CN107880930A - 一种节能的污油脱水装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种节能的污油脱水装置及其处理方法，所述装置包括污油脱水塔、污油雾化器、文丘里棒层、循环加热器、待脱水污油泵和循环污油泵。本发明采用循环加热和雾化技术，充分利用炼油装置低温余热，将加热后的污油雾化成细小的雾滴，从而降低了油水界面张力，增加了油水蒸发面积，实现了污油的深度脱水。本发明具有流程简单、操作简便、能耗低、脱水效果好和适用性广的特点，既可用于轻污油脱水，也可用于重污油脱水，特别适用于乳化严重的污油的深度脱水，可将污油中含水量降低至2％以下，满足污油回炼对含水量的要求。

Description

一种节能的污油脱水装置及其处理方法

技术领域

本发明属于炼厂污油处理领域，涉及一种节能的污油脱水装置及其处理方法。

背景技术

在石油炼制过程中，会产生各种重污油，如原油脱水、油罐切水和设备吹扫清洗等过程产生的含盐污水或含油污水，在经过污水处理厂隔油、浮选和聚结后形成的重污油。这些重污油具有组分复杂、杂质较多、乳化严重、含水量较高和水分不易脱除的特点，有些炼厂通过采用添加破乳剂、加热静置沉降或离心分离等方法，部分脱水后送至装置回炼，有些选择作为燃料油自用或外卖。其中送至装置回炼的污油会存在因含水偏高而影响装置安全稳定运行的问题；而自用或外卖的污油又因含有高价值的柴油和蜡油组分，存在经济效益损失的问题。因此，如何能够高效的进行重污油脱水，提高重污油回炼量，是炼厂废物处理的一个难点，也是炼厂降低加工损失和提高经济效益的一个重要措施。

目前国内外常用的污油脱水方法主要有以下几种，一是采用物理的方法，同时辅以加热方法，依靠油水的密度差实现油水分离，如加热静置沉降法或离心分离法等；二是先采用化学的方法，通过添加破乳剂、絮凝剂或脱水剂等化学药剂，降低油水界面张力，再通过沉降或气浮的方法实现油水分离；此外，还有电脱水法、超声波分离法、生物处理法以及组合分离法等。以上各种方法均有一定的脱水效果，但也存在一些问题，如脱水效果达不到回炼要求、操作复杂、一次投资大以及操作费用高等。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种节能的污油脱水装置及其处理方法。本发明采用循环加热和雾化技术，充分利用炼油装置的低温余热，将加热后的污油雾化成细小的雾滴，从而降低了油水界面张力，增加了油水蒸发面积，实现了污油的深度脱水。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种节能的污油脱水装置，所述装置包括污油脱水塔、循环加热器、待脱水污油泵和循环污油泵；其中，所述待脱水污油泵的入口通过管道与待脱水污油相连，待脱水污油泵的出口与所述循环加热器的冷流入口相连，所述循环加热器的冷流出口与所述污油脱水塔的入口相连，所述循环加热器的热流进、出口与循环加热器的热源相连，所述污油脱水塔的气相出口与分馏塔顶油气管线相连，所述污油脱水塔的液相出口与所述循环污油泵的入口相连，循环污油泵的出口分两路，一路与所述循环加热器的冷流入口相连，另一路去污油回炼装置。

本发明中，由于待脱水污油温度较低，需要经过所述循环加热器加热，待脱水污油和循环污油混合后，从所述循环加热器的冷流入口进入，加热后再从冷流出口离开，以达到满足进入污油脱水塔的温度要求；所用热源为炼油装置富余的低温位热源，如焦化蜡油、焦化柴油、顶循油或中段油等。

作为本发明的主要设备，污油脱水塔的顶部气相产品进入分馏塔进行冷凝分离，塔底脱水污油进入所述循环污油泵，经加压后，一部分污油返回所述循环加热器，从所述循环加热器的冷料入口进入，再次进行脱水处理，另一部分进行污油回炼处理。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述装置还包括污油雾化器，其内置于污油脱水塔上部，与循环加热器的冷流出口管道相连。

作为本发明优选的技术方案，所述装置还包括文丘里棒层，其内置于污油脱水塔中下部。

本发明中，污油脱水塔内置高效雾化器和文丘里棒层，可将污油雾化成细小雾滴，从而降低油水界面张力，增加油水蒸发面积，以实现污油的深度脱水，脱水后的污油含水量可降低至2％以下。

作为本发明优选的技术方案，所述分馏塔包括焦化分馏塔和焦化接触冷却塔。

作为本发明优选的技术方案，所述循环加热器的热源为炼油装置中温度范围为120℃～200℃的低温余热，包括焦化蜡油、焦化柴油、顶循油或中段油中任意一种。其中，低温余热的温度范围可为120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，所述装置包括污油脱水塔、污油雾化器、文丘里棒层、循环加热器、待脱水污油泵和循环污油泵；其中，所述待脱水污油泵的入口通过管道与待脱水污油相连，待脱水污油泵的出口与所述循环加热器的冷流入口相连，所述循环加热器的冷流出口与内置于所述污油脱水塔上部的污油雾化器的入口相连，所述循环加热器的热流进、出口与循环加热器的热源相连，所述热源为炼油装置中的低温余热，所述污油脱水塔的气相出口与分馏塔的塔顶油气管线相连，所述分馏塔包括焦化分馏塔和焦化接触冷却塔，所述污油脱水塔的液相出口与所述循环污油泵的入口相连，循环污油泵的出口分两路，一路与所述循环加热器的冷流入口相连，另一路去污油回炼装置；文丘里棒层内置于污油脱水塔中下部。

第二方面，本发明提供了上述的装置的处理方法，所述处理方法包括以下步骤：

将待脱水污油经循环加热器加热后进入所述污油脱水塔进行脱水处理，所得塔顶产物进行分馏处理，所得塔底污油一部分进行污油回炼处理，另一部分返回与待脱水污油混合，再进入循环加热器加热。

作为本发明优选的技术方案，所述循环加热器加热所用热源的温度为120℃～200℃，例如120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述待脱水污油经循环加热器加热后的温度为120℃～200℃，例如120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃或200℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，将待脱水污油经循环加热器加热后进入内置于所述污油脱水塔的污油雾化器进行雾化处理，雾化处理后再进行脱水处理。

作为本发明优选的技术方案，所述脱水处理的操作压力为0.05MPa～0.2MPa，例如0.05MPa、0.08MPa、0.1MPa、0.12MPa、0.14MPa、0.16MPa、0.18MPa或0.2MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；操作温度为110℃～180℃，例如110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明充分利用炼油装置富余的低温余热，可实现重污油的深度脱水，脱水后的污油含水可降低至2％以下，满足污油回炼对含水量的要求；

(2)本发明采用高效脱水塔，内置高效雾化器和文丘里棒层，可有效降低油水分离界面张力，增加油水蒸发面积，实现乳化污油的脱水；

(3)本发明采用撬装装置，占地空间小，操作简便；

(4)本发明可有效降低污油脱水能耗，减少炼厂加工损失，提高经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例1所述污油脱水装置的连接示意图；

其中，1-污油脱水塔，2-污油雾化器，3-文丘里棒层，4-循环加热器，5-待脱水污油泵，6-循环污油泵，7-待脱水污油，8-分馏塔顶油气管线，9-污油回炼装置，10-热源。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施方式部分提供了一种节能的污油脱水装置及其处理方法，所述装置包括污油脱水塔1、循环加热器4、待脱水污油泵5和循环污油泵6；其中，所述待脱水污油泵5的入口通过管道与待脱水污油7相连，待脱水污油泵5的出口与所述循环加热器4的冷流入口相连，所述循环加热器4的冷流出口与所述污油脱水塔1的入口相连，所述循环加热器4的热流进、出口与循环加热器的热源10相连，所述污油脱水塔1的气相出口与分馏塔顶油气管线8相连，所述污油脱水塔1的液相出口与所述循环污油泵6的入口相连，循环污油泵6的出口与所述循环加热器4的入口相连，循环污油泵的出口分两路，一路与所述循环加热器4的入口相连，另一路去污油回炼装置9。

其处理方法包括以下步骤：

将待脱水污油经循环加热器加热后进入所述污油脱水塔进行脱水处理，所得塔顶产物进行分馏处理，所得塔底污油一部分进行污油回炼处理，另一部分返回与待脱水污油混合，再进入循环加热器加热。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种节能的污油脱水装置，如图1所示，所述装置包括污油脱水塔1、污油雾化器2、文丘里棒层3、循环加热器4、待脱水污油泵5和循环污油泵6；其中，所述待脱水污油泵5的入口通过管道与待脱水污油7相连，待脱水污油泵5的出口与所述循环加热器4的冷流入口相连，所述循环加热器4的冷流出口与所述污油脱水塔1的入口相连，所述循环加热器4的热流进、出口与循环加热器的热源10相连，所述污油脱水塔1的气相出口与分馏塔顶油气管线8相连，所述污油脱水塔1的液相出口与所述循环污油泵6的入口相连，循环污油泵6的出口与所述循环加热器4的入口相连，循环污油泵的出口分两路，一路与所述循环加热器4的入口相连，另一路去污油回炼9。

所述污油雾化器2内置于污油脱水塔1上部，与循环加热器4的冷流出口管道相连。

所述文丘里棒层3内置于污油脱水塔1中下部。

所述分馏塔包括焦化分馏塔和焦化接触冷却塔。

所述循环加热器的热源10为炼油装置中的焦化蜡油。

实施例2：

本实施例提供了一种节能的污油脱水装置，所述装置及其连接参照实施例1，区别仅在于：所述循环加热器的热源10为炼油装置中的焦化柴油。

实施例3：

本实施例提供了一种节能的污油脱水装置的处理方法，所述方法采用实施例1中的装置进行，具体处理方法包括以下步骤：

(a)将含水量20％的待脱水污油经循环加热器4加热后进入内置于所述污油脱水塔1的污油雾化器2进行雾化处理，所述循环加热器4加热所用热源10的温度为160℃；

(b)将步骤(a)得到的雾化污油进行脱水处理，操作压力为0.1MPa，操作温度为150℃，所得塔顶产物进行分馏处理，所得塔底污油一部分进行污油回炼处理，另一部分返回步骤(a)与待脱水污油混合，再进入循环加热器4加热。

本实施例中，经过循环加热器4加热后的污油含水量满足进行污水脱水的要求，经脱水后的污油中含水量降低至1.8％。

实施例4：

本实施例提供了一种节能的污油脱水装置的处理方法，所述方法参照实施例3的步骤，区别仅在于：步骤(a)所述热源10温度为120℃，步骤(b)所述脱水处理操作压力为0.05MPa，操作温度为110℃。

本实施例中，经过循环加热器4加热后的污油含水量满足进行污水脱水的要求，经脱水后的污油中含水量降低至1.9％。

实施例5：

本实施例提供了一种节能的污油脱水装置的处理方法，所述方法参照实施例3的步骤，区别仅在于：步骤(a)所述热源10温度为200℃，步骤(b)所述脱水处理操作压力为0.15MPa，操作温度为180℃。

本实施例中，经过循环加热器4加热后的污油含水量满足进行污水脱水的要求，经脱水后的污油中含水量降低至1.6％。

可以看出，实施例3-5中装置运行稳定，充分利用装置的富余热量，可实现污油的深度脱水，污油脱水能耗低，操作简便，经济效益好。

对比例1：

本对比例提供了一种污油脱水装置及其处理方法，所述装置及其连接参照实施例1，区别仅在于：所述装置不包括所述污油雾化器2。

其处理方法参照实施例2中的方法进行，此时，经加热的污油进入所述污油脱水塔1后不经过雾化处理。

本对比例中，经脱水后的污油中含水量降低至10％，可见装置运行时脱水效果差，脱后污油中含水量高，达不到回炼要求。

对比例2：

本对比例提供了一种污油脱水装置及其处理方法，所述装置及其连接参照实施例1，区别仅在于：所述装置不包括所述循环加热器4。

其处理方法参照实施例2中的方法进行，此时，待脱水污油7和污油脱水塔1循环污油不经加热直接进入所述污油脱水塔1。

本对比例中，经脱水后的污油中含水量降低至15％，且进入污油脱水塔1的污油达不到要求的温度，脱水效果差，脱后污油中含水量高，达不到回炼要求。

对比例3：

本对比例提供了一种污油脱水装置及其处理方法，所述装置及其连接参照实施例1，采用蒸汽盘管加热并静置脱水工艺，即所述装置不包括所述循环加热器4和污油雾化器2。

其处理方法参照实施例2中的方法进行，此时，待脱水污油7和污油脱水塔1循环污油直接进入污油脱水塔1进行脱水处理。

本对比例中，经脱水后的污油中含水量降低至8％。本对比例中装置运行时存在脱水时间长、蒸汽消耗量大、脱后污油中含水量仍较高，达不到回炼要求。

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明采用循环加热和雾化技术，充分利用炼油装置富余的低温余热，将加热后的污油雾化成细小的雾滴，从而降低了油水界面张力，增加了油水蒸发面积，实现了污油的深度脱水。本发明具有工艺流程简单、操作简便、能耗低、脱水效果好和适用性广的特点，既可用于轻污油脱水，也可用于重污油脱水，特别适用于乳化严重的污油的深度脱水，可将污油中含水量降低至2％以下，满足污油回炼对含水量的要求。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的装置连接与工艺流程，但本发明并不局限于上述装置与流程，即不意味着本发明必须依赖上述装置与流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明装置和工艺操作的等效替换及辅助装置的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种节能的污油脱水装置，其特征在于，所述装置包括污油脱水塔(1)、循环加热器(4)、待脱水污油泵(5)和循环污油泵(6)；其中，所述待脱水污油泵(5)的入口通过管道与待脱水污油(7)相连，待脱水污油泵(5)的出口与所述循环加热器(4)的冷流入口相连，所述循环加热器(4)的冷流出口与所述污油脱水塔(1)的入口相连，所述循环加热器(4)的热流进、出口与循环加热器的热源(10)相连，所述污油脱水塔(1)的气相出口与分馏塔的塔顶油气管线(8)相连，所述污油脱水塔(1)的液相出口与所述循环污油泵(6)的入口相连，循环污油泵(6)的出口分两路，一路与所述循环加热器(4)的冷流入口相连，另一路去污油回炼装置(9)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括污油雾化器(2)，其内置于污油脱水塔(1)上部，与循环加热器(4)的冷流出口管道相连。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括文丘里棒层(3)，其内置于污油脱水塔(1)中下部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述分馏塔包括焦化分馏塔和焦化接触冷却塔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于，所述循环加热器的热源(10)为炼油装置中温度范围为120℃～200℃的低温余热，包括焦化蜡油、焦化柴油、顶循油或中段油中任意一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括污油脱水塔(1)、污油雾化器(2)、文丘里棒层(3)、循环加热器(4)、待脱水污油泵(5)和循环污油泵(6)；其中，所述待脱水污油泵(5)的入口通过管道与待脱水污油(7)相连，待脱水污油泵(5)的出口与所述循环加热器(4)的冷流入口相连，所述循环加热器(4)的冷流出口与内置于所述污油脱水塔(1)上部的污油雾化器(2)的入口相连，所述循环加热器(4)的热流进、出口与循环加热器的热源(10)相连，所述热源(10)为炼油装置中温度范围为120℃～200℃的低温余热，所述污油脱水塔(1)的气相出口与分馏塔的塔顶油气管线(8)相连，所述分馏塔包括焦化分馏塔和焦化接触冷却塔，所述污油脱水塔(1)的液相出口与所述循环污油泵(6)的入口相连，循环污油泵(6)的出口分两路，一路与所述循环加热器(4)的冷流入口相连，另一路去污油回炼装置(9)；文丘里棒层(3)内置于污油脱水塔(1)中下部。

7.一种节能的污油脱水方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：

将待脱水污油经循环加热器(4)加热后进入所述污油脱水塔(1)进行脱水处理，所得塔顶产物进行分馏处理，所得塔底污油一部分进行污油回炼处理，另一部分返回与待脱水污油混合，再进入循环加热器(4)加热。

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述循环加热器(4)加热所用热源(10)的温度为120℃～200℃；

优选地，所述待脱水污油经循环加热器(4)加热后的温度为120℃～200℃；

优选地，将待脱水污油经循环加热器(4)加热后进入内置于所述污油脱水塔(1)的污油雾化器(2)进行雾化处理，雾化处理后再进行脱水处理。

9.根据权利要求7或8所述的处理方法，其特征在于，所述脱水处理的操作压力为0.05MPa～0.2MPa，操作温度为110℃～180℃。