CN102140368A - 一种重污油回炼工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到重污油回炼工艺，其特征在于包括下述步骤：(1)开工时，在接触冷却塔内建立50～80％的初始重污油塔底液位，所述初始重污油由塔底循环泵送入塔底重沸器换热后从塔底内初始重污油的上方返回接触冷却塔，建立塔底温度为150～160℃；(2)新鲜的重污油与塔底重污油经静态混合器充分混合后作为接触冷却塔的上回流物料，同时建立塔顶温度110～120℃；在接触冷却塔内新鲜重污油自上而下沿塔盘向下流动，与塔底蒸发的油气逆向接触，气液两相换热后，重污油中的水分吸收热量以水蒸气形态从接触冷却塔的顶部排出，送入下游程序；脱水后的重污油沉降在塔底，得到重污油回炼产物。与现有技术相比，本发明利用炼油厂现有的设备通过简单的温度控制即可进行重污油的回炼，不需使用催化剂，重污油脱水效果好，效益高。

Description

一种重污油回炼工艺

技术领域

本发明涉及到重污油回炼工艺。

背景技术

石油炼制过程中产生一定的重污油，这些重污油来源广泛，例如原油罐切水、减顶罐切水、装置停工扫线、设备清洗、电精制等过程中都会产生重污油。不同过程中产生的重污油性质差异很大，重污油形式也复杂，有水包油型、有油包水型的或多层包覆等情况，乳化严重，具有极强的油水界面张力。目前重污油油水分离的方法主要有以下几种：

1加热静止沉降法

加热静止沉降法分离原理主要是利用油和水的密度差以及油和水的不相容性，加热静止的状态下实现油珠与水的分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层，油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小，油与水的密度差，流动状态及流体的粘度。它们之间的关系可用Stokes和New-ton等定律来描述。

加热静止沉降分离法的特点是：能接受任何浓度的重污油，流程简洁易于操作，投资少；其缺点是：回收周期长，沉降周期一般在24h以上，蒸汽量大，能耗高，回收的油中含有较多的水，不利于重污油回炼。

2离心分离法

离心分离技术处理重污油是应用三相卧螺离心机产生的离心力将油水分离。此方法分离出三种介质，污水排入含油污水管网；固相污泥通过螺旋输送器送至固体料斗；污油送入罐区。经过离心分离后，重污油中的水分明显减少，可避免重污油在二次加工过程中对装置产生不良的影响。

3化学法

化学方法主要是向重污油中投加化学药剂，在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和，油粒聚集，粒径变大，同时生成絮状物吸附细小油滴，然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺(PAM)等有机高分子絮凝剂。

4超声波分离法

超声波可使介质产生机械振动、空化作用和热作。

(1)机械振动作用可促使重污油中的水“粒子”产生位移效应，然后根据碰撞效应使小水滴凝聚成大水滴，在重力作用下沉降分离。

(2)降低油水界面膜强度和污油粘度。一方面，界面摩擦使油水分界面处温度升高，使得界面膜容易破裂；另一方面，污油吸收部分声能转换成热能，降低了污油的粘度从而有利于水滴的聚并，使油水分离。

超声波对重污油脱水的作用相当明显，但是超声波在处理重污油过程中，温度、超声波的声强对脱水的效果有很大的影响。对物性变化较大的重污油，这些参数要做适当的改变。

5旋流与沉降组合的处理工艺

采用旋流与沉降组合工艺，优化旋流器与沉降器的结构，通过调节旋流器的叶片数目、沉降器的板间距离以及倾角考察组合工艺处理重污油油水分离状况。而在其它参数不变的条件下，随着旋流器入口流量的增加，流速升高，流动阻力增大，压降变大，旋流器的分离效率随之增大。

6组合处理工艺

应用化学法、重力沉降法与离心法三者相结合的净化重污油方法。通过添加适量脱水助剂，降低重污油中环烷酸的乳化作用，同时增加油相与水相的密度差，使得油水易于分离；采用离心力强化重污油的油相与水相的分离。

采取以上相关工艺方法可以降低重污油的含水率，但同时也额外增加了工艺流程、一次性设备投资、装置用地空间等等，处理成本非常高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能通过改进现有装置流程即可进行重污油回炼的工艺，本发明所提供的重污油回炼工艺简单，设备投资和生产成本低，并且该工艺流程不受重污油物性的限制，重污油的处理量大，油水分离效果好。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该重污油回炼工艺，其特征在于包括下述步骤：

(1)开工时，在接触冷却塔底建立50～80％的初始重污油塔底液位，所述初始重污油由塔底循环泵送入塔底重沸器换热后从塔底内初始重污油的上方返回接触冷却塔，较好的返塔可以从第一层塔板返回；建立塔底温度为150～160℃；

(2)新鲜的重污油与接触冷却塔塔底重污油经静态混合器充分混合后，进入接触冷却塔上部，作为接触冷却塔的上回流物料，同时建立塔顶温度110～120℃；在接触冷却塔内新鲜重污油自上而下沿塔盘向下流动，与塔底蒸发的油气逆向接触，气液两相换热后，重污油中的水分吸收热量以水蒸气形态从接触冷却塔的顶部排出，送入下游程序；油气冷凝后即脱水后的重污油沉降在塔底，得到重污油回炼产物，该重污油产物从接触冷却塔的底部排出进入过滤器，由塔底变频螺杆泵分流为三路；其中第一路经所述的塔底重沸器换热后从塔底液面的上方返回接触冷却塔，较好的返塔部位可以从第一层塔板返回，作为接触冷却塔的下回流物料并提供全塔热量；第二路与所述新鲜的重污油经静态混合器混合后从接触冷却塔的上部进入接触冷却塔共同作为上回流物料；第三路与分离塔塔底循环油混合后作为焦化装置的生产原料。

较好的，步骤(2)中所述接触冷却塔的塔顶压力可以控制在0.08～0.12MPa。

步骤(2)中所述的第二路经水冷器冷却后再进入所述的混合器，通过水冷器调控与新鲜重污油混合的塔底循环油流量，进而控制塔顶温度。

所述的过滤器可以设置有两个，这两个过滤器相互并联，交替使用，便于检修，以防止因重污油含杂质而损坏机泵。

较好的，可以控制所述上回物料的进料温度为50～70℃。

所述接触冷却塔的长径比为5～10∶1。

所述水冷器与所述混合器之间、所述混合器连接所述接触冷却塔的管路上、所述第三路连接所述下游工序的管路上、所述第二路连接所述接触冷却器的管路上均设有控制阀，这些控制阀与中央DCS控制系统相连接，由DCS控制系统控制这些控制阀的启、闭以及开口大小。

与现有技术相比，本发明解决了现有技术中重污油回炼的难题，通过对接触冷却塔内的重污油进行简单的温度控制即可进行重污油的回炼，不需使用催化剂，重污油脱水效果好，完全达到回炼指标，脱水后的重污油可以作为延迟焦化装置生产所需的原料，避免了现有技术中重污油只能作为急冷油使用所带来的巨大的资源浪费。以100t/h规模为例，按同等渣油获得产品价值计算，创收经济至少效益为2000千万/年。同时本发明中所使用的接触冷却塔及其它设备，均为炼油企业常用的相关主要设备，对现有设备的改造原始投资成本低、改造快。本发明所提供的重污油回炼工艺尤其适合配套炼油厂现有的装置设备进行改造。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中所使用的接触冷却塔为炼油厂常见的设备，该塔的长径比为8∶1，内有塔板8～12块，装置能力为25～30万吨/年。本实施例中所回炼的新鲜重污油的平均含水量为20％(体积分数)。

该重污油回炼工艺包括下述步骤：

1、开工时，向接触冷却塔内引入初始重污油，当接触冷却塔塔底初始重污油的液位达到60％时，开启塔底循环泵，将初始重污油送入塔底重沸器换热，换热后的初始重污油从第一层塔板再返回接触冷却塔，建立塔底循环，直至建立接触冷却塔塔底温度150～160℃。

塔底循环时加热速度不能太快(升温速度一般在40～50℃/h，降低热胀冷缩对设备长期使用的影响)。当接触冷却塔顶压力上升时，可通过背压控制阀控制塔顶压力在0.08～0.12Mpa。

或者上述塔底循环路线还可以是：初始重污油经换热后与新鲜的重污油一起从接触冷却塔的上部返回接触冷却塔，建立接触冷却塔塔顶温度110～120℃，控制接触冷却塔塔顶的回流总量为30～35吨/小时。

如图1所示，本实施例利用炼油厂现有装置中焦炭塔所产生的冷焦油气经缓冲罐从接触冷却塔的底部送入接触冷却塔，作为接触冷却塔的塔底热源。本实施例采用了DCS中央控制系统，上述重沸器和所述冷焦油气的量可通过DCS来自动调控。

当接触冷却塔塔顶温度、塔底温度以及压力稳定后，分析塔底重污油脱水后的含水率。当含水率合格后，切换塔底循环路线为正常生产路线。正常生产路线见下述步骤2。

2、调整物料平衡，控制塔底温度、塔顶温度以及塔顶压力进行正常生产操作。

正常生产时保持塔底液位在50～60％之间，塔顶压力0.08～0.12MPa。

新鲜的重污油与一定流量的塔底循环油经静态混合器充分混合后从接触冷却塔上部进入接触冷却塔作为接触冷却塔的上回流物料。所述上回流物料的进入位置可以设置在塔盘的上方，也可以根据原料和分离程度的要求设置在其它位置，例如设置在靠近塔顶的塔盘之间。上回流物料在接触冷却塔内沿塔盘自上而下流动，与自下而上的油气逆流接触，气液两相进行换热，水份以及少量轻组分吸收热量后以蒸气的形式从接触冷却塔的顶部排出，经水冷器冷却后进入油水分离罐分离为三部分。其中第一部分即少量的C₁、C₂等轻组分所形成的不凝气经背压控制阀送去低压瓦斯系统燃烧放空；第二部分即凝缩油可以经变频离心泵送去焦炭塔作为焦炭塔生焦期间的急冷油，当然也可以作为其它用途；第三部分即含油污水经变频离心泵后送去污水处理系统。

分离出水分的重污油产物在重力作用下经层层塔盘下落到塔底，从塔底排出，进入过滤器，过滤出重污油产物中的焦粉及其它杂质。本实施例中采用两个过滤器并联使用。这样在检修时两个过滤器可以交替切换使用，同样，如果仅对过滤器进行检修，也不需要对整个装置停工。

重污油产物过滤后经设置在塔底的循环变频螺杆泵后分为三路。其中，第一路经重沸器换热后从第一层塔板返回接触冷却塔，作为系统热源；本实施例中接触冷却塔内塔板的排序是按常规方法排序的，即塔内最下方的为第一层，自下而上，最上面的一层为数字最大的一层。所述重沸器与给该重沸器提供热源的蒸汽管路之间设有控制蒸汽量的电磁阀，该电磁阀连接DCS，通过DCS改变蒸汽量从而达到对塔底温度的控制。

第二路与新鲜的重污油一起送入静态混合器，在静态混合器改变流体的流动状态，打破重污油中油水包容的状态，充分混合后的物料从接触冷却塔的上部进入接触冷却塔作为接触冷却塔的上回流物料。上述新鲜重污油进装置前的温度一般为50～70℃，与塔底送来的第二路重污油产物混合后温度可达90～100℃。接触冷却塔上回流物料的进料温度可通过DCS控制冷却器的工作来控制，即通过改变水冷器中冷却介质或改变进入水冷器内的第二路的流量来控制第二路换热后的温度，从而达到控制塔顶温度的目的。上述上回流物料的进入位置可以是最后一层塔板的上方，也可以是最后一层塔板或者靠近塔顶的几块塔板，这个可以根据原料情况和具体所要求的分离情况来决定；本实施例中第三路重污油经控制阀后送分馏塔，与炼油厂分镏塔塔底循环回流油混合后进入分馏塔塔底，作为生产原料。

对第三路重污油产物取样分析，重污油产物中含水率为2％，每吨脱水后的重污油产物作为生产原料可得到汽油组分占15～20％、柴油组分占15～20％、蜡油组分占25～35％、液态烃组分占5～10％、石油焦占15～40％，经济效益可达2000万/年以上。

Claims (8)

1.一种重污油回炼工艺，其特征在于包括下述步骤：

(1)开工时，在接触冷却塔内建立50～80％的初始重污油塔底液位，所述初始重污油由塔底循环泵送入塔底重沸器换热后从塔底内初始重污油的上方返回接触冷却塔，建立塔底温度为150～160℃；

(2)新鲜的重污油与接触冷却塔塔底重污油经静态混合器充分混合后，进入接触冷却塔上部，作为接触冷却塔的上回流物料，同时建立塔顶温度110～120℃；在接触冷却塔内新鲜重污油自上而下沿塔盘向下流动，与塔底蒸发的油气逆向接触，气液两相换热后，重污油中的水分吸收热量以水蒸气形态从接触冷却塔的顶部排出，送入下游程序；油气冷凝后即脱水后的重污油沉降在塔底，得到重污油回炼产物，该重污油产物从接触冷却塔的底部排出进入过滤器，由塔底变频螺杆泵分流为三路，其中第一路经所述的塔底重沸器换热后从塔底液面的上方返回接触冷却塔，作为接触冷却塔的下回流物料并提供全塔热量；第二路与所述新鲜的重污油经静态混合器混合后从接触冷却塔的上部进入接触冷却塔共同作为上回流物料；第三路与分离塔塔底循环油混合后作为生产原料。

2.根据权利要求1所述的重污油回炼工艺，其特征在于步骤(2)中所述接触冷却塔的塔顶压力控制在0.08～0.12MPa。

3.根据权利要求1所述的重污油回炼工艺，其特征在于步骤(2)中所述的第二路经水冷器换热后再与新鲜重污油混合。

4.根据权利要求1所述的重污油回炼工艺，其特征在于所述的过滤器有两个，这两个过滤器相互并联，交替使用。

5.根据权利要求1所述的重污油回炼工艺，其特征在于所述上回流物料的进料经过静态混合器。

6.根据权利要求1所述的重污油回炼工艺，其特征在于步骤(1)中所述初始重污油由塔底循环泵送入塔底重沸器换热后从接触冷却塔第一层塔板返回；步骤(2)中所述的第一路也是从接触冷却塔第一层塔板返回。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的重污油回炼工艺，其特征在于所述所述接触冷却塔的长径比为5～10∶1。

8.根据权利要求7所述的重污油回炼工艺，其特征在于所述所述水冷器与所述混合器之间、所述混合器连接所述接触冷却塔的管路上、所述第三路连接所述下游工序的管路上、所述第二路连接所述接触冷却器的管路上均设有电磁阀，这些电磁阀连接中央DCS控制系统，由DCS控制系统控制这些电磁阀的启、闭以及开口大小。