焦化污油破乳脫水工藝的研究

1、遼寧石油化工大學(xué)石油化工學(xué)院畢業(yè)論文開題報告論文題目：焦化污油破乳脫水工藝研究學(xué)生姓名：趙傳武學(xué)號：0701020417系（院）：教育實驗學(xué)院專業(yè)：精細化工0701指導(dǎo)教師：張連紅2011年3月9日1文獻綜述煉油廠生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的污油，其來源較雜，性質(zhì)差異大，不論輕質(zhì)污油 與重質(zhì)污油均含有較多水分，一般體積分?jǐn)?shù)為10%80%。污油中的雜質(zhì)來源廣泛，原油 煉制以及污水處理等過程都會引入雜質(zhì)，其中冇原油破乳劑、絮凝劑、緩蝕阻垢劑、殺 菌劑、酸堿等。另外，含水污油含有較多的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、電解質(zhì)，乳化、老化程度嚴(yán) 重。污油乳狀液含的電解質(zhì)一方面破壞了電場，使得污油脫水不能像原油一樣采取電脫 鹽

2、罐脫水的方法來進行；另一方而因其乳化性使得乳狀液穩(wěn)定性極好。11實驗?zāi)康募耙饬x煉油廠焦化車間毎年產(chǎn)生污油近一萬噸，約占焦化加工量的34倍。近年來多家 公司主要采用“全回?zé)挕钡姆椒ㄌ幚?，即摻入原油進常減壓 這種做法存在不少弊端, 突出表現(xiàn)在電脫鹽過程容易出現(xiàn)乳化，脫鹽效果變差，電脫鹽罐出來的油或水不合格, 需經(jīng)常排乳化液。這樣不僅在一定程度上形成污油的惡性循環(huán)，而且還要增加污水處 理場的負擔(dān)，影響污水處理裝置的正常運行。因此，研究污油的治理對策，以回收 產(chǎn)品和改善污水水質(zhì)，具有報高的經(jīng)濟和環(huán)境效益。焦化污油的主要問題是含水量高, 必須將其中大部分乳化水去除，才能冇效地加工或利用。為此，我們進行焦

3、化污油破乳 脫水的實驗的研究。1. 2研究進展焦化污油是焦炭塔蒸汽吹掃過程和冷焦過程的產(chǎn)物。它是一種復(fù)雜的混合物，主 要成份為凝縮油、冷凝冷卻水以及隨蒸汽吹掃和冷焦過程帶出的焦炭粉末。分析焦化污 油中油品的主要理化性，污油的組份固然較重，但要比管輸油減壓渣油輕，質(zhì)量優(yōu)于 減壓渣油。其飽和坯含量高達54%以上，說明污油屮多半為易裂解的坯類，再加工利用 價值相當(dāng)高。焦化污油含水量40-80% (wt),形成的乳化液可以粗略的劃分為油包水 (0/w)型，但是研究證明發(fā)現(xiàn)，實際乳化液的緒構(gòu)比較復(fù)雜，在被油包裹的水珠內(nèi)部, 特刖是油水界面處，還有微小水珠存在，形成復(fù)雜的包裹形式(多重乳化)。焦化污油的

4、外觀為黑色粘稠狀液體，室溫下即凝固。引人注意的是，對凝固態(tài)的污油乳液進行機 械攪拌可導(dǎo)致水珠周圍的界面膜破裂而使水析出。利用這一特性可去除污油屮60 80% (wt)的乳化水。然而，由于室溫下油品為粘稠的膏狀物，工業(yè)化處理可能比較困難。 在工業(yè)實踐屮，對焦化污油脫水破乳的方法很多，應(yīng)用最廣泛的是熱化學(xué)方法。實驗方 法中所使用的破乳劑種類也特別多，在污水處理中的水油混合物，在此兩相中形成比較 穩(wěn)定的油包水或者水包油結(jié)構(gòu)，其理論基礎(chǔ)是“雙電層結(jié)構(gòu)”。在此情況下，投入一 些藥劑，以破壞穩(wěn)定的雙電層結(jié)構(gòu)，以及穩(wěn)定乳化體系，從而達到兩相分離的口的。使 用的這些為了達到破壞乳化作用的藥劑稱之為破乳劑。破乳

5、的主要方法有：加熱原油（熱 處理）、破乳劑（化學(xué)處理）、加電場（電處理）等，此外還冇一些物理處理方法如混 合、震蕩、微波、過濾以及最近比較流行的微生物處理等。而為了提高破乳效杲而使油 水分離，實際過程中破乳i般是多種方法同時進行。熱處理方法原理比較簡單，溫度的 升高從而降低了乳狀液的穩(wěn)定性，故易發(fā)生破乳。加熱可以作為破壞乳狀液的一種手 段。特別是對于以非離子穩(wěn)定的0/w型原油乳狀液，升溫時乳狀液的親水性降低，溫度 升至相傳變溫度時，乳狀液很快被破壞。反z對丁非離子表而活性劑穩(wěn)定的w/0型乳狀 液，降溫至相轉(zhuǎn)變溫度時，乳狀液也將很快被破壞。楊小剛等2對大港油田某站的原油乳 狀液分別進行了加熱和熱

6、化學(xué)破乳試驗。化學(xué)破乳一般是采用加人一種或幾種化學(xué)物質(zhì) 來收改變?nèi)闋钜旱念愋秃徒缑嫘再|(zhì)，口的是為了降低界面膜的強度，或破壞界面膜的 性質(zhì)，從而是原油的乳狀液不穩(wěn)定而發(fā)生破乳。因此，好的破乳劑應(yīng)具有在油、水兩相 屮具冇較快的擴散速度和頂替原油界而膜的能力，使破乳速度較快，脫水率高。另外， 一些性能很好的乳化劑在一定條件卜也能變成很好的破乳劑ollartlands等此采用同一模 型清處地描述了破乳劑的作用。傳統(tǒng)的破乳劑一般分為以下幾類江院基酚醛樹脂一聚氧 內(nèi)烯酸聚氧乙烯瞇，這是文獻屮報道較多的一類，如聚氧內(nèi)烯酸聚氧乙烯烷基苯酚甲 醛樹脂型，聚氧丙烯酸聚氧乙烯聚氧丙烯烷基苯酚甲醛樹脂型，還有聚氧丙烯

7、酸聚氧 乙烯聚氧丙烯烷基苯酚卬醛樹脂梭酸醋等聚卬基苯基硅油聚丙烯聚氧乙烯瞇聚磷 酸醋聚氧乙烯聚氧丙烯酸超高分了聚合物，此類破乳劑有等。又由于單一的破乳劑 適應(yīng)性較差，很難適應(yīng)復(fù)雜多變的乳狀液破乳，一般采用多種具冇協(xié)同效應(yīng)的破乳劑 復(fù)配，可以起到單一破乳劑達不到的良好效果。因此口前一般采用破乳劑的復(fù)配技術(shù)來 進行。張建等通過顯微鏡對乳狀液液滴的變形，從理論上分析了液滴的變形度隨脈沖 休止時間而變化。電沉降法主要用于職刀型乳狀液，在電場的作用下，使作為內(nèi)相的水 珠凝結(jié)。電場能夠破乳的主耍理論，認為乳化膜是由帶有額外電荷的極性分了所組成， 它們易被干擾，但與水之間有吸引力。這些分子把水包在中間形成一

8、個堅韌的膜壁。電 場干擾這個膜壁，并引起其屮分子的重新排列。分子的重新排列意味著膜的破裂，同時 電場引起了臨近液滴的相互吸引，最后水滴聚結(jié)并因相對密度較大而沉降，達到脫水 脫鹽的目的。其他物理破乳方法冇過濾，離心，超聲。過濾是將乳狀液通過多孔性固體 物質(zhì)過濾，由于固體表面對乳化劑有很強的吸附作用，使乳化劑由油水界面轉(zhuǎn)移至固 液界面，從而導(dǎo)致乳狀液的破壞。另外，當(dāng)乳狀液通過濾板時，濾板將界面膜刺破，使 其內(nèi)相聚結(jié)而破乳。又如有時可以利用油水兩相對過濾物質(zhì)的不同的潤濕性，如果固體 過濾物質(zhì)能夠被分散相所濕潤，這種固體就可以作為液珠的場所，利用它可將已聚集 的液體分離出。離心分離法也可以很冇效的分離

9、乳狀液，它是利用水油的密度不同，在 離心力的作用f,促進排液過程而使乳狀液破壞。在離心破乳的過程中，對乳狀液加熱, 使它的外相赫度降低，可加速排液過程，即加快了破乳。離心場愈強，破乳效果愈好。 超聲是常用的形成乳狀液的一種攪拌手段，在使用強度不大的超聲波時，又可發(fā)生破 乳。與此相似，有時對乳狀液輕微震蕩或者攪拌也可以實現(xiàn)破乳。kotyusov從理論上 導(dǎo)出聲波的頻率對“粒子”凝聚冇影響，并導(dǎo)出了 “粒子”在聲波作用下產(chǎn)生凝聚的最 佳頻率約21-25kiiz以內(nèi)。付靜等研究了影響超聲波破乳脫水效杲的兩個因素頻率與聲 強。通過對不同的油樣研樣研究確定了超聲波破乳的最佳參數(shù)。生物破乳是一種新型的 破

10、乳方法,石油大學(xué)馮志強等研制了一種原油生物破乳劑,考察了其對油皿采出液的破 乳及脫水效果。室內(nèi)及現(xiàn)場試驗結(jié)果表明，與標(biāo)樣及目前現(xiàn)場常用的化學(xué)破乳劑相比， 原油生物破乳劑刨具有優(yōu)良的破乳及脫水性能。破乳后的油水界而清晰，脫出水屮含油 量低。研究還表明，破乳作用的主要因素是細菌菌體。2實驗方案及內(nèi)容2.1實驗方案采用熱化學(xué)和化學(xué)破乳方法復(fù)配叫將焦化污汕破乳脫水，依據(jù)gb260-77石汕產(chǎn) 品水份測定法測定依據(jù)sy2985-78 s"煉油廢水中石油類物質(zhì)含量測定法（重量法）測定油 含量。并試圖探討除一種最佳的破乳焦化污油的方案。2.2實驗內(nèi)容2 21實驗藥品及儀器實驗藥品：#805、#80

11、6重污油、焦化污油泵112、環(huán)氧乙垸、環(huán)氧丙烷嵌段共聚形成的 聚瞇類物質(zhì)何實驗儀器及裝置：燒杯、玻璃棒、分析天平、恒溫油浴鍋、鐵架臺2.2.2實驗步驟將100克焦化污油乳液置于反應(yīng)器燒杯中，放入水浴預(yù)熱至50 - 80°c ,投加適量 破乳藥品，攪拌混臺，然后恒溫靜置一定時間，待乳液分為上部油層和下部水層，分 別進行含水量的分析和脫出水水質(zhì)分析問。破乳效杲以處理后油層含水量及脫水效率為 評判標(biāo)準(zhǔn)。脫水效率定義為x100%曲十欲支二原料污油重量（克）脫水后油層重量（克） 原料污油中水份的重量（克）依據(jù)gb260-力石油產(chǎn)品水份測定法測定，依據(jù)sy2985-78 s “煉油廢水中石油類

12、物質(zhì)含量測定法（重量法）測定油含量z。本文屮主要實驗數(shù)據(jù)、結(jié)果均為三次以上，重 復(fù)實驗z平均值。3計劃安排時間安排實驗進程2011年2月280-3月4日查尋有關(guān)焦化污油和破乳劑破乳方法相關(guān)文獻和專利。2011 年3 月 7h-11s了解有關(guān)化污油和破乳劑破乳方法的研究進展和實驗方案并總 結(jié)資料，寫開題報告。2011 年3 月 140-180準(zhǔn)備實驗所需的約品和儀器，并對儀器進行調(diào)試和安裝。2011年3月210-4月日初步進行實驗定性研究，找出實驗中的操作要點，和熟練實驗 技巧。2011年4月4日5月6日進行大量試驗，改變配比和英他條件試圖找出最合適的配比與 最優(yōu)操作條件。2011年5月9日31

13、日在最優(yōu)實驗方案能穩(wěn)定得到產(chǎn)品基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，降低成本。 或者提高產(chǎn)品質(zhì)量。2011年6月1日10日總結(jié)歸納，寫畢業(yè)設(shè)計論文。4參考文獻1陳俊杰,羅偉君，焦化污汕破乳脫水jj.1991 （2）:7楊小剛，譚蔚，譚曉飛，高含水原油的熱化學(xué)破乳方法出化學(xué)破乳方法j.化學(xué)工業(yè)與 工程，2007（24）： 3.3 hartland s,jeelania k,effect of rheology on coalescence rates and emulsiion stability j.colloids and surface. 1994,88,289-3024 庫成熙煉焦化學(xué)產(chǎn)品回收與加工.冶金工業(yè)出版社，19885 張建，廿琴容,董守平.脈沖電破乳中液滴變形的研究j油氣出地面工程.2006（25）:3.6 kotyusov,etalindueed congulation df sound partieles underthe action ofsound.aeoustieaj 996,(82):459-463.7付靜，孫寶江,溫志剛.超聲波破乳的頻率和聲強j.石油鉆釆工藝,1992(21):4.8j馮志強，朱成君等.原油生物破乳劑的研究與應(yīng)用山.石油大學(xué)學(xué)報.2004,28 (3) ： 93-95.99.9 孫寶江,顏大椿.乳化原油的超聲波脫水研究