旋流萃取分離技術(shù)處理石化電脫鹽廢水

陳永強，龔小芝，陳 發(fā)

（1. 中國石化 西安石化分公司，陜西 西安 710086；2. 中國石化 北京化工研究院環(huán)保所，北京 100013）

旋流萃取分離技術(shù)處理石化電脫鹽廢水

陳永強1，龔小芝2，陳 發(fā)1

（1. 中國石化 西安石化分公司，陜西 西安 710086；2. 中國石化 北京化工研究院環(huán)保所，北京 100013）

采用旋流萃取分離技術(shù)處理某煉油廠常減壓裝置電脫鹽廢水（初始廢水含油量約為5000 mg/L），優(yōu)化了廢水除油的工藝條件。試驗結(jié)果表明，廢水除油的最佳工藝條件為：旋流萃取分離機中心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速960 r/ min、廢水流量2000 L/h、廢水溫度80 ℃。廢水經(jīng)旋流萃取分離后，廢水的含油量小于200 mg/L，廢水除油效果較好；分離后油相的含水量約為0.1%（w），鹽質(zhì)量濃度小于20 mg/L，可回注到常減壓裝置原料罐循環(huán)利用。對于2 Mt/a的常減壓裝置，采用旋流萃取分離技術(shù)后，每年可減少支出100.4萬元。

旋流萃取；常減壓裝置；電脫鹽廢水；除油

原油劣質(zhì)化造成國內(nèi)多數(shù)煉油企業(yè)的常減壓裝置電脫鹽廢水中含油量超標［1］，顯著增加了煉油廠廢水的處理難度。中國石化西安石化分公司煉油廠所煉原油品質(zhì)較差，常減壓裝置電脫鹽廢水的含油量長期超標，形成大量難以處理的重質(zhì)污油。經(jīng)調(diào)研，旋流萃取分離技術(shù)在廢水除油方面具有良好的效果［2-6］。

本工作采用旋流萃取分離技術(shù)處理西安石化分公司煉油廠常減壓裝置電脫鹽廢水，優(yōu)化了廢水除油的工藝條件，以期解決常減壓裝置電脫鹽廢水含油量超標的問題。

1 試驗部分

1.1 廢水水質(zhì)

試驗廢水為常減壓裝置電脫鹽廢水，廢水的含油量波動很大，從幾十mg/L至幾萬mg/L。

1.2 試驗設備及試驗方法

HL/E-350型旋流萃取機：華東理工大學化工機械研究所。

電脫鹽廢水經(jīng)換熱器降溫至50～90 ℃。將一定流量的電脫鹽廢水與少量輕油分別從重相進口和輕相進口引入旋流萃取機后混合。旋流萃取機中心轉(zhuǎn)子在一定轉(zhuǎn)速下高速旋轉(zhuǎn)，兩相液體受到強大的離心作用被分成兩層：重相脫鹽水被甩向轉(zhuǎn)子的內(nèi)壁，輕相油被迫擠向轉(zhuǎn)子中間部分。電脫鹽廢水被分離為油相和含鹽廢水，油相從旋流萃取機的輕相出口排出，含鹽廢水從重相出口排出。

1.3 分析方法

采用GB/T260—1977方法測定油相中的含水量［7］；采用GB/T16488—1996方法測定廢水中的含油量［8］。

2 結(jié)果與討論

2.1 轉(zhuǎn)速對處理后廢水含油量的影響

在初始廢水含油量約為5000 mg/L、廢水流量為2000 L/h、廢水溫度為80 ℃的條件下，轉(zhuǎn)速對處理后廢水含油量的影響見圖1。由圖1可見：隨轉(zhuǎn)速的提高，處理后廢水含油量逐漸降低；當轉(zhuǎn)速提高到一定程度后，廢水含油量下降趨勢減緩。因此，選擇轉(zhuǎn)速為900 r/min較適宜。

2.2 廢水流量對處理后廢水含油量的影響

圖1 轉(zhuǎn)速對處理后廢水含油量的影響

在初始廢水含油量約為5000 mg/L、轉(zhuǎn)速為900 r/min、廢水溫度為80 ℃的條件下，廢水流量對處理后廢水含油量的影響見圖2。由圖2可見：隨廢水流量的增大，處理后廢水含油量逐漸增加；當廢水流量為2000 L/h時，處理后廢水含油量為68 mg/ L，油水分離效果仍然較好。為保證旋流萃取機較高的工作效率，選擇廢水流量為2000 L/h較適宜。

2.3 廢水溫度對處理后廢水含油量的影響

圖2 廢水流量對處理后廢水含油量的影響

在初始廢水含油量約為5000 mg/L、廢水流量為2000 L/h、轉(zhuǎn)速為900 r/min的條件下，廢水溫度對處理后廢水含油量的影響見圖3。由圖3可見，隨廢水溫度的升高，處理后廢水含油量逐漸下降。因為廢水溫度的升高會改變油水兩相的密度差，使油和水的黏度均 降低，油黏度的降低使分離效果增強，但廢水溫度過高對設備的損耗較大。綜合考慮，選擇廢水溫度為80 ℃較適宜。

2.4 分離效果

圖3 廢水溫度對處理后廢水含油量的影響

旋流萃取分離前后廢水的含油量見表1。由表1可見，經(jīng)過旋流萃取分離后，廢水的含油量均小于200 mg/L，廢水除油效果較好。

表1 旋流萃取分離前后廢水的含油量 mg/L

旋流萃取分離后的油相含水量約為0.1%（w），鹽質(zhì)量濃度小于20 mg/L，可回注到常減壓裝置原料罐循環(huán)利用。

3 技術(shù)經(jīng)濟分析

以2 Mt/a常減壓裝置為例，電脫鹽廢水水量為12 t/h，需要1臺25 t/h的旋流萃取分離機。旋流萃取分離機每小時耗電20 kW，每度電按0.6元計，每年開工8000 h，則每年用電費9.6萬元。旋流萃取分離機投資約200萬元，按照20年折舊，則每年折舊費為10萬元。

原常減壓裝置電脫鹽廢水儲存、輸送及處理需要支出125 萬元/a。采用旋流萃取分離機后，每年可減少廢水處理費用支出100.4萬元。

4 結(jié)論

a）采用旋流萃取分離機處理某煉油廠常減壓裝置電脫鹽廢水的最佳工藝條件為：旋流萃取分離機中心轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速900 r/min，廢水流量2000 L/h，廢水溫度80 ℃。

b）經(jīng)旋流萃取分離后，廢水的含油量小于200 mg/L，廢水除油效果較好；分離后的油相含水量約為0.1%（w），鹽質(zhì)量濃度小于20 mg/L，可回注到常減壓裝置原料罐循環(huán)利用。

c）對于2 Mt/a的常減壓裝置，采用旋流萃取分離機后，每年可減少廢水處理費用支出100.4萬元。

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［3］ 劉麗軍，趙興龍，王丹. 旋流分離技術(shù)在煉油污水處理中的應用分析［J］. 石油化工安全環(huán)保技術(shù)，2010，26（2）：55 - 59.

［4］ 樊玉新，魏新春，胡新玉，等. 風城油田超稠油污水旋流分離技術(shù)［J］. 新疆石油地質(zhì)，2014，35（6） ：713 - 717.

［5］ 袁惠新，劉婧，李中. 旋流式離心萃取器分析［J］. 有色金屬，2008，36（3）： 8 - 10.

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［7］ 石油化工科學研究院綜合研究所. GB/T 260—1977 石油產(chǎn)品水分測定法［S］. 北京：中國標準出版社，1988.

［8］ 中國石油化工總公司環(huán)境監(jiān)測總站. GB/T 16488—1996 水質(zhì) 石油類和動植物油的測定 紅外光譜法［S］. 北京：中國標準出版社，1996.

（編輯 祖國紅）

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Treatment of Petrochemical Electro-Desalination Wastewater by Swirl Extraction

Chen Yongqiang1，Gong Xiaozhi2，Chen Fa1
（1. SINOPEC Xi’an Petrochemical Company，Xi’an Shannxi 710086，China；2. Enviromental Protection Research Institute，SINOPEC Beijing Research Institute of Chemical Industry，Beijing 100013，China）

The electro-desalination wastewater （with 5000 mg/L of initial oil content） from the crude oil unit of a ref i nery was treated by swirl extraction technology. The optimum process conditions for oil removal are as follows：rotating speed 960 r/min，wastewater fl ow 2000 L/h，wastewater temperature 80 ℃. After swirl extraction，the oil content of the wastewater is less than 200 mg/L. The separated oil with 0.1% （w） of water content and below 20 mg/L of salt mass concentration can be recycled to the head tank. The cost for wastewater treatment will be reduced by 1.004×106yuan per year for a 2 Mt/a crude oil unit.

swirl extraction；crude oil unit；electro-desalination；oil removal

X703

A

1006 - 1878（2015）03 - 0297 - 03

2015 - 01 - 22；

2015 - 03 - 05。

陳永強（1965—），男，陜西省西安市人，大學，工程師，電話 029 - 84320258，電郵 chenyq.xash@sinopec.com。