CN207108923U - 一种重污油动态破乳脱水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种重污油动态破乳脱水的装置，包括重污油处理罐，所述重污油处理罐底部设置有排出口，侧面自下而上依次设有进料口和溢流口；所述重污油处理罐内部自下而上依次设置有第一电加热环管、超声波发生器环管、第二电加热环管、微波发生器环管、第三电加热环管、远红外线发生器环管、第四电加热环管。所述装置同时联合采用超声波、微波和远红外线等物理处理技术动态破乳脱水，使含水重污油在温度梯度场中连续动态破乳后油水分离，进而油水分别溢出和沉降，达到重污油连续破乳并脱水。

Description

一种重污油动态破乳脱水装置

技术领域

本实用新型属于石油化工领域，涉及一种脱水装置，特别涉及一种重污油动态破乳脱水的装置。

背景技术

炼油厂回收的污油，一般来说，是由各种油品混合而成，成分复杂，且含水量高，一般大于10％，有时达40％～70％，通常在30％～50％，其中既有水包油型也有油包水型。如果直接将污油送往蒸馏装置，会导致操作不稳或冲塔，因此重污油含水量低于1％，是一个衡量重污油品质的重要指标。将油水分离，清油回炼，一直是工业装置的技术难题，也是减少资源浪费、保护环境的需要。

为了达到重污油破乳脱水的目的，中国专利CN200510094267.2“炼厂或油田污油脱水工艺”公开了一种超声波处理新工艺，含水污油经超声波处理器(内有声场为驻波或行波的超声波处理装置)处理后进入热沉降罐进行油水分离，或含水污油直接进入具有驻波或行波超声装置热沉降罐进行油水分离，该工艺属于物理破乳脱水法，但工业应用效果并不理想，即未能达到污油含水量降至1％以下的工艺要求。

为了达到重污油破乳脱水的目的，中国专利CN201520405445.8“重污油破乳脱水装置”公开了一种重污油破乳脱水装置，属于污油脱水回收利用设备，包括污油储罐和药剂储罐，污油储罐有多个，污油储罐之间通过回流管路连通，回流管路上设有回流泵，药剂储罐通过药剂输送装置与任意一个污油储罐连通。通过回流管路连通各个污油储罐，这样在可以通过倒罐的方式使重污油与药剂均匀混合，所述倒罐是指将重污油在多个污油储罐之间反复转移，这样就能够有效实现重污油与药剂的混合，混合效果好，而且成本低，操作方便，能够应用于大型的中试以及工业生产中。该发明是加入破乳剂的方式对重污油进行破乳脱水，并未涉及超声波等物理处理方式，且实际效果并不理想。

为了达到重污油破乳脱水的目的，中国专利CN03134933.1“从重污油中回收清油的方法”公开了一种从重污油中回收清油的方法；第一步：在碱性条件下，在重污油中加入净化剂，净化剂为铁盐/铝盐或铁盐/铝盐的无机聚合物/混合物或它们之间的任意混合物，使金属离子与氢氧根离子形成聚结中心，并使聚结中心在重污油中分散均匀，使以W/O或O/W/O型乳化液形式存在的重污油转相为O/W型乳化液形式；在乳化液转相过程中释放出的有机污泥、无机污泥与聚结中心形成密度较大的絮状物，依靠重力作用分成三层，除去下层；第二步：在酸性条件下，从浓缩油中的絮状物中还原出二价/三价金属离子，使脂肪酸和环烷酸皂类变为游离的脂肪酸和环烷酸，失去乳化作用，达到O/W型乳化液破乳的目的，实现油、泥、水的分离，除去泥和水即获得清油。该发明是加入破乳剂的方式对重污油进行破乳脱水，并未涉及超声波等物理处理方式，且实际效果并不理想。

王超、吕效平等人的在《精细石油化工》2009年第26卷第1期“驻波场中炼油厂重污油破乳脱水的研究”一文中，以镇海炼化重污油为研究对象，采用正交实验考察了驻波场中影响超声污油破乳脱水的几个重要参数，如超声波声强、辐照时间、沉降时间、沉降温度、破乳剂类型及用量等。结果表明，污油脱后含水率随着沉降温度和沉降时间的提高而降低；污油破乳的超声波功率、辐照时间及破乳剂浓度都存在一个临界的最佳值。超声频率40kHz时的单因素实验表明，驻波场中污油破乳脱水的最佳实验条件为：超声波声强413.5w/m、破乳剂KXDH 150mg/L、辐照时间10min、沉降温度70℃及沉降时间90min，在此优化条件可以将初始含水率为54％的重污油含水率降至0.2％。该文献是一种试验室研究，在对污油进行了超声波处理之后，同时污油中加入了破乳剂，但在工厂难以实际应用。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种同时联合采用超声波、微波和远红外线等物理处理技术的重污油动态破乳脱水的装置，所述装置使含水重污油在温度梯度场中连续动态破乳后油水分离，进而油水分别溢出和沉降，达到重污油连续破乳并脱水技术效果。

为实现上述发明目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种重污油动态破乳脱水的装置，包括重污油处理罐，其特征在于，所述重污油处理罐底部设置有排出口，罐体侧面自下而上依次设有进料口和溢流口；所述重污油处理罐内部自下而上依次设置有第一电加热环管、超声波发生器环管、第二电加热环管、微波发生器环管、第三电加热环管、远红外线发生器环管以及第四电加热环管。

所述超声波发生器环管距重污油处理罐底面的距离为重污油处理罐高度的1/4。

所述微波发生器环管距重污油处理罐底面的距离为重污油处理罐高度的5/12。

所述远红外线发生器环管距重污油处理罐底面的距离为重污油处理罐高度的7/12。

所述进料口距重污油处理罐底面的距离为重污油处理罐高度的1/4。

所述溢流口距重污油处理罐底面的距离为重污油处理罐高度的3/4。

所述进料口与超声波发生器环管距重污油处理罐底面的高度一致。

所述重污油处理罐罐顶设有排气孔。

所述重污油处理罐的罐体为防腐罐体；所述防腐罐体外设有一层阻燃隔热保温层。

所述四个电加热环管上均安装有温度探头。

所述排出口设有检测油含量的探头和控制阀门开启的电磁阀。

所述溢流口上设有检测重污油中水含量的探头和控制阀门开启的电磁阀。

所述第一电加热环管、第二电加热环管、第三电加热环管、第四电加热环管为碳纤维材质。

本实用新型所述重污油动态破乳脱水的装置中重污油处理罐内，同时联合采用超声波、微波和远红外线等物理处理技术，使含水重污油在温度梯度场中连续动态破乳后油水分离，进而油水分别溢出和沉降排出重污油处理罐。实际操作过程中，含水重污油连续从重污油处理罐侧面进料口进料，在重污油处理罐的内部与进料口同样高度处安装有超声波发生器环管，可以按照程序控制连续不断或间歇脉冲式地发出一定频率和功率的超声波辐射。

在距重污油处理罐底面的高度为重污油处理罐高度5/12处安装有微波发生器环管，可以按照程序控制连续不断或间歇脉冲式地发出一定频率和功率的微波辐射。

在距重污油处理罐底面的高度为重污油处理罐高度7/12处安装有远红外线发生器环管，可以按照程序控制连续不断或间歇脉冲式地发出一定频率和功率的远红外线辐射。

在重污油处理罐的内部安装碳纤维等可精确控温的电加热环管(配有精确的温度探头)，可以按照程序控制加热以产生和维持要求的温度梯度场。

含水重污油由输油泵输入进料口，当含水重污油液位超过超声波发生器环管安装位置处1米或以上时才开启超声波发生器；当含水重污油液位超过微波发生器环管安装位置处1米或以上时开启微波发生器；当含水重污油液位超过远红外线发生器环管安装位置处1米或以上时开启远红外线发生器。

在重污油处理罐罐底设有排出口，所述排出口设有检测污水中油含量的探头和控制阀门开启的电磁阀，当检测污水中的油含量达到设定指标(通常为小于等于0.2％)时，自动开启电磁阀排出合格污水；当重污油处理罐中液位超过设定值(如罐体高度的11/12)时，或流量过大的重污油进入处理罐时，电磁阀会自动开启，也可以临时人工手动开启电磁阀排出罐底污水。

所述溢流口上设有检测重污油中水含量的探头和控制阀门开启的电磁阀，当检测重污油中的水含量达到设定指标(通常为小于等于0.5％)时，自动开启电磁阀，合格的重污油溢流出处理罐，由重污油泵输送到指定储罐中；当重污油处理罐中液位超过设定值(如罐体高度的11/12)时，或流量过大的重污油进入处理罐时，电磁阀会自动开启，也可以临时人工手动开启电磁阀排出脱水重污油。

有益效果：本实用新型为了解决普通重污油热沉降罐中重污油难以连续破乳脱水问题，提出了在含水重污油进入处理罐后陆续经过超声波、微波和远红外线处理，并在温度梯度场中连续动态破乳后油水分离，进而油水分别溢出和沉降，较轻的油进入罐顶上层并溢流出重污油罐，再由污油泵输出到后续处理单元；较重的污水进入重污油罐底部，由污水泵输出到污水处理单元。所述装置可以在原有装置上进行改造升级，属于完全的物理破乳脱水法，无需加入破乳剂，工业应用脱水效果达到炼油厂要求的技术指标。本实用新型所述装置占地少，易于实施，投资规模可控，工艺先进可靠，智能控制，操作简单，绿色环保。采用所述装置不仅罐顶重污油的含水率极低，同时罐底的污水含油率大幅降低。能够更加有效地利用了宝贵的原油资源，减少了污水处理成本，经济效益和环保效益大幅提高。所述装置不仅可以连续动态对炼油厂重污油进行破乳脱水，同样可以应用于油田、煤化工等含水污油、含油污水、原油和其它油水类进行连续脱水处理，值得进一步拓展其应用范围。所述装置改造简单、成本低、重污油处理效果极佳，适合大规模工业应用。

附图说明

图1为重污油处理罐动态破乳脱水装置的结构示意图。其中1为重污油处理罐，2为溢流口，3为排出口，4为进料口，5为保温层，6为第一电加热环管，7为超声波发生器环管，8为第二电加热环管，9为微波发生器环管，10为第三电加热环管，11为远红外线发生器环管，12为第四电加热环管。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对发明内容的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。

实施例1

一般炼油厂中的重污油热沉降罐的体积为500～5000m³，本实施例中使用的是2000m³的重污油处理罐1，所述重污油处理罐1高度为12米，防腐罐体外设有一层阻燃隔热保温层5，罐体的罐顶设有排气孔，罐底设有排出口3，距罐底高3米处设有进料口4，距罐底高9米设有溢流口2。在重污油处理罐1的内部距离罐底3米处安装有超声波发生器环管7、5米处安装有微波发生器环管9、7米处安装有远红外线发生器环管11；并在处理罐内部距离罐底2、4、6、8米处分别安装配有精确的温度探头的第一电加热环管6、第二电加热环管8、第三电加热环管10、第四电加热环管12。

所述装置使用方法：含水重污油由输油泵输入高度为3米的进料口4，在液位达到4米或以上时开启超声波发生器环管7；在液位达到6米或以上时开启微波发生器环管9；在液位达到8米或以上时开启远红外线发生器环管11，但通常情况下重污油处理罐1中的液体液位都在9米。

在重污油处理罐1罐底设有排出口，排出口3设有检测污水中油含量的探头和控制阀门开启的电磁阀，当检测污水中的油含量达到设定指标(通常为小于等于0.2％)时，自动开启阀门排出合格污水；当重污油处理罐1罐中液位超过设定值(如11米)，或流量过大的重污油进入处理罐1时，电磁阀会自动开启，也可以临时人工手动开启阀门排出污水。

在距离重污油处理罐1底面9米处设有溢流口2，溢流口2设有检测重污油中水含量的探头和控制阀门开启的电磁阀，当检测重污油中的水含量达到设定指标(通常为小于等于0.5％)时，自动开启阀门，合格的重污油溢流出处理罐，由重污油泵输送到指定储罐中；当罐中液位超过设定值(如11米)，或流量过大的重污油进入处理罐时，阀门会自动开启，也可以临时人工手动开启阀门排出脱水重污油。

实施例2

采用实施例1所述装置和现有技术中常规的静态热沉降脱水对上游装置产出的重污油进行的对比试验。分别在距离罐底底面1、3、5、7、9m处取样，采用容量法KF水分测定仪测定它们的水含量。结果见表1。

表1 不同装置不同高度水含量

	取样高度(米)	9	7	5	3	1
							常规装置	水含量％	10.2	21.0	30	50	91.1
实施例1中装置	水含量％	1.9	11.0	25	50	99.8

经实施例1所述装置处理过的重污油中水含量低于1.9％，罐底污水中水含量大于99.8％，技术效果显著优于现有技术。

实施例3

调整了实施例1中所述装置中罐内的各个温度控制点的高低以及超声波、微波和远红外线的辐射强度和频率等运行参数后，又进行了与采用常规的静态热沉降脱水的对比试验。分别在距离罐底底面1、3、5、7、9m处取样，采用容量法KF水分测定仪测定重污油水含量。结果见表2。

液面高度：9m

表2 不同装置中不同高度水含量

经本实施例所述装置处理过的重污油中水含量低于0.7％，罐底污水中水含量大于99.9％，实际技术效果理想。

实施例4

调整实施例1中所述装置中罐内的各个温度控制点的高低以及超声波、微波和远红外线的辐射强度和频率等运行参数，又进行了与采用常规的静态热沉降脱水的对比试验。分别在距离罐底底面1、3、5、7、9m处取样，采用容量法KF水分测定仪测定重污油水含量。结果见表3。

液面高度：9m

表3 不同装置中不同高度水含量

经本实施例所述装置处理过的重污油中水含量低于0.5％，罐底污水中水含量大于99.9％，实际技术效果理想。

在实施例2、3、4中处理的是同时从上游装置产出的含水重污油，分别采用本实用新型所述装置和现有技术中常规的静态热沉降脱水技术对含水重污油进行处理后，原料含水重污油成分有一点差别，但基本性能差别不大，可以忽略不计，脱水后重污油分析结果：

本实用新型所述装置脱水后重污油技术指标：残碳5.6％；TGA800度残留3.7％，氧化后灰分0.94％；密度：0.95kg/L；机械杂质：0.03wt％。

脱水后重污油模拟蒸馏数据：12.5％-160℃、25％-251℃、37.5％-327℃、50％-398℃、62.5％-454℃、75％-528℃、87.5％-608℃、99％-694℃。

以上虽然已结合实施例对本实用新型的具体实施方式进行了详细的说明，但是需要指出的是，本实用新型的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定。本领域技术人员可在不脱离本实用新型的技术思想和主旨的范围内对这些实施方式进行适当的变更，而这些变更后的实施方式显然也包括在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种重污油动态破乳脱水装置，包括重污油处理罐，其特征在于，所述重污油处理罐(1)底部设置有排出口(3)，侧面自下而上依次设有进料口(4)和溢流口(2)；所述重污油处理罐(1)内部自下而上依次设置有第一电加热环管(6)、超声波发生器环管(7)、第二电加热环管(8)、微波发生器环管(9)、第三电加热环管(10)、远红外线发生器环管(11)、第四电加热环管(12)。

2.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述进料口(4)与超声波发生器环管(7)距重污油处理罐(1)底面的高度一致。

3.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述超声波发生器环管(7)距重污油处理罐(1)底面的距离为重污油处理罐(1)高度的1/4；所述微波发生器环管(9)距重污油处理罐(1)底面的距离为重污油处理罐(1)高度的5/12；所述远红外线发生器环管(11)距重污油处理罐(1)底面的距离为重污油处理罐(1)高度的7/12。

4.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述进料口(4)距重污油处理罐(1)底面的距离为重污油处理罐(1)高度的1/4；所述溢流口(2)距重污油处理罐(1)底面的距离为重污油处理罐(1)高度的3/4。

5.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述重污油处理罐(1)罐顶设有排气孔。

6.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述重污油处理罐(1)的罐体为防腐罐体；所述防腐罐体外设有一层阻燃隔热保温层(5)。

7.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述第一电加热环管(6)、第二电加热环管(8)、第三电加热环管(10)、第四电加热环管(12)上均安装有温度探头。

8.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述排出口(3)设有检测油含量的探头和控制阀门开启的电磁阀。

9.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述溢流口(2)上设有检测重污油中水含量的探头和控制阀门开启的电磁阀。

10.根据权利要求1所述的一种重污油动态破乳脱水装置，其特征在于，所述第一电加热环管(6)、第二电加热环管(8)、第三电加热环管(10)、第四电加热环管(12)为碳纤维材质。