CN101811785A - 延迟焦化放空水旋流除焦的方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种投资少、能耗低、除焦效率高的延迟焦化放空水旋流除焦的方法与装置。本发明的延迟焦化放空水旋流除焦方法，包括如下步骤：沉降分离步骤；一级或二级或多级旋流除焦步骤；污油分离步骤。本发明延迟焦化放空水旋流除焦的方法及装置的主要优点在于：分离效率高，放空污水的焦粉固体颗粒分离精度为5微米，5微米及以上微粒的去除率超过95％，脱焦粉固体颗粒的同时脱除其他固体颗粒杂质，压力损失小，操作简便，运行费用低，装置结构简单，占地面积小。

Description

延迟焦化放空水旋流除焦的方法与装置

技术领域

本发明属于化工环保技术领域，涉及去除污水中的焦粉固体颗粒的方法，具体的涉及一种延迟焦化放空水***中含焦污水的处理方法，以及实施该方法所用的装置。

背景技术

延迟焦化过程是石油焦化中的一种主要加工过程。该过程是炼油厂采用热裂化工艺改质和转化渣油(如常压渣油、减压渣油等)为气体、液体产品和浓缩碳物质的固体石油焦炭过程。为控制污染和提高汽提收率，延迟焦化装置设有气体放空***：焦炭塔生焦完毕后，开始除焦前，需泄压并向塔内吹蒸汽，然后再注水冷却。此过程将从焦炭中汽提出来的油气、蒸汽混合物排入放空***的防空塔下部，用经过冷却的循环油从混合气体中回收重质烃，然后送回焦化主分馏塔。防空塔顶排出的油气和蒸汽混合物经过冷凝、冷却后在沉降分离罐内分离出污油和污水，分别送出装置。

延迟焦化装置排出的污油较多，约占加工量的1.5％-2.5％，其中绝大部分为焦炭塔凝析油放空污油。由于其中含水和含焦粉较高，如果掺入全厂污油，会影响污油质量，凝堵设备和管线。焦化污油和炼厂油浆要得到很好的利用，必须先解决“废油”的含水、含焦粉和杂质问题，然后才可针对不同的“废油”采用不同的技术措施。

目前，在新的焦化装置设计中，已逐步实现了对焦化污油的转化利用工作。例如对于含水量大于1％的污油和油浆，应先进入一定温度下的锥底油罐，进行脱水并沉淀出焦粉等固体杂质，然后进入放空塔进一步脱水和除去焦粉，在焦炭塔大吹前注入焦炭塔底掺入高温焦炭中。国内设计的全密闭放空***，在放空塔底增设了塔底油循环加热器和过滤设备，以保证塔釜油脱水和除去焦粉。该工艺流程，回收了污油，降低了污油排放和污染问题；酸性水去切焦水或冷焦水部分回用；避免管线、塔盘堵塞；避免大量水分进入分馏塔，造成突沸事故。该工艺，设置了加热器、空冷器，增加了投资成本、占地面积。

总之，由于现有技术存在的上述问题，故至今为止尚未解决延迟焦化装置放空***污水科学净化处理问题，远不能满足石油化工洁净生产工业化的期望。因此本领域迫切需要开发成本低且效果好的含油、含焦污水的处理方法和装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，为了克服现有技术中存在的问题，提供一种能耗低、除焦效率高的延迟焦化放空水旋流除焦的方法。

本发明所要解决的又一技术问题在于，提供了一种结构简单、投资少、能耗低的延迟焦化装置放空水旋流除焦的装置。

为了解决上述问题本发明的技术方案是这样的：

作为本发明第一方面的延迟焦化放空水旋流除焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)沉降分离步骤

放空水塔顶分液罐出来的含油、含焦污水，进入沉降分离罐，初步脱除污水中夹带的大粒径油滴、焦粉；

(2)旋流除焦步骤

在放空水泵的作用下，将初步沉降分离后的污水提升到一级旋流除焦器中，脱除污水中夹带的焦粉固相颗粒，除焦器出来的焦粉直接去冷焦池，而净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***；

(3)污油分离步骤

从沉降分离罐初步分离后的油-水两相混合物打入污油罐进行污油分离，从污油罐分离出来的污油直接由泵出口打回回用。

所述含焦粉固体颗粒的放空污水的温度为50-80℃。

在所述的步骤(2)中，还可以包括：从所述的一级旋流除焦器出来的放空污水进入二级或多级旋流净化器除焦的步骤，进一步脱除其所夹带的焦粉等固体颗粒，消除焦粉对后续除油器造成的堵塞影响。

在所述的步骤(2)中，还可以包括：从所述的一级旋流除焦器出来的放空污水进入二级或多级旋流除焦器，再进入旋流净化器除焦的步骤，进一步脱除其所夹带的焦粉等固体颗粒，消除焦粉对后续除油器造成的堵塞影响。

作为本发明第二方面的延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，包括：用于初步脱除放空污水中大粒径颗粒物的沉降分离罐；

与沉降分离罐相连的用于将沉降分离罐中污水提升至除焦器的放空水泵；

与放空水泵连接的、接受所述的放空水泵的污水进行分离焦粉颗粒的一级旋流除焦器；

与所述的沉降分离罐相连的用于分离沉降分离罐初步分离后的污水中油-水两相的污油罐。

除焦器过程中，可根据原料及处理要求，采用一级或二级或多级旋流除焦器串联，以提高焦粉分离精度。

进一步，所述的一级或二级或多级旋流除焦器连接至少一进一步除去污水中细小焦粉固体微粒的二级旋流净化器。

所述的旋流除焦器、旋流净化器，可以是重力沉降罐、旋风分离器、旋流分离器等液-固两相分离器中的任意一种，优选为旋流分离器。

所述旋流除焦器的底流口的流量为其进口流量的2-15％。

优选的，所述的旋流除焦器为静设备，使用寿命不低于10年；在额定流量下，放空水进口和水相出口之间的额定压力降不大于0.1MPa。

本发明的主要优点在于：

1、分离效率高：放空污水的焦粉固体颗粒分离精度为5微米，5微米及以上微粒的去除率超过95％，脱焦粉固体颗粒的同时脱除其他固体颗粒杂质；

2、压力损失小：在额定流量下，放空水进口和水相出口之间的额定压力降不大于0.1MPa；

3、操作简便：无需反冲洗，无任何废弃物产生，易维护，运行费用低；

4、装置结构简单；

5、占地面积小。

附图说明

图1是现有技术的延迟焦化装置放空***流程图。

图2为本发明的延迟焦化放空水旋流除焦方法的一实施方式的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实施例对本发明作进一步阐述。

放空污水含焦粉固体颗粒较高，如果掺入全厂污油，会影响污油质量，凝堵设备和管线，焦化污油和炼厂油浆要得到很好的利用，必须先解决污水的含焦粉和杂质问题，然后才可针对不同的“废油”采用不同的技术措施。

传统的延迟焦化工艺中，常规的延迟焦化放空水***的污水，在放空冷凝器、沉降分离罐的作用下，脱除放空污水中所夹带的焦粉等固体颗粒。沉降罐分离周期长，分离效率低，污油、污水夹带有焦粉固体，引起管线及塔盘的堵塞，对整个延迟焦化带来了无法估计的危害。

目前，传统的液固两相分离技术主要为沉降罐、过滤器、旋风分离器、旋流分离器等。旋流分离器体积小、分离速度快、操作维护简单，是一种新型高效、节能的分离设备；采用旋流分离技术为核心与其它分离技术(如沉降、过滤)相组合来脱除延迟焦化放空污水中的焦粉，能够克服现有的重力沉降罐、过滤器等处理焦粉存在的装置投资大、操作复杂、运行成本高、不能长周期运转等缺陷，具有装置投资成本低，体积小，可靠性高，压力损失小，连续运转周期长且分离效率高，节约了材料并提高了资源的综合利用率的优点。

在本发明的第一方面，提供了一种延迟焦化放空污水中脱除焦粉固体颗粒的处理方法，该方法采用旋流分离技术对50-80℃的放空污水中的焦粉固体颗粒及其它固体颗粒进行处理，净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***去污水汽提装置再处理，还可以通过二级旋流净化器进一步处理后去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***去污水汽提装置再处理；分离出来的焦粉混合物直接去冷焦池。

本发明方法采用一级旋流分离、二级旋流净化的分离方法，即第一级采用放空污水旋流除焦器对放空污水进行分离，分离后的放空污水或直接或经二级旋流净化器进一步处理后去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***去污水汽提装置再处理。

本发明方法在放空污水流量大幅度变化或者焦粉含量急剧增加时，均能稳定运转。本发明方法在脱焦粉的同时，提纯了放空污水，消除焦粉固体颗粒对后续设备造成的堵塞影响。

在本发明的第二方面，提供了一种延迟焦化放空污水中脱除焦粉固体颗粒的处理装置，该装置包括旋流除焦器或旋流除焦器与旋流净化器的组合。

本发明装置的核心设备为延迟焦化放空污水旋流除焦器，主要依靠连续相-污水、分散相-焦粉固体颗粒之间的密度差，利用流体在微旋流芯管内高速旋转的离心力将焦粉等杂质从放空污水中分离出来，既可以脱焦粉固体颗粒也可脱其它固体颗粒。

所述延迟焦化放空污水的温度为50-80℃，焦粉固体颗粒的粒径不小于1毫米。所述净化的放空污水的焦粉固体颗粒分离精度为5微米，5微米及以上微粒的去除率超过95％。

本发明的分离是在不添加任何添加剂的前提下采用旋流分离与旋流净化相组合的方法分离延迟焦化放空污水中的焦粉固体颗粒，降低了操作成本，同时能提高分离效率，不需要其它辅助设备。

在额定流量下，本发明装置的放空水进口和水相出口之间的额定压力降不大于0.1MPa。较佳地，本发明装置的旋流除焦器的底流口的流量为其进口流量的2-15％。

较佳地，本发明装置的核心设备-旋流除焦器、旋流净化器由若干根微旋流芯管集成，微旋流芯管数量由处理量决定。含焦粉等固体杂质的放空污水，在一定的压力作用下，从微旋流芯管进口沿切线方向进入微旋流芯管的内部进行高速分离。

较佳地，本发明可根据延迟焦化放空污水实际含焦粉等固体杂质量和所需的分离效果确定采用一级旋流除焦、二级旋流净化或多级旋流除焦。

以下参看附图。

图1是现有技术的延迟焦化放空污水工艺示意图。如图所示，焦炭塔生焦完毕后，开始除焦前，需泄压并向塔内吹蒸汽，然后再注水冷却。此过程将从焦炭中汽提出来的油气、蒸汽混合物排入放空***的放空塔11下部，经过冷循环油冷却器12冷却的循环油从混合气体中回收重质烃，然后送回焦化主分馏塔。放空塔11顶排出的油气和蒸汽混合物经过放空冷凝器13的冷凝、冷却后，在沉降分离罐14内分离出污油和污水，分别送出装置，其中，沉降分离罐14分出的轻烃气体经过压缩后送入燃料气***。

图2是根据本发明的延迟焦化放空污水旋流除焦处理工艺实施方式示意图。如图所示，放空水塔顶分液罐出来的含焦粉固体颗粒的放空污水，进入沉降分离罐1，初步脱除污水中夹带的大粒径焦粉；在放空水泵2的作用下，将初步沉降分离后的污水提升到一级旋流除焦器3中，在离心力的作用下，脱除污水中夹带的绝大部分焦粉固体颗粒，净化后的放空污水去二级旋流净化器4，进一步脱除放空污水中夹带的细小粒径的焦粉固体颗粒；沉降分离罐1初步分离后的污水中油-水两相的污油罐5。其中，一级旋流除焦器3、二级旋流净化器4出来的焦粉固体微粒直接去冷焦池；净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***去污水汽提装置再处理；污油罐分离出来的污油直接由泵出口打回回用，净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***。

实施例

下面结合具体的实施例进一步阐述本发明。但是，应该明白，这些实施例，仅用于说明本发明而不构成对本发明范围的限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

中海炼化惠州炼油分公司115单元含硫污水净化水质量改善措施延迟焦化放空水***。

流体性质见表1、2。

表1、物料性质及操作条件

表2、焦化放空水焦粉粒度分布

采用一级旋流除焦和二级旋流净分离的方法对中海炼化惠州炼油分公司115单元含硫污水净化水质量改善措施延迟焦化放空水***污水进行处理。首先通过放空水塔顶分液罐出来的含油、含焦污水，进入沉降分离罐，初步脱除污水中夹带的大粒径油滴、焦粉；在放空水泵的作用下，将初步沉降分离后的污水提升到旋流除焦器中，脱除污水中夹带的焦粉固相颗粒；沉降分离罐初步分离后的污水中油-水两相混合物的污油罐；除焦器出来的焦粉直接去冷焦池，而净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***；污油罐分离出来的污油直接由泵出口打回回用，净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***。工艺流程见图2。工艺流程说明：

1、沉降分离罐1利用重力将延迟焦化放空污水中的大粒径焦粉等固体颗粒初步分离出来。

2、在放空水泵2的作用下，将初步沉降分离后的污水提升到一级旋流除焦器3中，在离心力的作用下，将污水分离为含焦粉等杂质固相和污水液相。焦粉相得流量范围为0-5％。进口焦粉含量不大于5000mg/L时，其水相出口中焦粉微粉(≥50μm)的去除率≥90％。在该流量下，放空水进口与水相出口之间额定压力降为0.1MPa。一级旋流除焦器3出来的焦粉固体颗粒，直接去冷焦池，而净化后的放空水进入二级旋流净化器4进一步脱除污水中夹带的少量细小焦粉固体颗粒。

3、进入二级旋流净化器4的一级旋流除焦器3污水，进一步分离出污水夹带的细小焦粉固体颗粒。进口焦粉微粉的含量不大于1000mg/L时，其净化水相出口焦粉微粉的(≥5μm)的去除率≥90％；规定频次的分析值的合格率≥90％，采用重量法分析(可以参考Q/RCD-302-2000重量法)。其中，水相进口与净化水相出口之间额定压力降为0.25MPa。净化后的焦粉固体颗粒，直接去冷焦池，而放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***。

4、沉降分离罐1初步分离后的放空污水进入油-水两相分离的污油罐5，从放空污水中分离出油相物质，污油罐分离出来的污油直接由泵出口打回回炼，而净化后的放空水则可去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***。

实施效果：延迟焦化放空水处理装置进口焦粉含量不大于5000mg/L时，经二级旋流处理后，净化水相出口焦粉微粉的(≥5μm)的去除率≥90％。大于30微米的焦粉固体颗粒全部取出。该流量下，单级旋流除焦器的放空水进口与水相出口之间额定压力降为0.1MPa。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.延迟焦化放空水旋流除焦方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)沉降分离步骤

放空水塔顶分液罐出来的含油、含焦污水，进入沉降分离罐，初步脱除污水中夹带的大粒径油滴、焦粉；

(2)旋流除焦步骤

在放空水泵的作用下，将初步沉降分离后的污水提升到一级旋流除焦器中，脱除污水中夹带的焦粉固相颗粒，除焦器出来的焦粉直接去冷焦池，而净化后的放空水去污水汽提装置再处理或延迟焦化冷焦水***及切焦水处理***；

(3)污油分离步骤

从沉降分离罐初步分离后的油-水两相混合物打入污油罐进行污油分离，从污油罐分离出来的污油直接由泵出口打回回用。

2.根据权利要求1所述的延迟焦化放空水旋流除焦方法，其特征在于，所述含焦粉固体颗粒的放空污水的温度为50-80℃。

3.根据权利要求1所述的延迟焦化放空水旋流除焦方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，还包括：从所述的一级旋流除焦器出来的放空污水进入二级或多级旋流净化器除焦的步骤，进一步脱除其所夹带的焦粉等固体颗粒，消除焦粉对后续除油器造成的堵塞影响。

4.根据权利要求1所述的延迟焦化放空水旋流除焦方法，其特征在于，在所述的步骤(2)中，还包括：从所述的一级旋流除焦器出来的放空污水进入二级或多级旋流除焦器，再进入旋流净化器除焦的步骤，进一步脱除其所夹带的焦粉等固体颗粒，消除焦粉对后续除油器造成的堵塞影响。

5.延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，包括：

用于初步脱除放空污水中大粒径颗粒物的沉降分离罐；

与沉降分离罐相连的用于将沉降分离罐中污水提升至除焦器的放空水泵；

与放空水泵连接的、接受所述的放空水泵的污水进行分离焦粉颗粒的一级旋流除焦器；

与所述的沉降分离罐相连的用于分离沉降分离罐初步分离后的污水中油-水两相的污油罐。

6.根据权利要求5所述的延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，除焦器过程中，根据原料及处理要求，采用一级或二级或多级旋流除焦器串联，以提高焦粉分离精度。

7.根据权利要求6所述的延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，所述的一级或二级或多级旋流除焦器串联，后再连接旋流净化器。

8.根据权利要求6所述的延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，所述的旋流除焦器、旋流净化器，是重力沉降罐、旋风分离器、旋流分离器等液-固两相分离器中的任意一种。

9.根据权利要求5所述的延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，所述旋流除焦器的底流口的流量为其进口流量的2-15％。

10.根据权利要求5所述的延迟焦化放空水旋流除焦装置，其特征在于，优选的，所述的旋流除焦器为静设备；在额定流量下，放空水进口和水相出口之间的额定压力降不大于0.1MPa。

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