炼油厂“三泥”增量原因分析及对策实施

马晓金，曹惠民，王　进，孟　伟

(中国石油乌鲁木齐石化公司研究院，新疆　乌鲁木齐　830019)



生产技术

炼油厂“三泥”增量原因分析及对策实施

马晓金，曹惠民，王进，孟伟

(中国石油乌鲁木齐石化公司研究院，新疆乌鲁木齐830019)

探讨了“三泥”产生量增加的原因和对策实施，对于因原油加工量的增加和原油性质的重质化以及炼油厂电脱盐乳化严重引起的“三泥”增量，提出通过优化上游生产工艺、“三泥”离心分离技术、延迟焦化处理技术及“三泥”三相分离装置应用实施，有效地处置三泥，回收资源，达到“三泥”减量化，无害化处理目标。

三泥；增量；分离；原油

“三泥”是指石油化工污水处理过程中产生的油、水、渣的混合物。乌石化公司“三泥”的主要来源是隔油池沉积的池底泥、浮选池投加絮凝剂后经空气浮选时产生的浮渣、爆气生化处理后剩余的活性污泥。另外还混有少量污油罐的罐底泥及沉砂池的泥砂。

随着乌石化公司原油加工量的增加和原油性质的重质化，使“三泥”产量大幅度增加，含有的石油烃类及其它有害物质无法堆放和处置，若不加以处理，不仅占用大量耕地，随雨水的冲刷污染土壤、地面水和地下水，对周围土壤、水体、空气造成污染，而且会造成资源的浪费[1]。使用国内外成熟技术与科技创新并举，充分利用好生产运行装置和闲置装置。可以降低建设费用和运行费用，有效地解决“三泥”的出路。

1　炼油厂“三泥”增量的原因分析

1.1北疆原油的重质化

乌石化公司炼油厂加工的北疆混合油主要包括0#原油、凤城稠油、克浅10#稠油、六东区稠油、红浅稠油、红003稠油以及用于掺稀的哈萨克斯坦原油。由于生产经营的需要，乌石化加工的北疆混油性质发生较大的变化，如表1所示，表现在密度上升、酸值上升、金属含量上升、盐含量上升。原油变重、变稠和杂质含量的增加，导致装置污水杂质含量增加。

表1　北疆混油主要物性分析表Table 1　Mix oil of northern xinjiang main physical property analysis table

1.2电脱盐乳化加重

高酸重质原油含有大量的环烷酸、胶质和沥青质，环烷酸是天然的表面活性物质，胶质和沥青质容易与固体颗粒等杂质形成稳定的乳化液，产生乳化液随着电脱盐污水排出，将导致污水油含量超标，“三泥”量增加。从图1可以看出，进入电脱盐的油水混合物强化分离后，原油中夹带水层的情况很明显。

图1　电脱盐后油水乳化液Fig.1　After the electric desalting oil-water emulsion

2　“三泥”减量对策

2.1上游生产工艺的优化

原油变重以后，不仅密度、粘度增加，盐含量增大，加重电脱盐负荷。而且原油中轻组分减少，使得脱前原油的热源减少。脱前原油换热温度下降，更进一步影响了电脱盐的效果。

炼油厂在进常减压装置的原油中回炼3%左右的铂料，原油的密度下降5%～10%，电脱盐的脱前温度提高3～5 ℃。原油和脱盐水的密度差增大、水滴分离沉降速度增大。

针对电脱盐水中含0.2%左右重质油的情况，研究院为变重后的北疆混合原油，筛选出油溶性破乳剂，并配伍筛选出适宜的原油脱盐剂。

原油的调和与电脱盐的优化，提高了电脱盐脱出水的水质。调整前后电脱盐出水的水质对比数据如表2所示。

表2　原油调整前后电脱盐排水分析数据Table 2　Crude oil electric desalting water drainage analysis data before and after the adjustment

2.2“三泥”离心分离

公司净化水厂先后上了三台两相“三泥”离心分离机。离心分离机主要由转筒、螺旋输送器及空心转轴三部分组成。螺旋输送器与转筒由驱动装置传动，它的转动方向虽一致，但两者之间有一个小的速度差，依靠这个速差作用，使输送器能够缓缓地输送浓缩的泥渣[2]。污泥由空心转轴送人转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，相对密度较大的污泥颗粒浓集于转筒内壁，相对密度较小的藏体汇集在浓集污泥的表层，形成一个藏相层，进行固液分离．液相由筒体末端流出。浓集污泥在螺旋输送器的缓缓推动下，刮向推体末端排出。井在刮向出口的过程中，继续进行固-液相分离。

“三泥”离心分离工艺简单、操作方便，生产成本较低。但是对“三泥”原料有一定的要求。处理活性污泥比较好，处理浮渣能力要下降一半左右。原料含油量越高，处理能力越低，甚至不能实现渣水分离。活性污泥与浮渣的分析数据如表3所示。

表3　活性污泥与浮渣分析数据Table 3　Activated sludge and scum analyze the data

2.3延迟焦化处理“三泥”

延迟焦化处理“三泥”实质上是对重质油的深度热处理，其反应是一个烃类物质的热转化过程，即重质油的高温热裂解和热缩合，最终转化为焦化气液产物和焦炭[3]。

我厂对焦化装置进行了技术改造，“三泥”在焦炭塔吹汽结束后随小给水进入焦炭塔，利用焦化过程的废弃热量或过热余热，使“三泥”中的油份经高温热裂解变成焦化产物，固体物质被石油焦捕获沉积在石油焦上，这样可从根本上解决炼厂“三泥”处理的难题，每个生焦周期预计可回炼“三泥” 10 t，每年约有400个生焦周期，预计每年可处理4000 t “三泥”。4000 t “三泥”中约15%转化为焦炭，每年还可创造经济效益80余万元。

利用延迟焦化装置处理“三泥”投资较少，还有一定的经济效益。但是“三泥”中的固体废渣有事会造成延迟焦化除焦卡钻。

2.4“三泥”三相分离处理装置

乌鲁木齐石化公司开发了三泥分离回收专利技术。3万吨/年处理能力的“三泥”处理装置已经平稳运行了15年。首先通过化工助剂，使“三泥”原液絮凝、破乳、分离，进行预脱水。然后进行杀菌、脱水反应，再经聚集、过滤，破坏含油污泥中油、水、泥渣所形成的稳定体系，油泥在一定的条件下聚集成固体颗粒，使水、油和固体泥渣实现三相分离。

“三泥”处理装置分为原料预处理系统、反应系统、除渣过滤系统、储运系统四部分。“三泥”通过在预处理阶段加入专用化工助剂，使得油水初步分离，以减少反应阶段的能耗。再经过杀菌反应，破坏吸附大量污油、无机物、泥土的“三泥”中的微生物细菌，然后经蒸馏与过滤，将“三泥”中的水、油和固体渣分离出来，分离出的水的分析数据如表4所示，满足公司含油污水排放指标，送去净化厂进行深度处理。

表4　“三泥”处理装置处理后水质的分析数据Table 4　Three kinds of sludge treatment plant after the water quality analysis data

分离出的固体渣的分析数据如表5所示。固体渣含水量小于0.5%，燃烧发热量较大，可作为固体燃料使用。

表5　“三泥”处理装置分离出的固体渣的分析数据Table 5　Three kinds of sludge treatment device isolated solid residue analysis of the data

分离出的重油数据如表6所示，可以送炼油厂回炼，也可以作为原料直接出售。

表6　“三泥”处理装置分离出的重油分析数据Table 6　Three kinds of sludge treatment plant of heavy oil isolated analysis data

续表6

粘度(r100℃)/(mm2/s)3～5含水量/%<1.5机杂/%<2.5凝点/℃-10～0馏程HK/℃110～130200℃/mL9～12340℃/mL55～65

3　结　语

“三泥”的减量首先应该从源头治理，把好原油的质量关。做好原油的分储分炼，优化原油调和，原油性质合理匹配原油预处理装置，保证装置的工艺运行参数符合设计数据。

如果原油变重而装置改造又受限，可以在原油中掺炼轻质馏分油。既可以有效地实现原油轻质化，改善原油预处理装置工况，减少“三泥”产量，又不会影响到沥青和焦炭等重质馏分产品的质量。

依托公司现有的运行装置和闲置装置处理“三泥”，不仅可以节省资金投入，缩短建设周期。“三泥”中的有机馏分还可以作为产品利用。“三泥”中的有害物质，可以依托现有的环保设施进行处理。

使用絮凝剂分离“三泥”是广泛使用的传统方法，具有工艺条件缓和、次生污染小，投资和运行费用低的优点。但是由于“三泥”组份变化大、性质不稳定，应该在复合剂方面多做研究，提高絮凝剂对“三泥”分离的效果，拓宽絮凝剂对“三泥”组份的适应范围，达到“三泥”减量化，无害化处理目标。

[1]于凤,洪梅,雷艳秋.污水厂“三泥”处理技术[J].环境研究与监测,2007,20(1):44-49.

[2]胡增生.LWB-400型离心机在炼油厂“三泥”脱水装置上的试用[J].河南石油,1994, 8(1):52-57.

[3]刘健,王燮理,侯继承,等.延迟焦化装置处理炼厂“三泥”技术探讨[J].河南化工, 2013,30(2):46-48.

Analysis of Three Kinds of Sludge from Refineries Increments and Countermeasures to Implement

MAXiao-jin,CAOHui-min,WANGJin,MENGWei

(Institute for Research of Urumqi Petrochemical Company, Xinjiang Urumqi 830019, China)

Causes of three kinds of sludge increments were explored together with the count ermeasures to implement to prevent the increments caused by the increase of crude oil processing capacity and heavy crude oil properties and refinery electric desalting emulsification. It was put forward that by optimizing the upstream production process, three kinds of sludge centrifugal separation technology, delayed coking process technology and applying the three kinds of sludge solvent regeneration system three-phase separation device, three kinds of sludge were effectively disposed, resources were recycled, to achieve "three mud" reduction, harmless treatment goals.

three kinds of sludge; increments; separation; crude oil

马晓金(1981-)，女，硕士，主要从事炼油工艺技术工作。

TE624

B

1001-9677(2016)018-0179-03