延迟焦化装置含硫污水治理措施与建议王 航 空 ，张梅 ，杨洋 ，李兴 明（ 中国石油天然气股份有限公司克拉玛依石化公司 ， 克 拉 玛 依 ）摘 要 ：主要针对焦化装置含硫污水乳化严重及焦 粉含量高的特点 ，从 污 水 来 源 、乳化原因及焦粉携带等 方面进行了深入的分析 ， 通过降低炉管注汽和球阀密 封 汽 量 、 使用阳离子破乳剂及增设含硫污水反冲洗 过 滤 器 等 措 施 ， 将含硫污水总量降低 ， 除 油 率 达 到 ， 焦 粉 脱 除 率 为 左 右 ， 有效地提高了污水质量 ， 降 低 了 含硫污水中污油和焦粉的含量 ， 保证了焦化汽油产品收率 ， 解决了污水汽提塔塔盘积焦积油的问题 ， 实 现 了 污 水汽提装置 长周期连续平稳运行 ， 减少了环境污染 。关 键 词 ：延 迟 焦 化 含 硫 污 水 治 理 破 乳 剂 焦 粉前言加 热 炉 炉 管 必 须 注 入 的 蒸 汽 或 水 ， 以 提高介质在炉管内 的 流 速 ， 缩 短 停 留 时 间 ， 保 证 高 温 油 的 结 焦 反 应 延 迟 到 焦 炭 塔 内 进 行 ， 实 现 装 置 的延 迟 焦 化 装 置 是 炼 油 加 工 过 程 中 的 重 要 环 节 ， 由于 其 原 料 油 品 质 日 趋 变 差 ， 硫 含 量 及 其 它 杂 质 含 量 不 断 升 高 ， 以 致 加 工 过 程中油水乳化现象 日 益 严 重 ， 污 水 品 质 不 断 恶 化。 中 国 石 油 天 然 气 股 份 有 限 公 司 克 拉 玛 依 石 化 公 司 （ 简 称 克 拉 玛 依 石 化 公 司 ） 延 迟 焦 化 装 置 所 产 生 的 含 硫 污 水 主 要 来 自 分 馏 塔 塔 顶 ， 这 些 严 重 乳化的污水经油水 分 离 器 沉 降 后 ， 污水 中 油质量分数仍 然 在 ， 最 高 时 可 达 以 上 ； 污水 经 过 滤 器 后 ， 固 体 焦 粉 颗 粒 的 浓 度 在 ?。 焦 化 含 硫 污 水 大 量 带 油 和 焦 粉 ， 已 经 严 重 影 响到污水处理装置 的 正 常 生 产 ， 而且 对 焦 化 装 置 的 效益和环保带来 负 面 影 响。本 课题对 污水乳化和焦粉携带的原 因 进 行 分 析 ， 采取 减 少 污 水 总 量 、 选 用 合 适 破 乳 剂提 高 破 乳 脱 油 效 果 、 增 设反冲洗过滤器等措施 ， 降 低 含 硫 污 水 中 污 油 和 焦 粉 的 含 量 ， 使 污 水 处 理 装置 能 稳 定 运 行 。长 周 期 运 行。克拉玛依 石化公司延迟焦化加热 炉 共 路 炉 管 进 料 ， 采 用 每 路 点 的 多 点 注 汽 工 艺 ， 注汽量根据加工量 和 原料性 质 可 做 适当调整 。 球阀密封汽 目 前 先 进 的 焦 化装置在高温部位大都使用电 动 或 风 动 球 阀 ， 以保 证使用效果和降低劳动强度 ， 而 延 迟 焦 化 属 于 典 型 的 热 加 工 工 艺 ， 高 温 下 重 质 油 品 极 易 结 焦 ， 为 了 保 证 高 温 球 阀 的 安 全 可 靠 运 行，每个球阀的密封面 都 有个 注 汽 点 ， 防止 密 封 面 结 焦 ， 保证 球 阀 的正常转动和密封效果 ， 以 延 长 使 用 周 期 。原油含水 克 拉 玛 依 石 化 公司延迟焦化装置主要加工劣 质 稠 油 ， 原油经过电脱 盐 后 含 水 量 一 般 在 左 右 。这 些 蒸 汽 和 水 历 经多个加工过程后进入分馏 塔 中 ， 在塔 顶 油 水 分 离罐中被分离出来 ， 形 成 含 硫 污水外送到污水汽提装 置 进 行 处理 。 装 置 概 况克 拉 玛 依 石 化 公 司 延 迟 焦 化 装 置 以 稠 油 为 原 料 ， 年处 理 量 ， 采 用 一 炉 两 塔 工 艺 ， 焦 炭 塔 直 径 ， 焦炭 塔中油气速率约为 ?， 小 给 汽 冷 焦 时 可 以 上 升 至 ?， 焦炭 塔 中 的 水 汽 进 入 分馏塔后 形成的含硫污 水 从 塔 顶 分 离 出 来 ， 这部 分 污 水 主 要 由 加热炉炉管注汽 、 球 阀 密 封 汽 及 原 油 含 水 三 部 分 组 成 。存在问题及原因分析 克 拉 玛 依 石 化 公司延迟焦化装置含硫污水流 收 稿 日 期 ： ；修改稿收到日期 ： 。作 者 简 介 ：王 航 空 ） ， 男 ， 工 程 师 年 毕 业 于 西 安 加热炉炉管注汽 量 约 为 ?， 由于 其 原 料 的 特 殊 性 ， 造 成 分 馏 塔顶 含 硫 污 水 品 质 较 差 ， 其 中 含 油 浓 度 平 均 为 ?， 焦粉浓度平均为 ?， 这已 成 为 制 约 下 游 装 置 安 全 平 稳 运 行 的 突 出 问 题 ， 必 须 进 行 预 处 理 后 才 能 进 入 后 续 装 置 。 含 硫 污 水 品 质 较 差 ， 主要 产 生 两 方 面 的 影 响 ： 一 方 面 ， 污 水 含 油 量 大 ， 使大 量 没 有 被 分 离 出来的汽油外送出去 ， 导 致 焦 化 装 置 汽 油 产 品 收 率 降 低 ； 另 一 方 面 ， 污水 外 送 到 汽 提 装 置 后 ， 水 中 的 焦 粉 沉 积 在 塔 器 内 ， 造成 汽 提 塔 塔 盘 积 焦 积 油 ， 长 时 间 积 累 引 起 塔 盘 堵 塞 ， 造成 污 水 汽 提 装 置 开 工 周 期 短 至个 月 ， 最长 不 超 过个 月 ， 即使 在 正 常 生 产 期 间 ， 焦粉 沉 积 也 会 破 坏 汽 提 塔 汽 液 平 衡 ， 降 低 塔 盘 效 率 ， 增 加 汽 提 后 回 注 水 中 、 的 含 量 ， 造成设备腐蚀和 环 境 污 染。行控制。通过优化调整将分馏塔塔顶含硫 污 水 总 量 由 ?降到?， 污水总量降低 。不仅 降 低 了污水 汽提装置的生产压力， 减少了环 境 污 染， 也 降 低了焦 炭塔内的油气速度， 减少了焦粉携带。提高破乳脱油效果 根据焦化含硫污水的特性， 选用 型 阳 离 子破 乳 剂 （ 主要 性 质 见 表 ） ， 适 量 地 加 入 到 分 馏 塔 塔顶油水分离罐中 ， 与污水 中的油滴充分接触 ， 中 和 油 滴 表 面 的 负 电 荷 ， 使 油 滴 能 聚 集 增 大 与 水 沉 降 分 离。 公 司 按 照 不 同 添 加 量 进 行 多 次 试 验 ， 发现破乳剂添加量在 ?时 ， 可以 将 含 硫 污 水 含 油 浓 度 由 平 均 ? 降 低 到 ?， 平 均 除 油 率 为 （ 具 体 数 据 见 表） ， 有 效 地 解 决 了污水带油的问题 ， 同时 提 高 了 汽 油 产 品 收 率 。 表 破乳剂主要性质 污水含油克 拉 玛 依 石 化 公 司 延 迟 焦 化 装 置 以 新 疆 稠 油 为 原 料 ， 其 含 硫 污 水 中 硫 、 酚 等 化 合 物 的 含 量 较 高 ， 这些 化 合 物 都 具 有 表 面 活 性 ， 含 硫 污 水 乳 化 液 是 水 包 油 型 结 构 ， 它 能 稳 定 存 在的主要原因是这 些 具 有 表 面 活 性 的 化 合 物 能 使 水 中 油 滴 表 面 带 有 负 电 荷 ， 造 成 油 滴 间 因 相 同 电 性 产生相互排斥作 用 力 ， 使油 滴 难 以 碰 撞 增 大 而 与 水 沉 降 分 离， 最 终 结 果 是 乳 化 液 十 分 稳 定 ， 能 长 时间保存而不分 层 ， 导致 污 水 含 油 量 较 高 。 项目指 标产品组成 二甲基二烯丙基共聚物 外观 无色或淡黄色均匀液体 值密 度 ? ）理 论 除 油 率 ， 表 破乳剂添加量对除油率的影响 破 乳 剂 添 加 量? ）（ 石 油 类 ? ）脱 除 率 ， 焦粉携带延 迟 焦 化 工 艺 的 特 性 决 定 了 所 有 焦 化 产 品 中 不 可 避 免 地 携 带 有 少 量 焦 粉 ， 其中焦化含硫污水 中 焦 粉 含 量 的 高 低 主 要 取 决 于 焦 炭 塔 料 位 和 泡 沫 层 高 度 。焦 粉 颗 粒 较 细 ， 密 度 小 ， 主 要 存 在 于 泡 沫 层 中 ， 泡沫 是 由 气 、 液、 固 三相物 质组成的混合物 ， 其 发 泡 倾 向 及 泡 的 形 态 和 数 量 极 为 复 杂 ， 除 了 与 操 作 条 件 有 关 外 ， 主 要 取 决 于 原料油的性质和组 成 的 变 化， 当 焦 层 和 泡 沫 层 达 到 一 定 高 度 时 ， 由 于 气 速 过 高 ， 大量 的 油 气 极 易 携 带 焦 粉 出 焦 炭 塔 ， 进 入 分 馏 塔 ； 其次 焦 炭 蒸汽吹洗过程中 ， 具 有 一 定 线 速 度 的 蒸 汽 在 高 料 位 下 也 会 夹 带 焦 粉 ， 最 终 导 致焦 化分 馏塔塔顶 含硫污水携带焦粉 。 从 表可 以 看 出 ， 破乳 剂 的 添 加 量 对 含 硫 污 水除 油 率 影 响 较 大 ， 但 是 当 添 加 量 大 于 ? 时 ， 继 续 增 加 破 乳 剂 的 量 对 提 高 除 油 率 作 用 不 明 显 ， 造 成 浪 费 ， 而且 增 加 成 本 。为 了验证破乳脱油效果 ， 在分馏塔塔顶 油 水 分 离 罐 中 加 入 型阳 离子破乳剂前后 ， 分 别 对 含 硫 污 水 进 行 取 样 观 察 ， 在 取 样 品 的 烧 杯 中 滴入适量的破乳剂 ， 低 温下自然沉降足够长的时间 ，让 油 水 能 够 充 分 分 离 。 从 样 品 对 比 结 果 可 以 看 出 ， 分馏 塔 塔顶油水分离罐 中 未 加 入 破 乳 剂 前 的样 品 中分离出大量的 污 油 ， 而 加入破乳剂后的 样 品 中 没 有 出 现 明 显 的 污 油 ， 说 明 型 阳离 子 破 乳 剂有效地降低了 含 硫 污 水 中 的 油 含 量 ，治理措施及效果 减少污水总量根 据 延 迟 焦 化 装 置 含 硫 污 水 的 来 源 ， 主 要 从 加热炉炉管注汽和球阀密封汽两方面对污水 总 量 进 改 善 了 污 水 品 质 。表 预处理前后含硫污水性质 项 目处 理 前处 理 后脱 除 率 ，增设反冲洗过滤器对延迟焦化装置含硫污水 中 的 焦 粉进行 了 研 究 ， 结 果 表 明 ： 含硫污水中携 带 的焦粉 颗 粒 主 要 集 中 在 左 右 ， 其 大 小 主 要 取 决 于 焦 炭 塔 内 的 油 气 速 度 ， 随 焦 化装置周 期 性生产工艺的 变 化 而 波 动 ， 粒 径