CN118064180A - 炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，包括将预热后的污油从底部进入电场沉降塔中，电场沉降塔自下而上交错设置有阴极板和阳极板，各阴极板、各阳极板均以设定的角度平行设置，阴极板为板状极板，阳极板为网状极板，在阴极与阳极之间施加高频高压脉冲电场，污油沿阴极板折流至阳极板、经阳极板透过至阴极板，直至塔顶，实现破乳，将顶部排出的破乳后的污油进行过滤、聚结脱水，得到油相产品，将底部排出的油泥中加入表面活性剂，然后三相离心，得到回收油相、固相和水相。该方法具有可有效脱水脱固、产油率高且不影响油相品质等优点。
Description
技术领域
本发明属于石油化工劣质污油处理技术领域，具体涉及炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法。
背景技术
在原油开采和加工过程中，原油会先在原油罐中进行沉降，沉降后原油进入电脱盐装置，产生含油污水；通常会对原油油罐底部油品和含油污水回收的油品进行回收，最终回收得到的统称为污油。
这些回收的污油，炼厂都会先进入污油沉降罐中进行沉降处理，沉降处理是利用油水物理属性的不同，依靠重力的作用，借助沉降罐来进行油水两相物质的分离，通常还会辅以大量的破乳剂，来实现脱水，但是对于脱固基本没有效果。
近年来，原油劣质化、重质化趋势越来越明显，这主要是由于很多大型油田都进入了石油开采的中后期阶段，前期阶段较容易开采的浅层石油都已开发殆尽，而中下层的原油多为黏度高、密度大且含泥沙量高的重稠油，开采难度较高，为了提高采油效率，会引入各种的采油助剂，这些采油助剂造成了原油乳化严重，使得污油产生量不断增加，而这些污油如果直接回炼或掺炼，将会给炼厂的工艺和设备带来很多不确定因素，严重制约生产。
因此，如何快速处理劣质污油中含水、含固的问题，已经成为劣质原油开采及加工急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，特别针对劣质原油开采及加工产生的污油难以脱水、脱固、不能实现回炼或掺炼生产的技术问题，提供一种可有效脱水、脱固、产油率高且不影响油相品质的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，包括以下步骤：
S1、将预热后的污油从底部进入电场沉降塔中，所述电场沉降塔内自下而上交错设置有阴极板和阳极板，各阴极板、各阳极板均以设定的角度平行设置，所述阴极板为板状极板，所述阳极板为网状极板，以阴极板为阴极，以阳极板为阳极，在阴极与阳极之间施加脉冲电场（即高频高压脉冲电场，通过电场强度可限定电压和极板间距），频率为500HZ～5000HZ，电场强度为8kV/m～20kV/m，所述污油沿阴极板折流至阳极板、经阳极板透过至阴极板，依次重复直至塔顶，实现破乳，将破乳后的污油从电场沉降塔的顶部排出，将沉降的油泥从电场沉降塔的底部排出；
S2、将电场沉降塔顶部排出的破乳后的污油进行过滤、聚结脱水，得到油相产品；将电场沉降塔底部排出的油泥中加入表面活性剂，所述表面活性剂为非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的混合物，所述非离子表面活性剂与所述两性离子表面活性剂的质量比为5～8∶2～5，然后进行三相离心，得到回收油相、固相和水相。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S1中，所述阴极板或所述阳极板与水平面所夹的锐角为15°～60°，相邻的阴极板与阳极板的间距为10mm～50mm。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S1中，所述污油的预热温度为70℃～80℃，所述污油在所述电场沉降塔中的上升速度为0.5m/h～2m/h。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，在所述电场沉降塔靠近顶部的位置排出部分污油循环回到所述电场沉降塔中，循环污油的质量为所述电场沉降塔底部污油进量的10%～50%；所述电场沉降塔底部排出的油泥质量为污油进量的10%～30%。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S1中，所述电场沉降塔顶部排出的破乳后的污油中，含水率＜5%，含固率＜3%。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S2中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯、Tween和Span中的一种或多种，所述两性离子表面活性剂为磺基甜菜碱和磺酸型咪唑啉中的一种或多种。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S2中，所述表面活性剂的加入量为油泥质量的0.02%～0.5%，所述表面活性剂是以表面活性剂的有机溶液的形式加入油泥中，采用的溶剂包括甲苯、煤油和乙醇中的一种或多种。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S2中，所得回收油相中含水率＜10%，含固率＜5%，所得固相中含油率＜5%，所得水相中含油量＜1000mg/L。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S2中，所述过滤采用过滤器实施，所述过滤器的过滤精度为0.5μm～5μm，所述聚结脱水采用纤维聚结器实施，所述纤维聚结器中填充纤维丝，过滤后的污油在所述纤维聚结器内部的流量为每小时2倍纤维丝体积～每小时8倍纤维丝体积（即2BV/h～8BV/h，BV为纤维丝体积），所述三相离心采用三相离心机实施。
上述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，优选的，步骤S2中，所得回收油相返送至电场沉降塔（1），所得固相排出进行干化或焚烧，所得水相送至污水站。
本发明中，含水率、含固率、含油率均为质量分数。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用高频高压脉冲电场进行水相和固相的聚结，不必添加任何的破乳剂，可减少对油相的影响，同时电场聚结水相和固相后，利用本发明中的电场沉降塔结构，使得污油在折流时，因固相、水相和油相三者的比重不同，且油相比重最少，从而实现固相和水相往下沉降，油相不断上升，并通过回流设计，保证顶部排出的污油实现初步的脱水和脱固。
本发明电场沉降塔底部排出的油泥，仍然残留大量的油相，本发明采用非离子活性剂和两性离子表面活性剂的复配，降低油泥的黏度、提高分散性，通过表面活性剂吸附在固相表面，有利于实现三相分离，实现固相含油率＜5%，并通过将油相返回电场沉降塔，从而尽可能回收油相。
本发明的污油经过电场沉降塔后，实现对污油的破乳，并对污油的水相和固相实现初步的脱除，从而达到可以进入纤维聚结器的条件，因为纤维聚结器只能用于微量的水及固体颗粒的脱除，当水相和固相含量较高时，纤维聚结器产油效率较低，所以本发明采用电场沉降塔预破乳脱水、脱固，并用过滤器来保证后端纤维聚结器的安全，实现纤维聚结器产油率＞90%。
附图说明
图1为本发明实施例1中炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法的流程示意图。
图例说明：
1、电场沉降塔；2、阴极板；3、阳极板；4、三相离心机；5、过滤器；6、纤维聚结器；a、污油；b、表面活性剂；c、回收油相；d、固相；e、水相；f、油相产品。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1
一种本发明的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，取某炼油厂污油罐的污油原液，含水率36%，含固率11%，污油呈黏稠黑色，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1、将预热后的污油a从底部进入电场沉降塔1中，电场沉降塔1内自下而上交错设置有阴极板2和阳极板3，各阴极板2、各阳极板3均以设定的角度平行设置，阴极板为板状极板，一端连接在塔壁上，另一端与对侧面保留间距，污油只能通过阴极板2折流到阳极板3，阳极板3为网状极板，两端均连接在塔壁上，污油只能透过阳极板3到阴极板2，以阴极板2为阴极，以阳极板3为阳极，在阴极与阳极之间施加高频高压脉冲电场，频率为500Hz，电场强度为12kV/m，污油a沿阴极板2折流至阳极板3、经阳极板3透过至阴极板2，依次重复直至塔顶，实现破乳，将破乳后的污油从电场沉降塔1的顶部排出，将沉降的油泥从电场沉降塔1的底部排出；
S2、将电场沉降塔1顶部排出的破乳后的污油进行过滤、聚结脱水，得到油相产品f，作为油相样品1，指标如表1所示。将电场沉降塔1底部排出的油泥中加入表面活性剂b，表面活性剂b为非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的混合物，非离子表面活性剂为聚乙二醇脂肪酸酯，两性离子表面活性剂为磺基甜菜碱（具体可采用月桂酰胺丙基羟磺基甜菜碱，但不限于此），聚乙二醇脂肪酸酯与磺基甜菜碱的质量比为6∶4，然后进行三相离心，得到回收油相c、固相d和水相e。
本实施例的步骤S1中：
阴极板2（或阳极板3）与水平面所夹的锐角为30°，相邻的阴极板2与阳极板3的间距为20mm。
污油a的预热温度为80℃，污油a在电场沉降塔1中的上升速度为0.5m/h，在电场沉降塔1靠近顶部的位置排出部分污油循环回到电场沉降塔1中，污油循环量为电场沉降塔1底部污油进量的50%。
电场沉降塔1底部排出的油泥质量为污油进量的20%。
电场沉降塔1顶部排出的破乳后的污油中，含水率4.5%，含固率2.3%。
本实施例的步骤S2中：
表面活性剂b的加入量为油泥质量的0.2%，表面活性剂b是以表面活性剂的有机溶液的形式加入油泥中，采用的溶剂为乙醇。
所得回收油相c中含水率为7%-8%，含固率为3%，所得固相d中含油率为4.6%，所得水相e中含油量为870mg/L。所得回收油相c返送至电场沉降塔1，所得固相d排出进行干化或焚烧，所得水相e送至污水站。
过滤采用过滤器5实施，过滤器5的过滤精度为1μm，聚结脱水采用纤维聚结器6实施，纤维聚结器6中填充纤维丝体积8L，过滤后的污油在纤维聚结器6内部的流量为3BV/h，三相离心采用三相离心机4实施。
本实施例中，参考图1，采用的装置包括电场沉降塔1，塔高1米，电场沉降塔1的底部设有污油进口、油泥出口，油泥出口通过泵与三相离心机4连通，泵与三相离心机4之间的管道上设有表面活性剂b的入口，三相离心机4设有回收油相c的出口、固相d的出口和水相e的出口。电场沉降塔1的顶部依次与过滤器5、纤维聚结器6连通，纤维聚结器6设有油相产品f的出口。电场沉降塔1距离顶部0.2m的位置设有污油循环出口、距离顶部0.5m的位置设有污油循环入口，污油循环出口通过泵与污油循环入口连通。本实施例可采用的装置不限于此。
该装置的工作原理为：将预热后的污油a从电场沉降塔1底部的污油进口送至电场沉降塔1中，电场沉降塔1内自下而上交错设置有阴极板2和阳极板3，各阴极板2、各阳极板3均以设定的角度平行设置，阴极板2为板状极板，阳极板3为网状极板，以阴极板2为阴极，以阳极板3为阳极，在阴极与阳极之间施加高频高压脉冲电场，污油a沿阴极板2折流至阳极板3、经阳极板3透过至阴极板2，依次重复直至塔顶，实现破乳，将破乳后的污油从电场沉降塔1的顶部排出，靠近顶部的部分污油循环回到电场沉降塔1中，将沉降的油泥从电场沉降塔1的底部排出；将电场沉降塔1顶部排出的破乳后的污油送至过滤器5进行精密过滤，然后送至纤维聚结器6进行聚结脱水，得到油相产品f，作为油相样品1；将电场沉降塔1底部排出的油泥中加入表面活性剂b，然后送至三相离心机4中进行三相离心，得到回收油相c、固相d和水相e，回收油相c送回电场沉降塔1的底部。
对比例1
与实施例1相同的污油原液，含水量36wt%，含固量11wt%，水质呈黏稠黑色，投加AP型破乳剂，并通过污油罐沉降，沉降后为油相样品2，如表1所示，有一定的脱水效果，对脱固无明显效果。
表1 污油原液、油相样品的指标对比表
通过表1的比较可知：本发明处理后的油相相较于现有的污油罐沉降工艺，可以有效地去除污油中的水相和固相，实现油相回收率＞90%，明显提高了油相的回收率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将预热后的污油从底部进入电场沉降塔（1）中，所述电场沉降塔（1）内自下而上交错设置有阴极板（2）和阳极板（3），各阴极板（2）、各阳极板（3）均以设定的角度平行设置，所述阴极板为板状极板，所述阳极板（3）为网状极板，以阴极板（2）为阴极，以阳极板（3）为阳极，在阴极与阳极之间施加脉冲电场，频率为500HZ～5000HZ，电场强度为8kV/m～20kV/m，所述污油沿阴极板（2）折流至阳极板（3）、经阳极板（3）透过至阴极板（2），依次重复直至塔顶，实现破乳，将破乳后的污油从电场沉降塔（1）的顶部排出，将沉降的油泥从电场沉降塔（1）的底部排出；
S2、将电场沉降塔（1）顶部排出的破乳后的污油进行过滤、聚结脱水，得到油相产品；将电场沉降塔（1）底部排出的油泥中加入表面活性剂，所述表面活性剂为非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂的混合物，所述非离子表面活性剂与所述两性离子表面活性剂的质量比为5～8∶2～5，然后进行三相离心，得到回收油相、固相和水相。
2.根据权利要求1所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S1中，所述阴极板（2）或所述阳极板（3）与水平面所夹的锐角为15°～60°，相邻的阴极板（2）与阳极板（3）的间距为10mm～50mm。
3.根据权利要求1所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S1中，所述污油的预热温度为70℃～80℃，所述污油在所述电场沉降塔（1）中的上升速度为0.5m/h～2m/h。
4.根据权利要求1所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，在所述电场沉降塔（1）靠近顶部的位置排出部分污油循环回到所述电场沉降塔（1）中，循环污油的质量为所述电场沉降塔（1）底部污油进量的10%～50%；所述电场沉降塔（1）底部排出的油泥质量为污油进量的10%～30%。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S1中，所述电场沉降塔（1）顶部排出的破乳后的污油中，含水率＜5%，含固率＜3%。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S2中，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇脂肪酸酯、Tween和Span中的一种或多种，所述两性离子表面活性剂为磺基甜菜碱和磺酸型咪唑啉中的一种或多种。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S2中，所述表面活性剂的加入量为油泥质量的0.02%～0.5%，所述表面活性剂是以表面活性剂的有机溶液的形式加入油泥中，采用的溶剂包括甲苯、煤油和乙醇中的一种或多种。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S2中，所得回收油相中含水率＜10%，含固率＜5%，所得固相中含油率＜5%，所得水相中含油量＜1000mg/L。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S2中，所述过滤采用过滤器（5）实施，所述过滤器（5）的过滤精度为0.5μm～5μm，所述聚结脱水采用纤维聚结器（6）实施，所述纤维聚结器（6）中填充纤维丝，过滤后的污油在所述纤维聚结器（6）内部的流量为每小时2倍纤维丝体积～每小时8倍纤维丝体积，所述三相离心采用三相离心机（4）实施。
10.根据权利要求1～4中任一项所述的炼油厂污油脱水、脱固、回收油相的方法，其特征在于，步骤S2中，所得回收油相返送至电场沉降塔（1），所得固相排出进行干化或焚烧，所得水相送至污水站。
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