延迟焦化装置冷水密闭处理改造工艺设计2.doc

延迟焦化装置冷焦水密闭处理改造工艺设计 延迟焦化工艺是以渣油或类似渣油的污油、原油等重质油为原料，在加热炉中加热，采用高流速和高热强度，使油品在加热炉中短时间内达到焦化反应所需的温度（大约500℃ ）,并迅速离开加热炉进入焦炭塔，在焦炭塔内适宜的温度、压力条件下发生裂解及缩合等一系列反应，生成汽油、柴油、蜡油、循环油组分和焦炭的工艺过程。 焦化工艺投资低、能耗少、设备和工艺流程简单、灵活性高、加工能力大，对原料的重金属、沥青质等含量要求不高，能够把炼油厂最重的或最劣质的渣油、沥青及污油转化为轻质油品，其副产品焦化干气和焦炭也是其它工艺装置及冶金行业的良好原料。因此是炼油联合装置的主要利润来源之一，更是今后中国、美国等国家重点发展的一种重油加工工艺，在今后20年中，将以每年7%以上的速度逐步增长。 虽然焦作装置在石油加工中发挥着重要的作用，但同时也存在着废水、废气污染的问题，通常焦化装置被认为是污染严重的装置，主要是重油在焦化过程中产生的含多环芳烃废气和带焦粉的排水对环境造成污染。如果不进行妥善处理处置，其发展必然会收到限制。我国颁布的石油炼制业清洁生产标准（HJ/T125-2003）中给出了焦化装置的清洁生产标准，对于生产工艺与装备的要求是冷焦水采用密闭循环处理工艺，近年来，随着清洁生产措施的落实，焦化装置冷焦水密闭处理得到了较大广泛的应用。 1、延迟焦化装置冷焦水水质分析 焦化装置冷焦水与其他炼油装置的含油污水有明显不同的水质特征，它是焦粉、水、重油和恶臭物质的多相混合物，以上海石化为例：油的密度在25℃时（标准状态）为0.939g/cm3，经过30min重力沉降后,其中油滴粒径分布见表1。 表1 冷焦水沉降30分钟后的油滴粒径分布 粒径/μm 油珠个数/（个·mL-1） 油珠个数，% 油珠体积，% 5 1.32×106 30.86 0.44 5～10 1.52×106 35.55 13.63 10～15 1.10×106 25.78 45.75 15～20 3.17×105 7.42 36.14 20～25 1.67×104 0.39 4.04 焦粉的浓度范围为118～3000mg/L，分为三部分，一部分多孔焦粉吸油，密度小于水，悬浮于油中；一部分焦粉密度大于水，沉积在底部；一部分焦粉密度与水相近，混浮于水中，焦粉粒度分布见表2。 硫化物、氯化物、挥发性酚等有毒物质含量见表3。 表2 冷焦水沉降30分钟后的焦粉粒径分布 颗粒直径/μm 累计体积，% 颗粒直径/μm 累计体积，% 颗粒直径/μm 累计体积，% 颗粒直径/μm 累计体积，% 1.401 5 9.627 30 22.06 55 39.02 80 2.794 10 11.97 35 24.82 60 42.84 85 4.231 15 14.49 40 28.02 65 47.10 90 5.788 20 17.04 45 31.59 70 52.56 95 7.561 25 19.52 50 35.31 75 83.89 100 表3 冷焦水的污染物检测结果 mg/L（pH除外） 固含量 COD 硫化物 氰化物 挥发酚 pH 318 45 8 22 14 6.5 2、延迟焦化装置冷焦水密闭处理改造 上海石油化工股份有限公司1000kt/a延迟焦化装置是我国建设的第一套大型现代的延迟焦化装置，该装置2000年建成投产，为我国后续改造或新建的焦化装置起到了重要的示范作用，但其冷焦水处理系统仍采用传统的露天逐级沉降方式处理，为敞开式结构。 2．1 冷焦水系统原有处理流程 焦炭塔—冷焦水隔油池—冷焦水沉淀池—冷焦热水泵—凉水塔—冷焦冷水池—冷焦冷水泵—焦炭塔。 冷焦溢流水+冷焦放空水自焦炭塔流至冷焦水隔油池除油去焦，这种平流隔油池与沉淀池相似，废水从池的一端进入，从另一端流出，池内水平流速很小，进水的油滴在浮力的作用下上浮，积聚在池的表面，通过设在池顶的刮油刮泥机刮至集油管收集浮油，粉焦颗粒下沉，停留时间一般为1.5～2h。隔油池的出水进入冷焦水沉淀池，进一步沉淀除焦。冷焦水隔油池及冷焦水沉淀池表面均设有集油管收集浮油，收集的浮油排至污油池，池底粉焦排至粉焦池。冷焦水沉淀池中的冷焦水通过冷焦热水泵输送至凉水塔，出水储存在冷焦水冷水池中，待循环使用。在此流程中冷焦水隔油池、冷焦水沉淀池、污油池及凉水塔均为敞开式，不仅占地面积大，而且还存在如下问题： 2.1.1 除油效率低 平流隔油池利用油—水密度差，靠重力除油，停留时间一般为1.5～2h,去除油粒直径在60～150μm,随着减压渣油的劣质化，冷焦水中油性组成日趋复杂，污水乳化严重，油珠粒径分布细小，隔油池除油效果变差，池内聚