炼厂焦化废水处理研究

2014-01-18 09:25石华前秦俊岭
深圳职业技术学院学报 2014年5期
关键词:乳剂焦化含油

石华前,黄 孟,秦俊岭,李 娟

(中海油能源发展工程技术油田化学分公司,广东 惠州 516086)

炼厂焦化废水处理研究

石华前,黄 孟,秦俊岭,李 娟

(中海油能源发展工程技术油田化学分公司,广东 惠州 516086)

炼厂焦化废水是一类乳化较严重的废水,本文通过室内小试筛选出阳离子型焦化破乳剂JQ-104,试验结果显示,当焦化废水含油4235.6 mg•L-1,JQ-104投加量300 mg•L-1,废水含油去除率高达95.51%;另外,pH值对其有较大影响,最佳pH值范围为6~8.将JQ-104应用于现场工艺流程,除油效果明显,处理后出水稳定,含油浓度在200mg•L-1以内,减少了污油对环境的污染.

焦化破乳剂;焦化废水;除油

延迟焦化是炼油二次加工过程中的重要环节,它的原料是上游常减压蒸馏装置来的减压渣油,减压渣油中的S含量及其它杂质含量都较高,以致焦化分馏塔顶的油气经油水分离器沉降后,排出的含硫污水存在严重的油水乳化现象,造成这种现象的主要原因是这些含硫污水中含有大量的硫醇、酚、环烷酸等物质,使得乳化液的性质很稳定[1].国内某炼油厂处于试运行阶段,目前存在的最突出问题是焦化废水油水乳化严重,经工艺设备处理后不能达到要求,对后继污水处理工艺的正常运行造成很大影响.

针对焦化废水脱油破乳的方法有多种[1-3],本文采用化学破乳的方法对炼厂焦化废水进行脱油破乳,并将选出的焦化破乳剂进行了现场应用.

1 实验部分

1.1 主要仪器和测定方法

主要仪器:紫外分光光度计(DR5000, HACH);四联磁力加热搅拌器(CJJ-931,江苏金坛金城国胜实验仪器厂).

废水含油测定:采用紫外分光光度法.

1.2 试验方法

在现场直接取油水分离器前的焦化废水,水样取回后立即进行破乳试验.取一定水样于烧杯置于四联磁力搅拌器上,用NaOH溶液将水样pH值调节在一定范围,加入一定量的焦化破乳剂,以300 r/min的转速搅拌3 min,然后将烧杯置于45℃恒温水浴中,半小时后取烧杯下层水样测含油浓度.

1.3 炼油厂焦化废水处理工艺参数

炼油厂焦化废水包括来自焦炭塔的放空油气经过放空塔顶空冷器冷却水,和来自冲洗油聚结器的含硫污水,二者混合后进入到油水分离器.水量为800~900 m3/d,焦化废水水力停留时间为30 min.

取经油水分离器初步沉降后的水样进行监测,监测指标见表1.

表1 焦化废水水质指标

2 实验结果与讨论

2.1 焦化破乳剂的筛选

本次试验中,重点对比了6种焦化破乳剂,其中,JQ-106、JQ-107是阴离子型,其他4种均为阳离子型焦化破乳剂.取现场焦化废水作对比试验,焦化废水加药处理前油份浓度为4235.6mg•L-1,试验水温45℃,药剂加注浓度均为300 mg•L-1,试验结果见表2.

从表2可见,JQ-106与JQ-107除油率在50%左右,焦化废水中还残有大量油份,而阳离子型焦化破乳剂除油率都在83%以上,其中,焦化破乳剂JQ-104的除油效果最好,除油率高达95.51%.所以,阴离子型焦化破乳剂效果明显不如阳离子型焦化破乳剂.这是因为焦化废水中硫、酚等化合物的含量较高,这些化合物都具有表面活性,焦化废水是水包油型的乳化液,它能稳定存在的主要原因是这些具有表面活性的化合物能使水中油滴表面带有负电荷,造成油滴间因相同电性产生相互排斥作用力,使油滴难以碰撞增大而与水沉降分离,最终结果是乳化液十分稳定,能长时间保存而不分层[1-2].而阳离子型焦化破乳剂加入到水样中后,与油滴充分接触,中和油滴表面的负电荷,使油滴能聚集增大与水沉降分离[3].

2.2 焦化破乳剂不同投加量的除油效果

针对焦化破乳剂的筛选试验结果,对JQ-104进行了加药浓度梯度试验,以确定药剂的最佳加注浓度.该组试验中,焦化废水加药处理前油份浓度为4405.6mg•L-1,试验水温45℃.

表2 焦化破乳剂对比试验

从图1可以看出,随着JQ-104的加药量的增加,油份的去除效果逐渐增强.当加药浓度在300mg•L-1时,油份去除率达到91.8%.但当加药浓度超过300 mg•L-1,油份去除率增大的幅度比较有限,从药剂投加成本及应用效果来看,确定药剂最佳加注浓度为300mg•L-1.

2.3 pH值对除油效果的影响

考察了焦化废水不同pH值下,JQ-104的处理效果,其结果如图2所示.

由于pH值直接影响废水中胶体颗粒界面的ξ电位.按照胶体化学的基本理论,只有当废水pH值达到某一数值范围时,其ξ电位才能导致胶体最终脱稳,聚沉,所以pH值对絮凝有较大影响.从图2可知,当pH 6~8 时,破乳剂能较好地除去废水中的油份,其最高去除率达到96.9%.而当pH值为4和9时,对油份的去除率偏低,所以,对于含油废水,最佳pH值范围6~8.

图1 JQ-104加药浓度梯度试验

图2 pH值对除油效果的影响

2.4 焦化破乳剂现场应用效果

在实验室及现场小试的基础上,对药剂JQ-104进行了现场大试.现场加药浓度300mg•L-1,焦化废水水温 45℃.连续监测分离器出口水样油份浓度.

在未加注焦化破乳剂之前,油水分离器后所取水样乳化严重,水色为蛋黄色,所测含油浓度4000~7000mg•L-1.在将焦化破乳剂应用于现场后,从油水分离器出口所取水样来看,水样清亮透明,除油效果明显,焦化废水水质得到很好的改观.分离器出口水样含油浓度基本保持在200mg•L-1以内,满足现场工艺要求.根据现场运行工艺,经破乳脱除的轻质污油全部回炼,而处理后的焦化废水再经过简易的工艺处理后也将循环利用.如果按照焦化废水含油浓度为6000 mg•L-1和水量900 m3/d计算,每年将有约1900吨污油和32.4万 m3水得到回收和回用,处理后的焦化性水满足工艺运行要求,减少了污油对环境的污染,且节省了生产成本,轻质污油得到回收利用,也增加了经济效益.

[1] 丁勇.炼厂焦化含硫污水脱油破乳的研究[J].安徽化工,2006,27:27-29.

[2] 胡志文,唐志清,陈国富,等.延迟焦化装置酸性水中废油的回收利用[J].石油炼制与化工,1999,30(11):66-67.

[3] 孙炳科,郭金昌.炼油厂含硫废水的治理[J].中国给水排水,2003,19:13-14.

Treatment of Coking-Wastewater by Demulsifier

SHI Huaqian, HUANG Meng, QIN Junling, LI Juan

(Drilling & Production Co. Huizhou Branch, CNOOC Energy Engineering Technology Development of Oilfield Chemical Branch, Huizhou Guangdong 516086,China)

Coking demulsifier JQ-104 was selected to treat oil refinery coking wastewater. The results indicated that when JQ-104 was used in the treatment of coking wastewater, the most suitable dosage of coking demulsifier was 300mg·L-1and the maximal removal of oil was 95.51%, at the oil concentration 4235.6mg·L-1, and the best pH 6-8; When JQ-104 is used in production, the oil concentration of treated water was under 200mg·L-1. JQ-104 is a better coking demulsifier when used in coking wastewater treatment, which decreased environment pollution caused by wastewater.

coking demulsifier; coking-wastewater; removal oil

X743

A

1672-0318(2014)05-0067-03

10.13899/j.cnki.szptxb.2014·05, 013

2014-04-15

石华前(1982-),男,湖北人,硕士研究生,研究方向:油田化学品.

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