三相离心机在重污油脱水中的应用

近年来，各大炼油厂油品变质趋势明显，重污油总量逐年增加。对于这些重污油，常规的加热脱水几乎无效，脱水极其困难，出口污油含水量长期高于35%(回收要求小于等于5%)，无法回收，导致污油长期高库存。为了提高污油脱水效率，解决污油回收问题，减少污油库存，我们尝试增加一套污油脱水装置(三相分离装置)，将油、水、泥分离。

1.工厂流程简介

1.1装置的基本原理

污油主要是指从排水隔油池表面回收的污油，主要由油相、水相和固相组成。油相的主要成分是油、石油蜡、沥青质等各生产装置清洗脱水后的粉尘杂质，成分复杂且不稳定。通常，水相以水包油或油包水的形式出现，并且由于严重的乳化作用而难以自行除去。一般固相在各设备排出污油时与污水充分混合、混合，然后被油相电离、吸附。吸附后结块的比重接近1，靠自然重力很难去除。

三相分离装置主要由三部分组成:加药部分、三相离心机和成品油输送。核心部分是转速为3500 r/h的三相离心机，原料污油经过加药和加热后，高速进入三相离心机的转鼓。在强大的离心力作用下，比重不同的介质在离心机内分层，通过相应的出口排出，从而达到分离油、水、固三相的目的。

加药部分的作用是添加破乳剂、絮凝剂和加热原料油。原油加入破乳剂后加热。在破乳剂的作用下，通过改变乳化油界面的极性，加速了微小油粒的聚集，水包油和油包水大大减少，有助于加速各液相之间的分层，疏通界面。絮凝剂主要是利用高分子有机絮凝剂在液相中形成网状捕集器，通过粘附和聚集，加速污油中固体颗粒的聚集，形成更大的凝块，加速沉降。

1.2装置的工艺流程

图一。

1.3设备设计参数

主要原材料

各炼油装置排放的污水(含油污水、碱性污水、地面污水)由污水处理系统各工艺段分离收集。

辅助试剂

由于重污染油成分复杂，含有大量活性成分，用一般的物理方法很难将油与水分离。因此，在污油进入离心机之前，我们加入破乳剂和絮凝剂来提高污油的脱水效率。

主要设计指标

污油脱水装置原料控制指标:

60-80重量%的油、20-40重量%的水和1-5重量%的固体。

处理能力:≦5m3/h

污油脱水装置产品控制指标:

油相:水≤2%(重量)，固体< 1%(重量)，一般固体

水相:平均含油量

固相:平均含油量

2.系统操作和调整

2.1运行状态

在三相分离装置运行初期，根据离心机厂家提供的相关数据和药剂试运行情况，我们先后对三相离心机的运行稳定性、处理能力和药剂配比效果进行了检查。

在试运行初期，我们在供应商的指导下，使三相离心机在3、4、5m3/h三种处理负荷下连续运行，基本满足离心机处理能力要求，但产品质量达不到预定要求。

为了验证三相离心机的固相处理能力，我们将离心机的进料改为罐底油泥，固相油泥呈深灰黑色，连续排泥，泥饼干燥，可堆可不流，含水率明显低于原设计，泥饼质量基本达到预期要求。

2.2试剂比例

根据供应商的建议和我们对絮凝剂和破乳剂的实验室测试结果，我们比较了不同浓度的试剂配置的操作。其中破乳剂用量为0ppm、500ppm、3000ppm、6,000 ppm，絮凝剂用量为0 ppm、100ppm、200ppm、400ppm，并对上述两种药剂进行了不同浓度的交叉试验。从结果来看，破乳剂和絮凝剂对分离效果没有明显影响(见下表)。

经过一段时间的探索和验证，我们发现原料的含水量对出口污油的含水量有比较显著的影响。为了稳定原料性质，减小含水量的变化范围，我们延长了原料油的沉降脱水时间，初始重污油经沉降脱水后进入第二原料罐作为三相分离的原料。从运行效果来看，该工艺有效保证了三相分离装置中原料含水量的稳定，产品合格率大大提高。

2.3系统改进

运行初期，离心机处理量为5m3/h时，离心机轴端有泄漏。经分析，轴端泄漏的主要原因是原设计的出液管道直径过小，液体流动不畅。针对这种情况，我们对离心机出液管进行了加厚处理，改造后轴端无泄漏。

三相分离系统投运后，我们发现三相离心机的PLC控制系统可能由于加药系统等原因停止进料，蒸汽加热采用手动控制，难以保证及时切断。为了保证生产安全，我们在蒸汽加热系统中增加了一个自动切断阀，与三相离心机的PLC控制系统联锁。

3.产品质量

经过一段时间的试运行调整，重污油产品质量如下:

从以上运行结果来看，试运行期间三相分离装置的油、水、渣相主要有以下特点:

油相:油的含水量合格(油的约定含水量

水相:出水含油量与预期效果差距较大，高于协议要求

固相:根据分析数据，含水量优于协议(协议要求平均含水量60 ~ 65%)，固相渣足够干燥，满足生产要求。

4.摘要

4.1成功经验

a、离心法可以大大提高重污油的脱水效率，三相离心机的成功应用，可以将污油中的水和固相一次性去除，大大提高了效率；

B.原材料的预处理非常重要。三相离心机对原料的含水量非常敏感，特别是当原料油含水量≥45%时，成品污油的含水量会大大增加，重污油应进行适当的预处理。

C.管理好成品油流向也很重要。因为三相离心机出来的油含水量可能不合格，所以不同含水量的污油在罐内暂存时要区别对待。

4.2缺点和改进方向

A.工艺设计需要进一步优化。由于重污油性质不稳定，含水量变化范围大，很难满足三相离心机的入口要求。虽然对部分工艺进行了调整，但仍存在脱水效率低、操作困难的问题。

B.加药后重污油在三相离心机中停留时间太短，没有足够的混合和反应时间，导致效率低，加药效果不明显；

C.原料中固体有机物含量低，盐度高，导致泥饼含水量低，自润滑性差，流动性差，在一定程度上增加了离心机的螺旋负荷；

D.在分析过程中，我们发现原料污油经过配料、加热和离心后，上层污油和下层清水之间存在夹层。夹层外观类似浮渣，由微颗粒重油颗粒或其他悬浮颗粒和间隙水组成。夹层的厚度随污油的质量而变化，体积一般在10%-30%之间。三相离心机处理的污油也有夹层，但夹层厚度明显变窄。由于层间介质比重非常接近1，又由于间隙水的存在，我们认为这是造成污油自然脱水困难的主要因素。三相离心后污油间隙层变窄是由于大量间隙转移到水相，这是三相离心出水中含油量高的主要原因。(来源:中海油东方石化有限公司)

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