化工裝置污水汽提工藝方法研究

許鵬 張秀茹

【摘?要】污水汽提裝置是環(huán)保裝置，擔負著催化裂化裝置、延遲焦化裝置酸性水的處理任務。如果該裝置出現(xiàn)操作異常，催化裂化裝置、延遲焦化裝置產(chǎn)生的酸性水將直接排入下水，會對下游的污水處理場造成堿沖擊。所以該裝置的正常運轉(zhuǎn)在環(huán)保工作中有非常重要的作用，本文就煤化工裝置污水汽提工藝處理方法研究。

【關(guān)鍵詞】污水汽提;結(jié)垢;焦粉;處理能力不足

污水處理過程是一類運行工況范圍廣的復雜工業(yè)過程，外部環(huán)境的改變對污水處理的影響很大，例如在同樣的工藝下，由于季節(jié)不同，導致污水溫度產(chǎn)生較大的波動，不同時間段的進水量和進水水質(zhì)也會有很大的變化，在這種非線性、工況范圍廣、反應機理又比較復雜的情況下，常用的建模方法會導致模型在運行一段時間之后出現(xiàn)較大的誤差，表現(xiàn)出自適應能力差等問題[1]。

1汽提原理

1.1反相破乳劑作用原理

反相破乳劑由多種活性官能團的高分子化合與某些活躍的金屬離子組成，其與處理的污水除有電性中和作用之外，還有“架橋”作用，可改善油包水乳液的界面張力，最終完成油水分離。該產(chǎn)品為中性均勻水溶性液體，可利用注劑泵連續(xù)加入污水中，加入過程中需與污水進行充分混合。1.2無機絮凝劑實驗根據(jù)無機絮凝劑K2SO4.12H2O（以下簡稱明礬）的凈水功能采取加入明礬的方法進行7組試驗，分別按0.25g、0.3g、0.4g、0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g明礬加入到200毫升水樣中，加入明礬后溶液瞬時變?yōu)榛液谏⑼瑫r有絮狀沉淀生成，反應迅速，沉降10分鐘后基本達到相同分離效果。灰黑色絮狀沉淀沉降在瓶底。當加入量在0.25--0.5g/ml時，隨絮凝劑加入量的增加，沉降時間有明顯的下降，但當絮凝劑量繼續(xù)增加時，沉降時間不發(fā)生明顯的縮短，成本反而上升。綜合考慮成本、效果因素，選擇加入1000mg/L，效果就很好，絮凝速度快，沉降也比較快[2]。

2實際采取的措施

2.1污水汽提裝置原料含油高的解決措施

在油水分離器后增設二次脫水設施，延長油水分離時間為延長停留時間，在分餾塔油水分離后增加了二次脫水罐，二次脫水罐實際容積17立方米，漂油側(cè)容積11.3立方米，液位按85%控制計算，有效容積9.6立方米，停留時間增加1.2小時。減少分餾塔污水產(chǎn)生量，延長油水分離器內(nèi)油水分離時間為降低分餾塔油水分離器負荷，增加污水停留時間，將加熱爐注水由4.2噸/時降至3.9噸/時，相對增加污水在油水分離器的停留時間。校驗測量儀表，確定最佳液位控制值對油水分離器油水界位（沉桶）液面計進行了校驗，通過反復調(diào)整油水界位，最終將油水分離器油水界位由原來的65%提高至90%，保證油水分離效。優(yōu)化油水分離器操作，提高油水分離效率通對油水分離器結(jié)構(gòu)進行分析，油水分離器現(xiàn)有2個入口，一個是油、水入口（北側(cè)），距分離器底部脫水口3.8米，而且其前部設有擋板，另一入口為油汽入口（南側(cè)），距分離器底部脫水口2.0米，且油氣入口管分布管與油、水入口管分布管形式不同，經(jīng)工藝操作調(diào)整，找到最佳的2個入口流量比例，改善了油水分離器的油水分離狀態(tài)，相對延長了油水停留時間，降低了油水分離器內(nèi)油水乳化狀態(tài)，使含油基本穩(wěn)定在250-300mg/L之間，除油效率達到90%以上[3]。在二油水分離器前投加破乳劑，提高油水分離效果由于在二次脫水罐投加破乳劑對提高油水分離效果明顯，因此，在延遲焦化裝置分餾塔污水進入油水分離器前投加破乳劑，改善油水分離效果，降低二次脫水罐排水含油。

2.2解決效果

在采取了上述措施后，通過分析對比發(fā)現(xiàn)：注劑前，污水含油平均在661.7mg/l，且集中在500--1000之間波動。注劑后，破乳除油效果顯著，污水含油平均值降至151.6mg/l，且集中在100--200mg/l范圍內(nèi)，達到送污水汽提裝置標準。延遲焦化裝置采取措施前、后污水含油情況。通過對生產(chǎn)操作的優(yōu)化調(diào)整，對設備、設施的維修[4]，考察緩蝕劑與破乳劑混合投加的效果，使焦化油水分離器排水石油類含量由675mg/l下降到200mg/l以下，解決了催化污水汽提原料水罐噴瓦斯等問題，保證了污水汽提裝置安全、平穩(wěn)的運行。

2.3污水汽提裝置

原料攜帶焦粉的解決措施（1）穩(wěn)定操作，避免大幅度波動，尤其是操作壓力要控制平穩(wěn)，不要有太大的變化。（2）換塔操作期間，四通閥切換要提前調(diào)整。焦炭塔頂可以添加消泡劑來減輕夾帶焦粉，控制焦炭塔頂溫低于420℃，防止油氣在大瓦斯線及后續(xù)設備繼續(xù)反應結(jié)焦。（3）注消泡劑控制好焦碳塔的泡沫層高度防止焦粉帶入分餾塔，加強分餾塔下部的油氣洗滌，防止焦粉帶到分餾塔上部。（4）注入絮凝劑沉降焦粉顆粒通過實驗可以得知，在污水中加入一定量的無機絮凝劑明礬就可以使焦粉快速沉淀下來，達到去除的目的。因此采取延遲焦化污水在入污水汽提裝置前加入絮凝劑等手段，去除焦化污水中的焦粉。利用舊恒升化工醚化裝置兩臺閑置儲罐500T-9、10#罐，將延遲焦化裝置污水直接送至500T-9、10#罐，途中通過注劑泵加入絮凝劑，使絮凝劑與延遲焦化裝置污水一起送至500T-9、10#罐絮凝，沉淀后經(jīng)過P1、P2送至污水汽提裝置原料水罐，以達到去除焦粉顆粒的目的。

2.4 分析實驗

汽提裝置機泵結(jié)垢物質(zhì)分析及確定采集污水汽提裝置泵6201內(nèi)結(jié)垢物質(zhì)，進行分析試驗：第一步：取結(jié)垢物質(zhì)少許，加入鹽酸。樣品劇烈反應，放出大量氣體。分析氣體性質(zhì)：無色，無味，能使PH試紙呈紅色。可以推斷為二氧化碳。反應結(jié)束后，溶液無色透明，說明該物質(zhì)在酸性溶液中溶解良好。初步斷定該結(jié)垢物質(zhì)為碳酸鹽沉淀。第二步：再取結(jié)垢物質(zhì)少許，加入鹽酸（1：1）溶解完全。然后向溶液中加入稀硫酸，有白色沉淀，逐漸加大溶液酸性，當PH值為1時仍然不溶解。說明這種白色沉淀不溶于強酸。可以認為是生成鈣鹽沉淀。第三步：通過對結(jié)垢內(nèi)物質(zhì)進行酸稀釋，測定溶液的鈣、鎂離子含量后反算結(jié)垢物質(zhì)內(nèi)鈣含量為39.58%，鎂含量為0.17%。推算結(jié)垢物質(zhì)中碳酸鈣含量為98.95%，碳酸鎂含量為0.60%，因此結(jié)垢物質(zhì)基本為碳酸鈣。并且由于碳酸鎂在水中溶解度（0.227g/l）幾乎是碳酸鈣在水中溶解度（0.053g/l）4倍，因此碳酸鈣比碳酸鎂難溶，優(yōu)先沉淀析出。

3總結(jié)

污水汽提裝置是環(huán)保裝置，擔負著催化裂化裝置、延遲焦化裝置酸性水的處理任務。如果該裝置出現(xiàn)操作異常，催化裂化裝置、延遲焦化裝置產(chǎn)生的酸性水將直接排入下水，會對下游的污水處理場造成堿沖擊。所以該裝置的正常運轉(zhuǎn)在環(huán)保工作中有非常重要的作用。本文著重研究了延遲焦化裝置污水含油高、攜帶焦粉的原因及解決措施;污水汽提裝置結(jié)垢的原因及解決措施以及影響污水汽提裝置加工能力的因素及解決措施。

參考文獻：

[1]陳建兵，劉海彬，薄德臣，高明，王璐瑤，胡珺，李明一.采用FMP塔盤應對污水汽提塔的堵塞問題[J].煉油技術(shù)與工程，2018，48（10）：24-28.

[2]李國輝.污水汽提裝置控制系統(tǒng)及安全聯(lián)鎖設計[J].自動化與儀器儀表，2019（S1）：9-11.

[3]尚佳歡，羅強，程亞川，蔣德強.酸性水汽提裝置長周期運行的技術(shù)改造[J].硫酸工業(yè)，2019（07）：23-25+28.

[4]許銳，顧斕芳.甲醇制烯烴裝置污水汽提系統(tǒng)堵塞問題的研究[J].現(xiàn)代化工，2018，38（11）：192-195.

（作者單位：山東華魯恒升化工股份有限公司）