焦化污油破乳脱水工艺的研究

1、辽宁石油化工大学石油化工学院毕业论文开题报告论文题目： 焦化污油破乳脱水工艺研究 学生姓名： 赵 传 武 学 号： 0701020417 系 （院）： 教育实验学院 专 业： 精细化工0701 指导教师： 张 连 红 2011 年 3 月 9 日1文献综述炼油厂生产过程中会产生一定量的污油，其来源较杂，性质差异大，不论轻质污油与重质污油均含有较多水分，一般体积分数为10%80%。污油中的杂质来源广泛，原油炼制以及污水处理等过程都会引入杂质，其中有原油破乳剂、絮凝剂、缓蚀阻垢剂、杀菌剂、酸碱等。另外，含水污油含有较多的胶质、沥青质、电解质，乳化、老化程度严重。污油乳状液含的电解质一方面破坏了电场

2、，使得污油脱水不能像原油一样采取电脱盐罐脱水的方法来进行；另一方面因其乳化性使得乳状液稳定性极好。11实验目的及意义 炼油厂焦化车间每年产生污油近一万吨，约占焦化加工量的34 倍。近年来多家公司主要采用“全回炼” 的方法处理， 即掺入原油进常减压 这种做法存在不少弊端， 突出表现在电脱盐过程容易出现乳化， 脱盐效果变差， 电脱盐罐出来的油或水不合格， 需经常排乳化液。这样不仅在一定程度上形成污油的恶性循环， 而且还要增加污水处理场的负担， 影响污水处理装置的正常运行。因此， 研究污油的治理对策， 以回收产品和改善污水水质， 具有报高的经济和环境效益。焦化污油的主要问题是含水量高， 必须将其中大

3、部分乳化水去除，才能有效地加工或利用。为此，我们进行焦化污油破乳脱水的实验的研究1。12研究进展焦化污油是焦炭塔蒸汽吹扫过程和冷焦过程的产物。它是一种复杂的混合物， 主要成份为凝缩油、冷凝冷却水以及随蒸汽吹扫和冷焦过程带出的焦炭粉末。分析焦化污油中油品的主要理化性，污油的组份固然较重， 但要比管输油减压渣油轻，质量优于减压渣油。其饱和烃含量高达54%以上， 说明污油中多半为易裂解的烃类，再加工利用价值相当高。焦化污油含水量4O一8O (wt)，形成的乳化液可以粗略的划分为油包水（O/W）型，但是研究证明发现，实际乳化液的绪构比较复杂，在被油包裹的水珠内部，特刖是油水界面处，还有微小水珠存在，形

4、成复杂的包裹形式(多重乳化)。焦化污油的外观为黑色粘稠状液体， 室温下即凝固。引人注意的是， 对凝固态的污油乳液进行机械搅拌可导致水珠周围的界面膜破裂而使水析出。利用这一特性可去除污油中6O一8O (wt)的乳化水。然而， 由于室温下油品为粘稠的膏状物，工业化处理可能比较困难。在工业实践中，对焦化污油脱水破乳的方法很多，应用最广泛的是热化学方法。实验方法中所使用的破乳剂种类也特别多，在污水处理中的水油混合物，在此两相中形成比较稳定的油包水或者水包油结构，其理论基础是“双电层结构”。 在此情况下，投入一些药剂，以破坏稳定的双电层结构，以及稳定乳化体系，从而达到两相分离的目的。使用的这些为了达到破

5、坏乳化作用的药剂称之为破乳剂。破乳的主要方法有：加热原油（热处理）、破乳剂（化学处理）、加电场（电处理）等，此外还有一些物理处理方法如混合、震荡、微波、过滤以及最近比较流行的微生物处理等。而为了提高破乳效果而使油水分离，实际过程中破乳一般是多种方法同时进行。热处理方法原理比较简单，温度的升高从而降低了乳状液的稳定性, 故易发生破乳。加热可以作为破坏乳状液的一种手段。 特别是对于以非离子稳定的O/W型原油乳状液，升温时乳状液的亲水性降低, 温度升至相转变温度时, 乳状液很快被破坏。反之对于非离子表面活性剂稳定的W/O型乳状液, 降温至相转变温度时,乳状液也将很快被破坏。杨小刚等2对大港油田某站的

6、原油乳状液分别进行了加热和热化学破乳试验。化学破乳一般是采用加人一种或几种化学物质来收改变乳状液的类型和界面性质, 目的是为了降低界面膜的强度, 或破坏界面膜的性质, 从而是原油的乳状液不稳定而发生破乳。因此, 好的破乳剂应具有在油、水两相中具有较快的扩散速度和顶替原油界面膜的能力, 使破乳速度较快, 脱水率高。另外, 一些性能很好的乳化剂在一定条件下也能变成很好的破乳剂。Hartlands等3采用同一模型清楚地描述了破乳剂的作用。传统的破乳剂一般分为以下几类江院基酚醛树脂一聚氧丙烯酸聚氧乙烯醚, 这是文献中报道较多的一类, 如聚氧丙烯酸聚氧乙烯烷基苯酚甲醛树脂型, 聚氧丙烯酸聚氧乙烯聚氧丙烯

7、烷基苯酚甲醛树脂型, 还有聚氧丙烯酸聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚甲醛树脂梭酸醋等聚甲基苯基硅油聚丙烯聚氧乙烯醚聚磷酸醋聚氧乙烯聚氧丙烯酸超高分子聚合物, 此类破乳剂有等4。又由于单一的破乳剂适应性较差, 很难适应复杂多变的乳状液破乳, 一般采用多种具有协同效应的破乳剂复配, 可以起到单一破乳剂达不到的良好效果。因此目前一般采用破乳剂的复配技术来进行。张建等5通过显微镜对乳状液液滴的变形, 从理论上分析了液滴的变形度随脉冲休止时间而变化。电沉降法主要用于职刀型乳状液, 在电场的作用下, 使作为内相的水珠凝结。电场能够破乳的主要理论, 认为乳化膜是由带有额外电荷的极性分子所组成,它们易被干扰, 但与水

8、之间有吸引力。这些分子把水包在中间形成一个坚韧的膜壁。电场干扰这个膜壁, 并引起其中分子的重新排列。分子的重新排列意味着膜的破裂, 同时电场引起了临近液滴的相互吸引, 最后水滴聚结并因相对密度较大而沉降, 达到脱水脱盐的目的。其他物理破乳方法有过滤，离心，超声。过滤是将乳状液通过多孔性固体物质过滤, 由于固体表面对乳化剂有很强的吸附作用, 使乳化剂由油水界面转移至固液界面, 从而导致乳状液的破坏。另外, 当乳状液通过滤板时, 滤板将界面膜刺破, 使其内相聚结而破乳。又如有时可以利用油水两相对过滤物质的不同的润湿性, 如果固体过滤物质能够被分散相所湿润, 这种固体就可以作为液珠的场所, 利用它可

9、将已聚集的液体分离出。离心分离法也可以很有效的分离乳状液, 它是利用水油的密度不同, 在离心力的作用下, 促进排液过程而使乳状液破坏。在离心破乳的过程中, 对乳状液加热, 使它的外相赫度降低, 可加速排液过程, 即加快了破乳。离心场愈强, 破乳效果愈好。超声是常用的形成乳状液的一种搅拌手段, 在使用强度不大的超声波时, 又可发生破乳。与此相似, 有时对乳状液轻微震荡或者搅拌也可以实现破乳。Kotyusov6从理论上导出声波的频率对“粒子”凝聚有影响, 并导出了“粒子”在声波作用下产生凝聚的最佳频率约21-25kHz以内。付静等7研究了影响超声波破乳脱水效果的两个因素频率与声强。通过对不同的油样

10、研样研究确定了超声波破乳的最佳参数。生物破乳是一种新型的破乳方法，石油大学冯志强8等研制了一种原油生物破乳剂,考察了其对油田采出液的破乳及脱水效果。室内及现场试验结果表明, 与标样及目前现场常用的化学破乳剂相比,原油生物破乳剂9具有优良的破乳及脱水性能。破乳后的油水界面清晰, 脱出水中含油量低。研究还表明, 破乳作用的主要因素是细菌菌体。2实验方案及内容2.1实验方案采用热化学和化学破乳方法复配10，将焦化污油破乳脱水，依据GB260-77石油产品水份测定法测定依据SY2985-78 S“炼油废水中石油类物质含量测定法(重量法)测定油含量。并试图探讨除一种最佳的破乳焦化污油的方案。2.2实验内

11、容2 .2.1实验药品及仪器实验药品：#805、#806重污油、焦化污油泵112、环氧乙垸、环氧丙烷嵌段共聚形成的聚醚类物质11实验仪器及装置：烧杯、玻璃棒、分析天平、恒温油浴锅、铁架台 实验步骤将100克焦化污油乳液置于反应器烧杯中，放入水浴预热至50一80 ，投加适量破乳药品，搅拌混台， 然后恒温静置一定时间， 待乳液分为上部油层和下部水层，分别进行含水量的分析和脱出水水质分析12。破乳效果以处理后油层含水量及脱水效率为评判标准。脱水效率定义为依据GB260-77石油产品水份测定法测定，依据SY2985-78 S“炼油废水中石油类物质含量测定法(重量法)测定油含量13。本文中主要实验数据、

12、结果均为三次以上，重复实验之平均值。3计划安排时间安排实验进程2011年2月28日-3月4日查寻有关焦化污油和破乳剂破乳方法相关文献和专利。2011年3月7日-11日了解有关化污油和破乳剂破乳方法的研究进展和实验方案并总结资料，写开题报告。2011年3月14日-18日准备实验所需的药品和仪器，并对仪器进行调试和安装。2011年3月21日-4月1日初步进行实验定性研究，找出实验中的操作要点，和熟练实验技巧。2011年4月4日-5月6日进行大量试验，改变配比和其他条件试图找出最合适的配比与最优操作条件。2011年5月9日-31日在最优实验方案能稳定得到产品基础上进行优化，降低成本。或者提高产品质量

13、。2011年6月1日-10日总结归纳，写毕业设计论文。4参考文献1陈俊杰，罗伟君，焦化污油破乳脱水J.1991(2):72 杨小刚,谭蔚,谭晓飞，高含水原油的热化学破乳方法田化学破乳方法J.化学工业与工程，2007(24)：3.3Hartland S,JeelaniA K,Effect of rheology on coalescence rates and emulsiion stability J.Colloids and Surface.1994,88,289-3024 库成熙炼焦化学产品回收与加工 冶金工业出版社，19885 张建,甘琴容,董守平.脉冲电破乳中液滴变形的研究J 油气田地面工程.2006(25):3.6 Kotyusov,etal.Indueed Congulation df Sound Partieles Underthe Aetion of Sound.Aeoustiea,1996,(82):459-463.7 付静, 孙宝江, 温志刚.超声波破乳的频率和声强J.石油钻采工艺,1992(21):4.8 冯志强, 朱成君等.原油生物破乳剂的研究与应用J.石油大学学报.2004,28（3）：93-95.99.9