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兰州石化延迟焦化装置废水处理技术研究

2020-12-11 09:14:03 中国科技纵横 2020年13期

芦利军 宋福荃

摘 要:中石油兰州石化分企业延迟焦化装置废水成分复杂、污染性强、且大部分含有焦粉,不符合环保要求且处理难度很大,通过对污水分析,选择合适的改造措施,使装置废水排放满足环保要求。

关键词:延迟焦化;废水处理;水质分析;技术应用;环保达标

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)13-0029-02

0 引言

延迟焦化装置作为现代炼油行业重质油加工的重要手段,具有对原料的适应性强、技术成熟、投资低等特点,在国内外被广泛使用。但由于其原料多为其它装置副产品,原料中硫及各种杂质富集,造成延迟焦化装置生产过程中产生的废水成分复杂、污染性强、且大部分含有焦粉、处理难度很大。延迟焦化废水作为典型的高浓度、高污染、有毒、难降解的有机工业废水,对装置环保达标有极大影响,为解决延迟焦化废水排放问题,中石油兰州石化分企业延迟焦化装置实施多项技术改造,对处理技术进行研究。

1 延迟焦化装置废水分类及来源

延迟焦化装置正常生产中产生的污水主要有3种:含硫污水、含油污水和锅炉排水[1]。

(1)含硫污水为分馏塔顶油水分离器排水,为特阀注汽、加热炉炉管注汽及焦炭塔小吹汽等生产过程中向系统中注入的水分在分馏塔顶油水分离器中析出。

(2)含油污水包括放空冷却塔顶油水分离器污水、冷焦水、切焦水等。放空塔顶油水分离器污水是焦炭塔冷焦过程中蒸汽冷凝水;冷焦水为焦炭塔冷焦时使用的冷却水,冷焦后排至冷焦热水罐,冷却后存放至冷焦水罐备用;切焦水为水力除焦用水,切焦时与石油焦混合排至储焦池,冷却后储存至切焦水罐备用。

(3)锅炉排水为蒸汽发生器的排污扩容冷却器排水。

2 延迟焦化装置废水水质分析

(1)含硫污水主要是分馏塔顶油分离器排水,近期分析如表1所示。

从表1看出馏塔顶分离器废水中氨氮和硫化物浓度数值较高,有机物组成十分复杂。由于硫化物等物质的存在,废水呈碱性,pH 通常为 8~9。

(2)含油污水中由于冷焦水和切焦水均为装置循环利用,不存在排放问题,所以主要处理方向为放空冷却塔顶油水分离器排水[2]。放空冷却塔顶油水分离器排水水质组成与装置使用的原料油性质有关,目前兰州石化延迟焦化装置原料主要有减压渣油、催化油浆和乙烯裂解重油,比例为79﹕11﹕10,同时,回炼污水处理厂回收污油和电脱盐污油用作焦炭塔急冷油,每天回炼量约20t左右,原料组成复杂,导致所排出的焦化含硫污水乳化现象严重,在油水分离器中分离困难,污水中污染物种类复杂且浓度极高,分析如表2所示。

(3)锅炉排水主要是蒸汽发生器产生蒸汽过程中,原料水经过蒸发浓缩后产生的,主要污染物为高浓度无机盐,污水经扩容冷却后即可排放。

3 处理方式

(1)兰州石化企业延迟焦化装置分馏塔顶油分离器排水,作为含硫污水送至酸性水汽提装置处理,但由于此废水焦粉含量较高,且焦粉颗粒非常细小,经化验室做称重实验(滤纸过滤),分析焦粉含量平均为2‰(w),易造成酸性水处理装置塔盘沉积焦粉,堵塞、卡住阀孔,严重影响汽提塔的操作和效率,致使酸性水处理达不到排放标准要求,严重时常造成水汽提塔无法正常开车,对平稳生产造成较大影响,并给环保造成巨大的压力。装置于2014年2月采用了北京兴业旺达科技有限企业开发延迟焦化酸性水脱除焦粉技术SWDC-Ⅰ的专利技术。此技术通过专利设备水力旋流器,将此废水分离成清液和浊液,清液送往酸性水汽提装置处理,浊液排至缓冲罐,在焦炭塔给水冷焦期间,打入焦炭塔处理。

(2)由于放空塔顶污水含油量较大,成分复杂,无法满足酸性水汽提装置进料要求,装置于2008年10月投用一套甘肃宇辰化工科技有限企业开发的放空塔顶污水处理环保措施,废水自放空塔顶油水分离器脱水包流出,通过泵输送至新建贮水罐,在新建贮水罐入口管线上进行三种缓蚀剂的逐个投加,利用管道的流动性达到药剂与废水的充分混合。三种药剂均提前通过药剂注入泵分别进入三个加药罐中。废水流入新建贮水罐后进行混凝、静置、沉降,由于焦化废水的特殊性,加药处理后的水经过再次沉淀后,分上油、中水、下渣三层,油分送至焦炭塔做急冷油,水分排至焦池做切焦水,废渣在焦炭塔给水冷焦期间,从罐体底部通过渣泵打入焦炭塔内回收利用[3]。

(3)蒸汽发生器的排污扩容冷却器排水经扩容冷却后,直接排入焦池稀释,用作切焦水补水。

4存在问题

(1)分馏塔顶酸性水经过旋流分离器后形成的濁液随冷焦水一起送入焦炭塔,最终排入焦池,此部分液体硫化氢含量较高,气味恶臭。

(2)放空塔顶油水分离器分离后排入焦池循环利用,但由于此部分污水硫醇含量较高,长期积累导致焦池异味较大。

由于焦池水无法排放置换,这两项原因导致焦池异味较高,环保无法达标。

5 改进措施

2019年委托中石油华东设计院有限企业设计《中石油兰州石化分企业炼油厂延迟焦化废气综合治理项目》,将上述两项存在问题进行处理:

(1)分馏塔顶酸性水旋流后的浊液处理。增加除臭剂,将除臭剂注入至酸性水浊液缓冲罐,除臭剂与浊液中的硫化物进行反应,脱臭处理后的酸性水作为冷焦补水。该部分浊液进行了脱臭处理,循环使用不会产生酸性气累积,不会造成异味。

(2)放空塔顶污水处理。增设放空塔顶污水除油设施,对放空塔顶油水分离器中的污水进行除油处理,除油后的酸性水进污水沉降罐沉降,污经泵送入旋流离器进行除焦粉处理,经旋流分离后的酸性水至酸性水汽提装置,焦粉排放至焦池。该部分酸性水不再循环使用,酸性气累积造成异味的问题得到解决。

6 结论

本文通过对兰州石化企业延迟焦化装置污水进行分析研究,先容了延迟焦化废水的水质特点、工艺处理过程以及存在的问题,并通过对一系列技术的改造措施,找到了解决了延迟焦化废水的处理难题,使得装置废水排放满足现阶段环保要求。

参考文献

[1] 瞿国华.延迟焦化工艺与工程[M].北京:中国石化出版社,2008.

[2] 侯芙生.中国炼油技术(第3版)[M].北京:中国石化出版社,2011.

[3] 沈本贤.石油炼制工艺学[M].北京:中国石化出版社,2009.

Abstract:The wastewater from the delayed coking plant of PetroChina Lanzhou Petrochemical Branch has complex components, strong pollution, and most of it contains coke powder, which does not meet the requirements of environmental protection, and the treatment is very difficult. Through the analysis of the sewage, the appropriate modification measures are selected to make the device Waste water discharge meets environmental protection requirements.

Key words:delayed coking;wastewater treatment;water quality analysis;technology application;environmental protection standards

收稿日期:2020-06-02

编辑概况:芦利军(1987—),女,甘肃兰州人,本科,助理工程师,研究方向:石油化工。

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