Ⅱ常减压装置电脱盐排水除油设施应用与分析

Ⅱ常减压装置电脱盐排水除油设施应用与分析

周颖

中国石油化工股份有限公司金陵分公司 210033

摘要：中国石化金陵分公司Ⅱ常减压装置在大比例加工劣质原油时，电脱盐排水油含量时常偏高，影响下游环保装置运行。本项目脱盐排水除油设施采用分级分步处理，以亲疏水组合纤维物理强化破乳为核心的模块化高效低耗除油技术（CFC），快速分离水中的油。同时应公司要求，当Ⅲ/Ⅳ常减压装置电脱盐排水油含量超标时，也进入电脱盐排水新增除油设施一并进行处理。本文以项目为背景，结合装置实际运行状况分析除油效果，为后续改进提供实践经验。

关键词：电脱盐   含油污水   除油

1 现状

金陵分公司Ⅱ常减压装置设计加工处理原油能力300万吨/年，原油种类主要有鲁宁管输、萨哈林、卡斯、乌山等，原油性质较差，盐含量较高。近几年装置加工的原油趋向劣质化，高含硫、含酸原油掺炼比例增加，再加上污油回炼，导致电脱盐工况异常，电脱盐罐内油水分离效果差，经常出现电脱盐电流高、界面控制不稳甚至排水带油等情况，加之目前环保形式严峻，为了减轻下游装置处理含油污水压力，同时降低原料损耗，Ⅱ常减压装置增加成套电脱盐排水除油设施。

2 油水分离技术概述

2.1 油滴在水中的存在形态

油滴在水中的存在形态可分为游离态（≥100µm）、分散态（10~100µm）、乳化态（0.1~10µm）和溶解态（≤0.1µm）四类。通常根据所处理油滴的形态不同，采用不同的除油技术，其中经济有效的物理法分离形式如下：

游离态 → 重力沉降分离；

分散态 → 旋流分离、API/CPI/PPI；

乳化态 → 聚结、气浮；

溶解态 → 吸附、膜。

2.2 油水分离方法及特点

重力沉降分离法能去除100μm以上的游离态浮油，且装置及操作简单，应用广泛，辅助以其它分离方法进行处理可满足大多含油废水预处理的要求。

旋流除油【1】一般适用于15μm以上油滴的快速分离，但对乳化态油滴无分离作用；气浮方法可用于去除乳化态油滴，但气浮分离通常需要配合化学药剂才能取得较好的分离效果，药耗物耗高，浮渣和VOCs产量大。

本次Ⅱ常减压装置电脱盐排水项目采用以亲疏水纤维/颗粒组合（CFC）聚结过滤介质为核心的CFC分离设备，满足生产水除油除悬净化的需求。此法具有设备占地面积小、基建费用低等优势，其关键是聚结介质的选择及控制参数的优化。

2.3 聚结分离原理及特点

聚结法【2】是聚结及相应的沉降过程的总称，处理对象主要是水中的分散油和乳化油。该法利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性使用改性纤维深度分离，可以提供很大的比表面积，极大地提高了液相分离的纯净度，适用于20 μm以下油滴的分离过程。所用纤维材料可在 120 ℃以下长期稳定运行，其中亲油性纤维占亲水性纤维的5%～15%，床层孔隙率为 79.8%～93.1%，油滴被聚结材料捕获而滞留于材料表面和空隙内形成油膜，油膜增大到一定厚度时，在水力和浮力的作用下油膜脱落成较大的油滴。聚结后粒径较大的油滴则易于从水中被分离【3】。

聚结法无需外加化学药剂，在实现深度除油的同时，保持了低压降，无二次污染，经过聚结处理的废水，其含油量及油水性质并无变化，只是更容易用重力分离法将油除去。

3 脱盐排水除油设施运行

3.1除油工艺流程及设备

3.1.1工艺流程

新增CFC成套除油设施包含CFC一级罐（D-101）、CFC二级罐（D-102A/B）、CFC三级罐（D-103），水相自泵P-71/72/73出口经排水沉降罐（容-4）的液控排至CFC一级罐（D-101）进行预除浊。污油自D-101上部由界位LdT-101回路控制排出，水相从设备下部出进入D-102A/B（并联、切换投用）进行初步除油，上层油相自D-102A/B设备上部由界位LdT-201/LdT-202回路控制排出，水相从设备下部进入D-103进行深度除油，上层油相自D-103设备上部由界位LdT-301回路控制排出，与D-101和D-102A/B的污油线合并后出装置，污油统一回收至半成品车间中间罐区储罐TK-703、704、712储存；除油后的电脱盐排水自D-103下部排出分两路，一路出装置至净水车间，另一路用于D-102A/B的反冲洗，反冲洗污水排至装置内的隔油池。

3.1.2主要设备

D-101：AMFD自适应高效旋流分离器。自适应油含量波动工况，在较大程度上自我调节，针对高油含量、悬浮物的预处理设备，利用低强度离心力场提高油滴与微气泡之间的碰撞、聚并、运移和分离过程，进一步提高了气浮装置的水力负荷和油水分离效率。D-101油相、水相分流比约为0.1~3%，预计每小时油相收集液0.03~6.6m3/h。

D-102A/B：MPE颗粒脱固除油器。MPE颗粒是一类带有较佳亲水性或亲油性的耐高温、耐腐蚀的颗粒介质，其床层由两种不同亲疏水性MPE颗粒散堆而成，兼顾除油、脱固两种功能，油水两相分离的同时，兼顾悬浮物的去除。D-102A/B油相、水相分流比约为0.1%~0.5%，预计每小时油相收集液0.03~1.1m

3/h。设备压降达到0.4MPa时，需进行反冲洗，反冲洗采用“气+水”反冲洗形式。

D-103：CFC组合纤维高效除油器。亲水疏油和亲油疏水不同性质的两种纤维，油水乳化液滴在流经异质纤维时，因液滴在亲油、亲水纤维上的极性受力差异，油滴向亲油性纤维迁移，水滴向亲水性纤维迁移，可对微米级乃至纳米级油滴进行深度破乳，实现乳液的高效物理破乳。D-103油相、水相分流比约为0.05%~0.1%，预计每小时油相收集液0.015~0.22m3/h。

3.2装置运行工况

脱盐排水除油设施（CFC）于2月22日开工投用。D101入口有上下两路进料口，当处理流量小于110m3/h时，只打开下进料口；当处理流量在110~220m3/h，上下进料口同时打开。目前Ⅲ/Ⅳ常减压脱盐排水暂未引入本套装置，仅处理Ⅱ常减压脱盐排水，流量约34t/h、温度85℃，，因此当前D101仅投用下进料口。

3.3除油效果分析

二级罐顶部采污油样，自投用以来，对CFC进水与排水定期进行油含量采样分析，结果如表1所示：

表1  CFC装置进出水油含量

根据表1数据和除油设施进出水色对比，本套除油设施对电脱盐排水有着一定的除油效果，其中2月23日02：00除油设施后水样相比除油设施前水样油含量下降了26.16%，2月27日14：00油含量下降了24.41%。但当进水油含量较低时，除油效率略显降低，如2月23日 20:00，排水油含量相比进水仅下降了0.55%。考虑22日装置首次开工，虽然CFC进水油含量仅27.9mg/L，但设备初次进料，除油效果更为明显，因此排除此组数据，可以看到24日及27日出现了出水油含量高于进水油含量的情况，此时这些样品中的进水油含量比除油率较高的几个样品相对较低。查阅厂家资料，聚结改性纤维功能是深度吸附，且内部结构无排油管线，存在积油被排水夹带现象，当排水油含量较低，约在36mg/L时，此装置除油效率并不明显或已达到净化上限，而当进水油含量高于40mg/L时具有明显的除油效果。

4 总结

运行结果表明，该套除油设施在进水油含量高于36mg/L时具有较强的除油能力，若含量低于此值，除油效果将不明显。但是目前本设施只处理Ⅱ常减压装置电脱盐排水，处理量仅为设计值的20%，后期除油效果待处理量提升后仍需进一步观察与判断。就目前的除油效果而言，有效的减少了电脱盐罐外排污水的含油浓度，缓解了下游污水处理装置压力，将分离的污油再次回收利用，进一步降低了装置加工损失，提高生产效益。

参考文献：

[1]石岱,云东来,刘清洲.电脱盐含油废水除油工艺应用研究[J].油气田环境保护,2021,31(01):47-50.

[2]迟红艳,黄明辉,史建.含油污水除油器在常减压蒸馏装置中的应用[J].化工管理,2018,(04):165+219.

[3]卢浩,杨强,刘森,等.电脱盐污水模块化聚结除油中试研究[J].工业水处理,2016,36(02):36-39.