2 消除延迟焦化装置冷焦水系统恶臭--开发旋流除油技术组合工艺.doc

消除延迟焦化装置冷焦水系统恶臭
--开发旋流除油技术组合工艺

（中国石化镇海炼化公司）
摘要：该文通过对延迟焦化装置冷焦水系统恶臭现状的调查与分析，开发了旋流除油技术组合工艺，在国内首次实现了延迟焦化装置冷焦水系统的密闭处理。实际应用情况表明，冷焦水的除油效果及冷却后的温度都达到了生产要求，周围环境也得到了明显改善，达到了消除恶臭的目的。
关键词：延迟焦化装置冷焦水系统旋流除油技术消除恶臭

1概况
我国焦化装置的冷焦水处理系统普遍采用溢流式冷焦操作，以及隔油池、污油池等老一套处理设施，个别装置的冷焦水采用露天逐级沉降方式，这种工艺流程不仅占地面积大、除油效率低，而且空气污染严重。为解决以上问题，镇海炼化公司开发了冷焦水密闭循环处理工艺技术，该技术集成了液—液混合注水降温技术、重力沉降与旋流分离组合的焦粉—重油—水三相分离技术、空冷器密闭冷却技术处理冷焦水，实现了焦化冷焦水的密闭处理。
该技术的主要工艺过程：从焦碳塔溢流而出的高温冷焦水，首先与部分低温冷焦水混合，使其水温低于100℃进入密闭沉降罐，减少夹带油气的蒸汽挥发；污水在沉降罐中停留一定时间后，焦粉和油大部分得到沉降或上浮，达到初步净化分离。经初步分离后的冷焦水还带有一定量的比重接近于水的焦粉以及悬浮油，进入旋流器进一步深度净化，从旋流器出来的含油水返回沉降罐继续分离，净化后的水进入空冷器冷却，再进入焦碳塔循环使用。
2旋流除焦技术组合工艺
延迟焦化装置冷焦水系统恶臭产生的原因主要有：凉水塔、隔油池油水混合气挥发多，冷焦水含油浓度高，恶臭严重；冷焦水温度高，冷焦水罐顶呼吸阀、泡沫产生器和液位计口冒油水混合气体，产生恶臭；溢流水进冷焦水罐温度高，产生水击，使管子振动大并拉裂金属软管及冷焦水罐壁焊缝，冷焦水外泄，产生恶臭；凉水塔换热降温效果差，延长了正常的冷焦时间，冷水塔油气挥发时间长；各冷焦水罐及冷焦水池无测量仪表和控制阀，冷焦水系统各工艺参数不易控制等。
为此，我们开发旋流除油技术组合工艺（如图2），以达到消除延迟焦化装置冷焦水系统恶臭的目的。

图2旋流除油技术组合工艺示意图

（1）解决凉水塔、隔油池油水混合气挥发多，冷焦水含油浓度高，冷焦水池周围恶臭等问题。
针对冷焦水中油水混合气挥发多、冷焦水池周围恶臭等问题，我们分析认为产生这一现象的主要原因为冷焦水含油量高。由于冷焦水与其它含油污水有明显的不同，在其组成中，初期为蒸气、含油污水、焦粉三相混合物，其中含油污水中油的密度达到939.6g/cm3（标准状态），与水的密度非常接近；焦粉中，多孔焦粉吸油减轻，部分焦粉密度小于水，混浮于油中，部分焦粉大于水，沉积在底部，部分焦粉与水比重相同，混浮于水中。冷焦水中油浮升和焦粉颗粒沉降曲线见图3。

根据水质特点，确定了“贮罐重力除油除焦——旋流油水分离”两段除油除焦技术，即“油——水”和“液——固”混合物的重力沉降分离法。其原理是利用两相比重差使分散的油颗粒脱离水体浮至液面，悬浮的固体颗粒沉降而分离。油滴浮升速度和颗粒沉降速度符合Stokes定律。
对除油器来说，重力分离的效率依赖于正确的水力学设计，在给定流速的情况下，停留时间越长，效果越好。因此，在给定上升气速的情况下，分离效率是几何参数的函数，流体的停留时间必须同油颗粒上升至液面时间相对应。而对被处理水体来说，除油效率主要取决于水体中浮油含量。
根据这一原理，我们利用焦化装置原有的3个700m3冷焦水贮罐（贮罐内设有自动收油设施），温度较高的冷焦水进罐后，浮油大部分被去除，轻重焦粉分别被浮升和沉降去除，较好地实现油和焦粉的粗分离，初步除油除焦粉后的冷焦水再经冷焦水热水泵增压后进入后续的冷焦水旋流除油器，冷焦水中的分散油、乳化油经离心分离后，与贮水罐隔出的污油密闭进入污油罐，经脱水后污油全部回收。除油后的冷焦水进入空冷器降温，并贮存于冷焦水罐，供冷焦水泵使用。这样，实现了冷焦水的密闭循环处理，基本解决了冷焦水含油浓度高、油水混合气挥发多、冷焦水池周围恶臭等问题。
（2）解决冷焦水温度高，冷焦水罐顶呼吸阀、泡沫产生器和液位计口冒油水混合气体，产生恶臭问题。
针对这一问题，在国内首次采用了水—水混合器注水降温技术，即利用经空冷和冷水塔充分冷却后50℃以下的冷焦水经喷射泵直接喷入从焦炭塔顶来的温度较高的溢流冷焦水中，对溢流冷焦水进行冷却降温，使水温降至90℃以下，基本解决了溢流冷焦水温度高，冷焦水贮罐顶呼吸阀、液位计口及泡沫产生器“冒汽”，污染大气的环保问题。
（3）解决溢流水进冷焦水罐温度高，冷焦水夹汽产生水击，管子振动大，拉裂金属软管及冷焦水罐壁焊缝问题。
为解决这一问题，我们一方面对焦炭塔冷焦改溢流时的塔上部温度和塔顶压力等工艺指标进行了严格规定，防止将大量夹带水汽的冷焦水改入冷焦水罐；另一方面，对溢流水进冷焦水罐流程