重油催化热裂解装置含硫氨污水树脂吸附的再生方法研究

艾小兵 马继鹏

陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司 陕西 榆林 718500

1 含硫氨污水情况描述

陕西延长中煤榆林能源化工有限公司渣油催化裂解装置（以下简称：DCC）产的含硫氨污水溶解大量有机物，通过污水汽提单塔侧线抽氨工艺法汽提出的氨、硫化氢因带油无法回收利用，树脂吸附有机物应用在含硫氨污水工艺中有很好的效果，但树脂吸附饱和后，恢复原有吸附能力存在一定的弊端，树脂吸附需要在DCC装置含硫氨污水中应用，进一步对树脂再生恢复原有吸附能力进行研究。根据现DCC装置运行情况，污水汽提单元含硫氨污水外观成乳白色状态，带有较浓油气味，含硫氨污水通过罐中罐利用沉降稳定除油后，分析含油在100～300mg/L之间，DCC装置检修时，污水汽提系统吹扫时会有黑色油渣及重油。

2 吸附树脂的作用原理

吸附：在实际应用过程中，含硫氨污水中的有机物质（溶质）通过吸附树脂床时，吸附树脂和溶质分子之间产生了范德瓦尔引力（包括氢键力、定向力、诱导力和色散力），溶质分子被吸附在吸附树脂表面（一般吸附树脂比表面积越高，吸附量越大）；当吸附树脂分子与溶质分子能形成氢键时，则可大大提高吸附选择性，有利于溶质分子同水溶液的分离，从而使含硫氨污水得到净化[1]。

脱附：被吸附的溶质（有机物）选用适当的方式即可完全洗脱，树脂可重复利用。一般对酸性溶质选用稀碱作脱附剂；对碱性溶质选用稀酸作脱附剂；而对于中性溶质选用有机溶剂作脱附剂。对于沸点较低的有机物可以利用低压蒸汽再生。对于结合力强的有机物不易被脱附，可用有机溶剂脱附，脱附下来的有附加值的物质直接回收利用。

3 含硫氨污水树脂吸附再生试验

试验工艺流程概述。

DCC装置污水汽提单元含硫氨污水经过现有罐中罐除去浮油后，在罐出口引水至除油设备，首先经过阻截除油过滤器去除含硫氨污水中悬浮物、微量的重油等杂质，然后通过两级树脂塔串联吸附，含硫氨污水中的含油有机物被树脂吸附，出水至污水汽提系统（实验逻辑如下图1所示）。

当树脂单元出口的含硫氨污水油含量超过20mg/L以后视为失效，使用蒸汽再生脱附，蒸汽脱附（蒸汽温度＜140℃），再生后的高浓度含油污水经换热器冷却回收。

通过除油试验设备吸附出水情况分析，检测结果如表1所示，吸附出水随着运行周期的延长，出水含油波动大，吸附时间周期逐渐缩短。

表1 再生树脂性能检测结果

4 蒸汽再生脱附出的油品分析

根据图2所示，通过分析再生油组分发现，水中含有烯烃、烷烃、芳烃、以C6～C12为主的，剩余有不明确成分。从出水的吸附精度看，随着多周期的实验，有所下降，从1～2周期时的10mg/L以下缓慢增长到10mg/L以上，主要原因是水中油乳化程度高，导致一些重组分还有胶质被吸附，蒸汽再生对这些成分解析不彻底[2]。

图2 出口油含量统计

5 蒸汽再生脱附后树脂吸附量检测

已吸附饱和的吸附树脂直接以不同类溶剂动态清洗再生，在同样的时间内整体效果不好，主要是树脂中吸附有胶质，以下采用溶剂浸泡+动态清洗效果如下：

实施案例：将以上已吸附饱和的吸附树脂取50ml装入不锈钢树脂吸附柱内，室温下（20℃～25℃）用1BV甲醇溶液浸泡溶解1h，在用1BV甲醇溶液以1BV/h流过树脂床层，甲醇动态清洗后，然后用120℃低压蒸汽对树脂再生，蒸汽再生1h，最后用除盐水反冲洗降温至常温，利用静态沉降法树脂重新组合，检测树脂的吸附量为27g/L，低于新树脂吸附量80g/L。

将50mL已吸附饱和的吸附树脂装入不锈钢树脂吸附柱内，室温下（20～25℃）用1BV丙酮溶液浸泡溶解1h，在用1BV丙酮溶液以1BV/h流过树脂床层，丙酮动态清洗后，用120℃低压蒸汽对树脂再生，蒸汽再生1h，最后用除盐水反冲洗降温至常温，利用静态沉降法树脂重新组合，检测树脂的吸附量为70g/L，低于新树脂吸附量80g/L[3]。

将50mL已吸附饱和的吸附树脂装入不锈钢树脂吸附柱内，室温下（20～25℃）用1BV二甲苯溶液浸泡溶解1h，在用1BV二甲苯溶液以1BV/h流过树脂床层，二甲苯动态清洗后，用120℃低压蒸汽对树脂再生，蒸汽再生1h，最后用除盐水反冲洗降温至常温，利用静态沉降法树脂重新组合，检测树脂的吸附量为73g/L，低于新树脂吸附量80g/L[4]。

将50mL已吸附饱和的吸附树脂装入树脂吸附柱内，室温下（20～25℃）用1BV甲苯溶液浸泡溶解1h，在用1BV甲苯溶液以1BV/h流过树脂床层，甲苯动态清洗后，然后再用120℃低压蒸汽对树脂再生，蒸汽再生1h，最后用除盐水反冲洗降温至常温，利用静态沉降法树脂重新组合，检测树脂的吸附量为79.7g/L，接近新树脂吸附量80g/L，解析效果较佳。实验统计结果见表2。

表2 实验室对蒸汽再生脱附后树脂吸附检测指标及其结果

通过以上实验数据得出结论：含硫氨污水含油组分复杂，树脂单纯用蒸汽再生运行周期短；为了树脂吸附再生能在DCC装置中应用技术，拟采用甲苯和蒸汽结合的方式再生，再次试验，不同的是树脂吸附饱和后[5]。先用1BV甲苯对树脂浸泡，然后用1BV甲苯进行动态清洗，最后使用蒸汽再生脱附，蒸汽脱附（蒸汽温度＜140℃）。通过试验树脂吸附出口含油情况见图3。

图3 树脂吸附出口含油情况

通过甲苯+蒸汽再生后的树脂吸附数据看出（见表3），采用甲苯+蒸汽再生后的树脂在规定的时间内能有效地降低含硫氨污水的水中油质量浓度＜20.0mg/L。

表3 甲苯+蒸汽再生后的树脂吸附结果

6 结束语

综上所述，树脂吸附具备在DCC解装置产生的含硫氨污水中含有的有机组分复杂，脱附有机物，树脂吸附后通过甲苯+蒸汽再生的方法再生脱附树脂中的有机物效果优异，树脂的吸酚量无衰减，此研究将对树脂吸附在DCC装置中应用奠定一定的基础。