却排水：对循环瓦斯进行冷却过程中产生的水。

干馏污水是一种含污染物种类繁多、成份复杂、浓度较高的污水，其中除一般天然油厂常见的石油类物质和挥发酚化合物外，还含有较大量有机硫、有机氮和环烷酸类化合物及稠环芳烃等环境污染物，是目前世界公认的难处理有机污水，也是国家重点引进治理技术的行业污水之一。国内外先后对页岩干馏污水进行了实验室处理，但因设备投资较高而相应产生的经济效益不够理想而搁浅，污水处理难度较大。

目前在抚顺式油页岩干馏工艺中，干馏污水需要排放至污水处理场进行处理后才能返回干馏设备，虽然做到了废水的循环利用，但消耗了大量能耗。如果能够将部分污水经过适当处理后直接返回各洗涤冷却装置，进行冷却洗涤水的循环利用，而非全部排放到处理厂处理，不但解决了污水处理的难题，还节省了大量新鲜水，做到了水资源的循环利用，大大降低了能源的损耗。

在目前常见的油页岩干馏生产过程中，干馏炉出口的焦炉气和焦油在常压下进入集合管里被循环水淋洗去除气体中的油泥(重质油和粉尘的混合物)，洗涤过程也是焦炉气和煤焦油降温分离的过程。经过集合管降温和洗涤的混合气(包括焦油气和循环瓦斯)在集合管保持一定的负压的情况下进入洗涤饱和塔。在常见的洗涤饱和塔中，洗涤塔置于主风饱和塔之上，这样做的好处是既对混合气进行了二级洗涤，又对主风进行了加温、增湿。但是，经过饱和塔饱和后的主风温度无法根据实际生产需求进行调整，而且通过饱和塔的空气难免带走洗涤水中的一部分页岩油和油泥进入主风总管中，造成主风带油泥从而导致管路堵塞的问题。洗涤饱和塔为一体也不利于安全，遇到停电或瓦斯、空气压力突然增大的情况，也会造成空气上窜到洗涤塔中而发生暴躁事件。洗涤饱和塔的分离可以解决上述问题。

在最新的油页岩工艺中，洗涤饱和塔分成瓦斯塔和空气塔，并将洗涤部分置于两塔塔底。瓦斯塔承担了正向混合气和循环瓦斯气的洗涤或冷却，空气塔承担了正向混合气和主风的洗涤或冷却。空气塔中混合气因为已经由前一级瓦斯塔脱除全部油泥且洗涤部分在下的关系，避免了主风带泥的问题。瓦斯塔的下半部分用来对混合气进行第二级的冷却和洗涤。而其上半部分则对从冷却塔返回的循环瓦斯进行新一级的洗涤，彻底除去其中的焦油。上下部分的结合面设置水封，防止瓦斯气和混合气的互窜。循环水经过塔顶下淋的过程中，以溢流方式通过液封，并先后对瓦斯气和混合气进行洗涤或冷却。这么做，解决了洗涤饱和塔的各种问题，且对混合气和循环瓦斯各增加了一级洗涤或冷却流程，更好地提高了页岩油回收率和冷却效果，避免了油污进入加热炉后的结垢问题。

但是，洗涤冷却水经过对瓦斯气和混合气的洗涤或冷却后，含有较大量的油泥和页岩油，需要及时进行处理以避免污染以及对管道的腐蚀。

然而，迄今为止，本领域尚未开发出一种能够有效地对油页岩干馏工艺中瓦斯塔出口废水进行处理的方法。

因此，本领域迫切需要开发出一种能够有效地对油页岩干馏工艺中瓦斯塔出口废水进行处理的方法

发明内容

本发明提供了一种新的油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法及装置，很好地解决了洗涤冷却水循环利用的要求，同时也方便了页岩油和油泥的回收，从而克服了现有技术存在的缺陷。

一方面，本发明提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法，该方法包括：

对瓦斯塔底出水口的干馏废水进行除尘处理，以除去其中的油泥，得到经除尘处理的循环水；

对经除尘处理的循环水进行除油处理，得到经除油处理的循环水；以及

将所得的经除油处理的循环水返回瓦斯塔，作为洗涤水和冷却水重新利用。

在一个优选的实施方式中，所得的经除油处理的循环水的含泥量为0，含油量低于0.1体积％，以所得的经除油处理的循环水的体积计。

另一方面，本发明提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用装置，该装置包括：

与瓦斯塔的底出水口连接的瓦斯塔除尘器，用于对瓦斯塔底出水口的干馏废水进行除尘处理，以除去其中的油泥，得到经除尘处理的循环水；

与瓦斯塔除尘器的顶出水口连接的瓦斯塔除油器，用于对经除尘处理的循环水进行除油处理，得到经除油处理的循环水。

在一个优选的实施方式中，该装置还包括位于瓦斯塔的底出水口与瓦斯塔除尘器之间的泵，用于将瓦斯塔底出水口的干馏废水泵送入瓦斯塔除尘器。

在另一个优选的实施方式中，所述瓦斯塔除尘器与瓦斯塔串联布置，所述瓦斯塔除尘器选自旋流除尘器。

在另一个优选的实施方式中，所述瓦斯塔除油器与瓦斯塔除尘器串联布置，所述瓦斯塔除油器选自旋流除油器。

在另一个优选的实施方式中，所述瓦斯塔除尘器以单级或多级串联组合的方式使用。

在另一个优选的实施方式中，所述瓦斯塔除油器以单级或多级串联组合的方式使用。

附图说明

图1是根据本发明一个实施方式的油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用流程示意图。

具体实施方式

本发明的发明人经过广泛而深入的研究后发现，油页岩干馏系统的焦油气在出集合管后进入后续的洗涤冷却部分时，采用瓦斯塔和空气塔代替原先的洗涤饱和塔，也就是在主风增湿过程前，率先通过瓦斯塔把干馏气中的油泥脱除掉，进行一定的洗涤和冷却工作，具有循环气洗涤彻底，主风不带油泥避免加热炉结垢的优点；而在瓦斯塔段增设除油除泥装置，对其中的冷却洗涤水进行净化处理并循环利用则解决了干馏废水的处理问题，减少了大部分废水处理费用和新鲜水耗，且避免了水中杂质堵塞或腐蚀管道和设备，降低了污水处理的难度和处理量。基于上述发现，本发明得以完成。

本发明的技术构思如下：

1.在油页岩干馏工艺的瓦斯塔部分冷却和洗涤过程产生的油-泥-水混合物中含有大量的页岩粉尘与干馏油形成的油泥，通过设置瓦斯塔除尘器，可以很好地实现循环水脱除油泥的目的；

2.在瓦斯塔除尘器出口设置瓦斯塔除油器，对经过除泥处理的含油污水进行去除油污的处理，可以很好地实现循环水脱除油污的目的；

3.将除油除泥净化后的循环水返回至集合管作为洗涤水和冷却水，从瓦斯塔顶淋洗其中的循环瓦斯，并以溢流的方式通过瓦斯塔中部的液封，进入瓦斯塔下部对其中的干馏气进行洗涤和降温。

在本发明的第一方面，提供了一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用的方法，该方法包括：

瓦斯塔底出水口的干馏废水进入瓦斯塔除尘器，除去其中的油泥，得到经过初步净化的循环水；

瓦斯塔除尘器出口的循环水进入瓦斯塔除油器，除去其中的油污，得到净化后的循环水；以及

瓦斯塔除油器出口的循环水返回瓦斯塔，作为洗涤水和冷却水重新利用。

在本发明中，对瓦斯塔装置内所需的洗涤冷却用水采用通过除油除泥装置进行循环回用的处理方法，降低了新鲜水耗，减少了大量的污水处理工作；对瓦斯塔底出水口的干馏废水采用瓦斯塔除尘器，脱除其中的油泥；对经过除泥处理后的干馏废水采用瓦斯塔除油器，除去其中的油污。

在本发明中，经过净化处理后的循环水含泥量为0，含油量低于1％(优选0.001％)；其返回瓦斯塔顶，以喷淋的方式先洗涤瓦斯塔上部的循环瓦斯，瓦斯气返回加热炉加热后作为热载气干馏油页岩；同时通过水封溢流入瓦斯塔下部，洗涤和冷却其中的干馏混合气，混合气则进入下一级洗涤冷却装置。

在本发明的第二方面，提供了一种用于油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用的装置，该装置包括：

用于瓦斯塔段干馏废水循环利用脱除油泥的瓦斯塔除尘器，设置于瓦斯塔底出水口；

与所述瓦斯塔除尘器出水口相连的瓦斯塔除油器，用于干馏废水除油。

在本发明中，所述瓦斯塔、瓦斯塔除尘器和瓦斯塔除油器通过循环水泵和相关管路连成一个相对完整和独立的循环回路。

在本发明中，所述瓦斯塔除尘器位于瓦斯塔出水口，与瓦斯塔成串联布置，该除尘器可选自旋流除尘器或其它各类固液分离设备。

在本发明中，所述瓦斯塔除油器与瓦斯塔除尘器出水口成串联布置，该除油器可选自旋流除油器或其它各类油水分离设备。

在本发明中，所述瓦斯塔除油器或瓦斯塔除尘器以单级或多级串联组合的方式使用。

本发明的方法和装置还可以用于其它含油水混合物的分步分离过程。

以下参看附图。

图1是根据本发明一个实施方式的油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用流程示意图。如图1所示，集合管出口干馏混合气(来自干馏炉的油气)进入瓦斯塔1下部，被循环水淋洗冷却；瓦斯塔内的循环瓦斯自冷却塔来，并循环返回加热炉；循环水与塔内焦油气和瓦斯气载体接触后，将其中的焦油气冷却凝结成干馏原油，同时洗去其中的页岩粉尘形成的油泥，该过程产生的油-水-泥三相混合物作为瓦斯塔段的干馏废水从出水口排出(部分油气进入空气塔)；干馏废水用泵2打入瓦斯塔除尘器3，通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的油泥，油泥由除尘器底部进入油泥处理部分；从除尘器顶部出来的干馏废水进入瓦斯塔除油器4，通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的油污，油污由除油器顶部进入后续隔油处理；经过上述除油除泥处理的干馏废水基本具备了作为循环水的条件，循环水返回瓦斯塔作为洗涤水和冷却水使用。

本发明的方法和装置的主要优点在于：

本发明采用液-液分离技术和固-液分离技术对油页岩干馏系统的含油含泥废水进行了净化和循环利用，避免了水中杂质堵塞或腐蚀管道和设备，降低了污水处理的难度和处理量；该方法工艺先进，设备投资成本较低，占地面积小，故障率低，能有效减少循环水中的油-泥含量，降低相关能耗。

实施例

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试验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另有说明，所有的百分比和份数按重量计。

实施例1：抚顺矿业集团油页岩干馏装置节能减排技术改造项目

工艺流程：

该项目采用本发明的装置，其工艺流程如图1所示。

通过集合管段的一级冷却洗涤过程，干馏混合气中的页岩粉尘含量大大降低，页岩油也得到了一定比率的回收，可达30％以上，但是，混合气中依然存在不少的页岩粉尘，夹带的焦油或焦油气也未得到完全的回收，故瓦斯塔段的第二级洗涤冷却产生的干馏废水中依然有一定量的油泥需要进行除尘处理，以防止油泥堵塞和腐蚀工艺管道。另外，由于瓦斯塔段的页岩粉尘较少，无需设置集泥罐，故直接采用瓦斯塔除尘器去除油泥后，通入瓦斯塔除油器进行除油净化。

集合管出口干馏混合气进入瓦斯塔1下部，被循环水淋洗冷却；循环水与塔内焦油气和瓦斯气载体接触后，将其中的焦油气冷却凝结成干馏原油，同时洗去其中的页岩粉尘形成的油泥，该过程产生的油-水-泥三相混合物作为瓦斯塔段的干馏废水从出水口排出；

干馏废水用泵2打入瓦斯塔除尘器3，除尘器选用旋流除尘器，通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的油泥；

干馏废水进入瓦斯塔除油器4，除油器选用旋流除油器，通过高压产生的强旋涡流场和离心力脱除其中的油污；

经过上述除油除泥处理的干馏废水基本具备了作为循环水的条件，通过循环泵打入瓦斯塔作为洗涤水和冷却水使用；

如此往复循环，形成洗涤冷却水的循环利用系统。

技术效果：

在该工艺中，瓦斯塔段旋流器入口流量为503000kg/h；顶流口流量为493000kg/h，底流口为10000kg/h，其中含泥量(指油岩灰)为95mg/L，含油量为3187mg/L。经过瓦斯塔段的洗涤和分离，空气塔出口即空气塔分离器入口含泥量(指油岩灰)为0，含油量为500mg/L；对于循环水，旋流除泥器的进口与水相出口之间的压力降0.10MPa。当进水油泥含量不大于2000mg/L时，旋流除泥器的水相出口泥水浓度不大于300mg/L；规定频次的分析值(不大于300mg/L)合格率≥90％且旋流除泥器的油泥相流量不大于旋流除泥器进口流量的10％。旋流除油器的进口与相出口之间的压力降为0.15-0.25MPa。当旋流除油器进水含油量不大于2000mg/L时，水相出口含油浓度不大于200mg/L；当进水含油量不大于1000mg/L时，水相出口含油浓度不大于150mg/L；规定频次的分析值(不大于200mg/L或不大于150mg/L)合格率≥95％。旋流除油器的油相流量约为旋流除油器进口流量的5％，控制不大于10％。循环水得到了很好的除油除泥效果。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用方法，该方法包括：

对瓦斯塔底出水口的干馏废水进行除尘处理，以除去其中的油泥，得到经除尘处理的循环水；

对经除尘处理的循环水进行除油处理，得到经除油处理的循环水；以及

将所得的经除油处理的循环水返回瓦斯塔，作为洗涤水和冷却水重新利用。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所得的经除油处理的循环水的含泥量为0，含油量低于0.1体积％，以所得的经除油处理的循环水的体积计。

3.一种油页岩干馏系统瓦斯塔段废水循环利用装置，该装置包括：

与瓦斯塔(1)的底出水口连接的瓦斯塔除尘器(3)，用于对瓦斯塔底出水口的干馏废水进行除尘处理，以除去其中的油泥，得到经除尘处理的循环水；

与瓦斯塔除尘器(3)的顶出水口连接的瓦斯塔除油器(4)，用于对经除尘处理的循环水进行除油处理，得到经除油处理的循环水。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置还包括位于瓦斯塔(1)的底出水口与瓦斯塔除尘器(3)之间的泵(2)，用于将瓦斯塔底出水口的干馏废水泵送入瓦斯塔除尘器(3)。

5.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述瓦斯塔除尘器(3)与瓦斯塔(1)串联布置，所述瓦斯塔除尘器(3)选自旋流除尘器。

6.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述瓦斯塔除油器(4)与瓦斯塔除尘器(3)串联布置，所述瓦斯塔除油器(4)选自旋流除油器。

7.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述瓦斯塔除尘器(3)以单级或多级串联组合的方式使用。

8.如权利要求3或4所述的装置，其特征在于，所述瓦斯塔除油器(4)以单级或多级串联组合的方式使用。

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