CN102382670A

CN102382670A - 油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法与装置

Info

Publication number: CN102382670A
Application number: CN2011102290128A
Authority: CN
Inventors: 汪华林; 王剑刚; 黄渊; 沈其松; 许德建; 汪华奎; 崔馨; 吴文锋
Original assignee: Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huachang Environmental Protection Co Ltd
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-03-21

Abstract

本发明涉及一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥多级旋流浓缩方法与装置。集合管出口的干馏气进入瓦斯塔，通过在瓦斯塔段的洗涤和冷凝，形成油水泥三相混合物，进入第一级瓦斯塔旋流除尘器，在其底流口，即污泥相再串联一级或多级瓦斯塔旋流除尘器，使油泥的含水量降低，分离出的油泥浆料通过油泥收集罐和油泥过滤机进行油泥的浓缩和收集；经过多级分离，油泥产品中大部分水分均被脱除，得到很好的回收效果，页岩油产品中的油泥也可基本被脱除。本方法工艺先进，设备投资成本较低，占地面积小，故障率低，效果好，能耗低，能有效改进油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥回收的工艺过程和页岩油产品的质量。

Description

油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法与装置

技术领域

本发明涉及石油化工和环保领域，特别是涉及一种油母页岩干馏系统瓦斯塔管油泥多级旋流浓缩方法，本发明还涉及一种用于油母页岩干馏系统瓦斯塔管油泥多级旋流浓缩方法的装置。

背景技术

目前在油母页岩干馏生产过程中，导出的含有页岩油蒸汽、水蒸汽、干馏瓦斯的干馏产物中夹带有大量的页岩粉尘，页岩粉尘在洗涤过程中吸附极细小的油雾后，形成了亲油性物质，当处于激烈搅拌状态时产生的一种黑色的半固体的含油、水、粉尘的胶泥状物，称为“油泥”。因生产操作条件的不同，油泥的产量也有所不同，一般为页岩原油产量的3‰～5‰。页岩炼油厂每年油泥产量(以原油产量15万t/a)大约为450～750t。油母页岩炼油厂的油泥中由一定质量分数(10％～40％)的原油，以及质量分数为40％～65％的页岩粉尘、重金属离子与无机盐类等物质组成，密度为1.5～1.8g/cm3。

页岩干馏油泥的特点是含油量高，油相、水相、固相乳化严重，因页岩粉尘颗粒细，密度大，用常规方法分离难度较大，处置不当会造成环境污染。多年来页岩油行业为此付出大量的人力物力，投入了一定的科研力量，作出了不懈努力。也未能取得行之有效方法，目前一些实际采用的处理方法只能在一定程度上使这部分资源得到部分有效利用和减少了对环境的污染。但就其质量和效率来说还远远不能满足页岩油、炼制、储存事业发展的需要。对含油固体废弃物进行环保的无害化处理，消除环保隐患，有较好的社会和环保效益。而科学环保处理油泥，不仅能够有效回收页岩原油，变废为宝，还有良好的经济效益。

中国发明专利申请(申请号为201010584584.3)提到了一种油页岩干馏系统油泥分级浓缩、回收方法与装置，但是只限于单级旋流脱液方法与装置。在瓦斯塔段，由于集合管段已对干馏气进行了一次洗涤，油泥含量较前者更少，单级旋流脱液方法与装置所获得的油泥含水率高达95％～99％，由于油泥流量大、含水率高不能直接进入下一级的油泥脱水离心机。这种方法与装置处理油泥并不能取得较好效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中单级旋流脱液方法和装置处理油泥的效果不好，提出了一种采用多级旋流脱液的方法与装置，这种方法与装置改进了现有技术的不足，能够较好的脱去油泥中的水分，最终回收到油泥含量很高的油泥回收物，以便于对回收的油泥进行更进一步处理，满足环保要求，又能够变废为宝。

本发明所要求解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法，所述方法的步骤为，用洗涤水洗涤与冷却从集合管出口进入瓦斯塔的干馏油气，一部分干馏油气成为液体状态的三相混合物，这部分物质从瓦斯塔管段出口下部流出，用增压泵增压进入一级瓦斯塔旋流除尘器进行脱水，经一级瓦斯塔旋流除尘器脱水后，上述物质被分成从一级瓦斯塔旋流除尘器出水口排出的油水两相混合物和从一级瓦斯塔旋流除尘器排泥口排出的油水泥三相混合物，在第一级瓦斯塔旋流除尘器的排泥口再串联至少一级瓦斯塔旋流除尘器，进行油泥的进一步浓缩。

在旋流除尘器组后依次连接油泥收集罐和油泥过滤机，油泥收集罐用于收集经旋流除尘器组脱水的油泥，油泥过滤机进一步对从油泥收集罐收集的油泥浓缩和收集。

经过一级瓦斯塔除尘器分离出的油水两相混合物进入后续页岩油提纯工艺，经过二级瓦斯塔除尘器分离出的油水两相混合物则直接返回增压泵组进口。

在本发明的方法中，采用多级瓦斯塔旋流除尘器能够更好的去处油泥中的水分，便于进一步用油泥过滤机处理，除尘器作为预分离装置，将油泥混合物送入油泥收集罐和油泥过滤机，减轻了后两者的工作负荷，避免了油泥进入油泥过滤机后堵塞分离器管道，提高了油泥过滤机的工作效率。

经过一级瓦斯塔除尘器分离出的油水两相混合物进入后续页岩油提纯工艺。经过二级及以后的瓦斯塔除尘器分离出的油水两相混合物则直接返回增压泵组进口。

经过一级瓦斯塔旋流除尘器分离后，油泥相含水量低于95％，经过二级瓦斯塔旋流除尘器分离后，油泥相含水量降低为60-85％，经过瓦斯塔旋流除尘器组，油泥收集罐，油泥过滤机三者串联处理后的浓缩油泥相含有油泥90-99％。经所述步骤油泥过滤、浓缩工序后，瓦斯塔段多级除尘处理所得污泥相的脱水率达到98-99％。

一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥多级旋流浓缩方法的装置，该装置包括：用于油泥分离和油泥浓缩的一级瓦斯塔旋流除尘器，设置于瓦斯塔底部三相混合物出口；

还包括：

与所述一级瓦斯塔旋流除尘器相连的二级或二级以上瓦斯塔旋流除尘器组，用于油泥进一步浓缩；

与所述二级或二级以上瓦斯塔旋流除尘器组排泥口相连的油泥收集罐，用于对瓦斯塔旋流除尘器组排出的油泥进行沉淀收集；

与所述油泥收集罐相连的油泥过滤机，用于对油泥收集罐出口油泥进行进一步浓缩和产品收集。

瓦斯塔旋流除尘器组采用串联连接形式，第一级瓦斯塔除尘器的出水口与后续页岩油提纯设备相连，排泥口与第二级瓦斯塔旋流除尘器进口相连，后续瓦斯塔旋流除尘器进口依次连接上一级瓦斯塔旋流除尘器的排泥口，第二级及以后各级的出水口直接与增压泵进口相连。

瓦斯塔旋流除尘器可选自固-液旋流分离器或其他固-液分离设备。

最后一级瓦斯塔除尘器的排泥口与油泥收集罐成串联布置，油泥收集罐与油泥过滤器成串联布置。

油泥收集罐可选用各类沉降设备。

油泥过滤器可选自卧螺离心机或各类过滤设备。

本发明方法和装置的主要优点在于：

本方法工艺先进，设备投资成本较低，占地面积小，故障率低，效果好，能耗低，能有效改进油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥回收的工艺过程和页岩油产品的质量

附图说明

图1为本发明装置示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明的发明人在经过了广泛而深入的研究之后发现，在油母页岩干馏系统瓦斯塔部分的油-泥回收段适当位置加设固液旋流除尘器器或其他固液分离设备组成的多级串联除尘器组，可以在进入油泥过滤器前先对经过冷却及洗涤处理后的油-水-泥三相混合物进行预分离，去除大部分的含油污水后进行油泥的浓缩和收集，可以避免油泥对油品的污染和对管道的堵塞和腐蚀。

本发明的技术构思如下：

在油母页岩干馏工艺的瓦斯塔部分设置两级或两级以上油泥回收系统，将冷却和洗涤过程产生的油-泥-水混合物中含有页岩粉尘与油形成的油泥，通过原瓦斯塔段单级旋流除尘器底流口增设一级或多级旋流除尘器，对油-水-泥三相混合物进行进一步浓缩，以便于排入后续离心分离机或过滤机。

多级串联除尘器末级排泥口部分分离出的油泥浆料进入后续的油泥收集罐和油泥过滤机，将油泥进行浓缩和收集，以便对其进行加工处理，而被油泥过滤机分离出的残余油水混合物则再次通向冷却洗涤部分进行循环。

如图1所示：

集合管段的冷却洗涤水含泥量较高，经过洗涤和分离过程回收了大量油泥，第二级瓦斯塔部分由于前段已掉了大量油泥，含泥量相对较少，故无需集泥罐的缓冲和油泥收集。

瓦斯塔段油泥粒径分布十分分散，瓦斯塔段油泥粒径主要分布在0.3-74.1微米区间范围内，中值粒径约为6微米。颗粒过于微小使得重力沉降难以进行，或沉降时间过长，故采用旋流分离器作为除尘装置。瓦斯塔1作为瓦斯气和从集合管气相出口进入的焦油气的冷却和洗涤装置，虽然进入瓦斯塔1的瓦斯气和焦油气已经经过了一次洗涤，但依然夹带着一定量的页岩粉尘和其他杂质，使得瓦斯塔1出水口的油水混合物中依然存在着一定量的油泥，因此将这些油水混合物用泵2-1增压后进入多级串联除尘器组的第一级3-1进行预分离后进入第二级瓦斯塔旋流除尘器3-2，除去的油水混合物进入后续的页岩油提纯工艺。进二级浓缩的油泥浆料则进入油泥收集罐4，再经泵2-2增压后进入油泥过滤机5，得到最终的油泥产品，该级除去的油水混合物则返回增压泵3-1入口。类似的，根据实际需要，多级串联除尘器组可以由两级以上的除尘器组成。后级的除尘器排出的油水两相混合物则均返回增压泵3-1入口。

本项目中的除尘器采用由多个串联的固-液分离旋流管组成的旋流除尘器。下表为HL/S型液-固的微旋流分离器和HL/L型液-液微旋流分离器作为瓦斯塔段除尘器和除油器的系统工况和分离效果。

	瓦斯塔除尘器入口	瓦斯塔除油器入口	瓦斯塔除油器底流口
				流量，m3/h	500	450	427.5
含尘量kg/m3	0.292	0.010	0.211
				含油量kg/m3	17.824	15.059	1.393

在本项目中，经过集合管段的洗涤与分离，瓦斯管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。经过集合管段和瓦斯管段的洗涤和分离，空气塔段的分离器入口流量为含泥量(指油岩灰)为0，含油量为500mg/L。油泥得到了很好的回收效果。

本发明的方法和装置还可以用于其它含三相混合物分级分步分离的工艺过程。

本发明采用串联多级除尘器对油页岩干馏系统的瓦斯塔段油泥回收系统进行了优化，先通过串联多级除尘器对油水泥三相混合物进行预分离，后采用油泥收集罐和油泥过滤机进行油泥的浓缩和收集，减少了油品的污染和管路的腐蚀，还很好地回收了油泥。

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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims

1.一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法，所述方法的步骤为，用洗涤水洗涤与冷却从集合管出口进入瓦斯塔的干馏油气，一部分干馏油气成为液体状态的三相混合物，这部分物质从瓦斯塔管段出口下部流出，用增压泵增压进入一级瓦斯塔旋流除尘器进行脱水，经一级瓦斯塔旋流除尘器脱水后，上述物质被分成从一级瓦斯塔旋流除尘器出水口排出的油水两相混合物和从一级瓦斯塔旋流除尘器排泥口排出的油水泥三相混合物，其特征在于，在第一级瓦斯塔旋流除尘器的排泥口再串联至少一级瓦斯塔旋流除尘器，进行油泥的进一步浓缩。

2.如权利要求1所述的一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法，其特征在于，在旋流除尘器组后依次连接油泥收集罐和油泥过滤机，油泥收集罐用于收集经旋流除尘器组脱水的油泥，油泥过滤机进一步对从油泥收集罐收集的油泥浓缩和收集。

3.如权利要求1或2所述的一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法，其特征在于，经过一级瓦斯塔除尘器分离出的油水两相混合物进入后续页岩油提纯工艺，经过二级瓦斯塔除尘器分离出的油水两相混合物则直接返回增压泵组进口。

4.如权利要求1或2所述的一种油母页岩干馏系统瓦斯塔段油泥旋流浓缩方法，其特征在于，经所述步骤油泥过滤、浓缩工序后，瓦斯塔段多级除尘处理所得污泥相的脱水率达到98-99％。

5.一种用于如权利要求1所述方法的装置，该装置包括：用于油泥分离和油泥浓缩的一级瓦斯塔旋流除尘器，设置于瓦斯塔底部三相混合物出口；

其特征在于，还包括：

6.如权利要求4所述的装置，其特征在于：瓦斯塔旋流除尘器组采用串联连接形式，第一级瓦斯塔除尘器的出水口与后续页岩油提纯设备相连，排泥口与第二级瓦斯塔旋流除尘器进口相连，后续瓦斯塔旋流除尘器进口依次连接上一级瓦斯塔旋流除尘器的排泥口，第二级及以后各级的出水口直接与增压泵进口相连。

7.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于：最后一级瓦斯塔除尘器的排泥口与油泥收集罐成串联布置，油泥收集罐与油泥过滤器成串联布置。