炼油厂含油污水聚结分离实验分析

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1、中国石油大学(华东)硕士学位论文1．1课题研究背景及意义第1章前言随着油田开采速度的加快，我国大部分油田的原油开采都进入高含水期，原油含水率甚至达到90％以上【l】，产出液在进入处理站进行脱水处理过程中，需加入一定量的正相破乳剂进行破乳，对油包水型乳状液的表面膜进行破坏，使得油滴脱离膜的束缚，得到较好的聚并分离。一般处理站的净化交油标准将原油的含水率控制为1％，优质原油的含水率不超过0．5％。原油在进入炼厂进行回炼加工过程中，由于原油中含有一定量的盐类物质，水解过程中形成酸性环境，对输送管道和设备造成较强的腐蚀破坏作用，因此一般回炼前对原油

2、进行加水洗盐流程，使得盐分溶解在水中，进行电脱盐工艺，从而大大降低盐含量，减小盐类物质对工艺流程的腐蚀【2j。在对原油进行加工时，由于原油物性和处理工艺的限制，在生产过程中会形成一定量的污油无法进入系统循环，重污油的来源主要有两个：一是原油电脱盐装置形成的罐切水、原油储罐的底水、脱盐工艺中的含盐污水、污水隔油池处理后的浮油以及浮选装置得到的污油；二是在清理过程中，原油储罐、重污油罐清理后产生的罐底污油【31。重污油的来源混杂，形成的乳状液中含有部分泥沙和化学药剂，油品质量较差，乳状液的形态一般为O／W或O／W与W／o的混合态，同时由于油水界

3、面附有沥青质及胶质等天然乳化剂，使界面膜更加稳副41，并且随着三元复合驱技术的发展和炼油过程中化学药剂的加入，分离过程中污水的含油浓度大大超标。同时由于国内原油重质化的发展，原油粘度大大增加，特超稠油的开产和处理给生产带来了巨大考验，原油的预处理工艺难度大大增加，现有的原油精细处理工艺和污水的后处理系统无法满足现场要求和排放标准，炼油装置的系统运行波动较大，同时对电脱盐装置的稳定带来了很大影响，导致污水含油量增大，系统带来的重污油越来越多，同时含水率较高，形成的乳状液积存量较大，有的炼油厂出现重污油无法及时处理，导致其积存在污油罐而进行外输

4、处理。目前，国内外油水分离方法主要有物理法、化学法以及物理与化学相结合的方法。物理法主要依靠重力、离心力的作用对油水界面进行破坏，使油滴聚并长大而实现分离，油相由于无化学药剂的干扰，后续处理较为简单；而化学法主要依据水包油型乳状液的负电性，加入带有正电荷的表面活性剂，中和其表面电荷，压缩破坏界面膜【5J，从而削第一章前言弱其强度，使得水包油乳状液中的油滴得到释放，相互间碰撞聚并，实现絮凝聚结的功能，分离出的油相受反相药剂的影响，形成的油包水形态很难进行改变，对后续污油的净化回收带来了很大影响。随着环保要求和节能降耗的日趋严格化，规定外排污水

5、的含油浓度小于lOppm，对于污水的处理能力和分离效率提出了更高的要求。国内外对油水分离设备进行了大量的研究，从结构参数和操作参数上进行了优化，但是从能耗、分离效率和经济性方面进行综合考虑时，各种分离方法都具有优缺点，优化选用一种兼容性较好的分离设备，对于提高分离效率、降低处理成本具有十分重要的意义。聚结分离法作为一种物理除油方法，将重力分离和聚结技术融为一体，利用油水密度差的特性，实现分离过程，它具有动力能耗低，分离效率高，操作弹性大等优点，在油田和炼厂得到广泛应用【6J。根据国内外文献调研发现，这种卧式分离器在设备改进过程中，能够实现油

6、、水、气的三相分离，其处理效果也较好。同时，随着对内部结构的改进和聚结材料的研发，对于油滴的聚并分离效果更加明显，物理聚结分离法将备受关注。目前，对于聚结技术的研究多集中在聚结材料的筛选和改进、结构的优化调整等方面，而这些研究的重点主要从效率方面对局部结构进行性能评价，很少有人深入研究结构的浓度场分布，通过内部单一结构对装置进行整体改进，从而实现内部构件的优化匹配。理论方面的研究由于影响因素的复杂性和多重性，迄今对油水分离过程中的油滴破碎、聚并分离机理研究不够透彻，尚未形成系统的设计理论和方法。因此，现阶段的研究主要以理论为指导，通过浓度场

7、测试手段和效率评价等实验方法，对影响聚结分离的因素进行析因分析，深入研究内部结构对分离性能的影响，为油水分离器的设计和结构改进提供依据。本文在通过对现场调研的基础上，查阅国内外相关聚结分离的文献，设计采用聚结分离器对炼厂重污油实现快速油水分离。本课题在中国石油化工股份有限公司科技开发项目“炼油厂重污油脱水回炼技术与装备开发”的资助下，对影响聚结分离器的参数进行了系统研究，该技术一方面可以对影响聚结分离的参数进行优化，得到较好的分离设备，大大提高分离性能，另一方面，分离后的油相无化学药剂的干扰，后续净化处理相对较为简单。2中国石油大学(华东)

8、硕士学位论文1．2论文的主要研究内容流动特性和分离特性是影响分离效率的技术关键，良好的流动特性能够较大限度的保证流体在层流状态下进行分离，减弱设备内部存在的湍动流、涡流以及死区的