三相離心機在重污油脫水中的應(yīng)用
行業(yè)動態(tài)
近年來各大煉廠油品劣質(zhì)化趨勢明顯，重質(zhì)污油總量逐年上升。對于這些重質(zhì)污油常規(guī)的加溫脫水幾乎無效，脫水極其困難，外輸污油含水率長期高于35%（回?zé)捯蟆?%），無法回?zé)挘虼藢?dǎo)致污油庫存長期偏高。為提高污油脫水效率，解決污油回?zé)拞栴}，降低污油庫存，我們嘗試新增一套污油脫水裝置（三相分離裝置）進行油、水、泥的分離。
一、裝置工藝簡介
1.裝置基本原理
污油主要是指由排水隔油池池面上回收的污油，主要由油相、水相和固相組成。其油相主要成分是各生產(chǎn)裝置清罐、脫水夾雜的油、石油蠟、瀝青質(zhì)及其它塵土類雜物，成分復(fù)雜且不穩(wěn)定。水相一般是在各裝置排放污油時與污水充分混合、夾雜后被油相電離吸附的，吸附后團塊比重接近，自然重力脫除十分困難。
三相分離裝置主要由三個部分組成：加藥部分、三相離心機及成品油傳輸。其中核心部分是一臺三相離心機，其轉(zhuǎn)速為3500r/h，原料污油經(jīng)加藥、加溫后進入高速旋轉(zhuǎn)的三相離心機轉(zhuǎn)鼓，在強大離心機作用下不同比重的介質(zhì)在離心機內(nèi)分層并通過相應(yīng)出口排出，達到油、水、固相分離的目的。
加藥部分的作用是投加破乳劑、絮凝劑及對原料油的加溫。原料油投加破乳劑后經(jīng)加溫，在破乳劑的作用下通過改變?nèi)榛徒缑鏄O性，加速微油粒聚集，大幅降低水包油、油包水，有助于加速多種液相間的分層，清晰界面。絮凝劑主要是采用高分子有機絮凝劑在液相中形成網(wǎng)捕，通過粘連、聚集加速污油中固相顆粒物的聚集，形成較大團塊加速沉降。
2.裝置設(shè)計參數(shù)
2.1主要原料
各煉油生產(chǎn)裝置排放的污水（含油污水、含堿污水、地表污水）經(jīng)污水處理系統(tǒng)各工藝段分離、收集的污油。
2.2輔助藥劑
由于重污油組成復(fù)雜且包含大量活性組分，采用一般物理方法進行油水分離較困難。因此我們在污油進入離心機前適量投加破乳劑、絮凝劑以提高污油脫水效率。
2.3主要設(shè)計指標
污油脫水裝置原料控制指標：
油份60-80%（wt）、水分20-40%（wt）、固體1-5%（wt）。
處理量：≤5m3/h
污油脫水裝置產(chǎn)品控制指標：
油相：水份≤2%（wt）、固體＜1000mg/l；
水相：油份平均值＜1%（wt）、固體平均值＜2000mg/l；
固相：油份平均＜5%（根據(jù)碳氫化合物的重量）、固相平均30-40%（wt）、水份平均60-65%（wt）。
二、系統(tǒng)運行與調(diào)整
1.運行情況
三相分離裝置運行初期，我們按離心機廠商提供的數(shù)據(jù)及試運藥劑，依次檢驗了三相離心機的運行穩(wěn)定性、處理能力及藥劑的配比效果。
在試運初期，我們在供應(yīng)商指導(dǎo)下分別使三相離心機在3、4、5m3/h三種處理負荷下連續(xù)運行，基本符合離心機處理能力要求，但產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足預(yù)定要求。
為驗證三相離心機的固相處理能力，我們將離心機進料改為罐底油泥，固相出泥呈深灰黑色，出泥連續(xù)且泥餅干燥，可堆積無流動，含水率大幅低于原設(shè)計，泥餅質(zhì)量基本符合預(yù)期要求。
2.藥劑配比
根據(jù)供應(yīng)商建議及我們對絮凝劑、破乳劑實驗室小試結(jié)果，我們對藥劑的不同濃度配置進行運行對比。其中破乳劑投加量嘗試了0ppm、500ppm、3000ppm及6000ppm四個點，絮凝劑嘗試了0ppm、100ppm、200ppm及400ppm四個點，并對以上兩種藥劑的不同濃度進行了交叉試驗。從結(jié)果來看破乳劑、絮凝劑對分離效果影響不顯著。
投藥方式經(jīng)過一段時間的摸索、驗證后，我們發(fā)現(xiàn)原料的含水率對出口污油含水率的影響相對顯著，為穩(wěn)定原料性質(zhì)、降低含水率變化幅度，我們延長原料油沉降脫水時間，初期重污油沉降脫水后進入第二個原料罐作為三相分離原料。從運行效果來看此流程有效保障了三相分離裝置的原料含水率的穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率大幅上升。
3.系統(tǒng)改進
在投運初期，在處理量為5m3/h的條件下運行出現(xiàn)了離心機軸端漏液情況，經(jīng)分析，導(dǎo)致軸端漏液的主要原因是原設(shè)計液相出口管線直徑偏小，液流不暢導(dǎo)致，針對此情況我們對離心機液相出口管進行了加粗改造，改造完后再未出現(xiàn)軸端漏液現(xiàn)象。
三相分離系統(tǒng)投運后我們發(fā)現(xiàn)，三相離心機的PLC控制系統(tǒng)可能由于投藥系統(tǒng)及其他原因?qū)е峦Ｖ惯M料，而蒸汽加溫為手動控制，因此很難保證及時切斷。為確保生產(chǎn)安全，我們對蒸汽加溫系統(tǒng)增設(shè)了自動切斷閥，與三相離心機的PLC控制系統(tǒng)連鎖。
三、產(chǎn)品質(zhì)量
經(jīng)過一段時間的試運調(diào)整，三相分離裝置產(chǎn)品油、水、渣三相主要有以下幾方面的特征：
油相：出油含水率合格（協(xié)議出油含水率2%）但不穩(wěn)定，一致性較差；
水相：出水含油量與預(yù)期效果有較大差距，高于協(xié)議要求＜1%；
固相：從分析數(shù)據(jù)來看含水率優(yōu)于協(xié)議（協(xié)議要求平均含水量60-65%），固相出渣較干符合生產(chǎn)需求。
四、小結(jié)
1.成功經(jīng)驗
重質(zhì)污油通過離心法可大幅提高脫水效率，同時三相離心機的成功應(yīng)用可將污油中水、固相一次脫除，效率大幅提高；
原料的預(yù)處理十分重要。三相離心機對原料含水率十分敏感，特別在原料含水率≥45%時成品污油含水率將大幅上升，重污油應(yīng)適當預(yù)處理。
成品油流向管理也是非常重要的，由于三相離心機出油含水率可能存在不合格，因此對不同含水率的污油暫存時應(yīng)區(qū)別進罐區(qū)別處理。
2.不足與改進方向
工藝設(shè)計還需進一步優(yōu)化，由于重污油性質(zhì)不穩(wěn)定，含水率變化幅度大，難以達到三相離心機入口要求，雖調(diào)整了部分工藝，但仍存在脫水效率低、操作難度較大的問題；
重污油投加藥劑后，進入三相離心機停留時間過短，沒有充分的混均、反應(yīng)時間，引起藥劑使用效率低、效果不顯著；
原料中固相有機物含量低，礦化度高，導(dǎo)致泥餅含水率過低，自潤滑及流動性差，一定程度上增加了離心機螺旋負荷；
我們在化驗分析時發(fā)現(xiàn)，原料污油經(jīng)加藥、加溫、離心后，在上層污油與下層清水之間存在一個夾層，此夾層表觀性質(zhì)類似浮渣，由微顆粒狀的重質(zhì)油顆?；蚱渌麘腋☆w粒與間質(zhì)水構(gòu)成，夾層厚度隨污油品質(zhì)變化而變化，體積量一般在10-30%之間。經(jīng)三相離心機處理之后的污油也存在夾層，但夾層厚度明顯收窄，一般≤10%，試驗中提高加溫溫度、延長加溫時間均不能使間質(zhì)熔融聚合。由于夾層介質(zhì)的比重極為接近1，同時由于間質(zhì)水的存在，我們認為這是導(dǎo)致污油自然脫水困難的主要影響因素，經(jīng)過三相離心機后的污油間質(zhì)層收窄是由于大量間質(zhì)轉(zhuǎn)移到水相，這也正是三相離心機出水油含量偏高的主要原因。
