高效破乳劑在焦油氨水分離中的研究與應用
摘 要：分析了焦化廠焦油氨水分離系統(tǒng)的運行狀況，篩選了高效破乳劑對焦油氨水進行分離試驗。分離后焦油的含水量低于2.0%，焦油中的萘含量由8.9%升高到11%，提高了萘的回收率。
我廠機械化澄清槽分離出來的焦油含水量在10%以上，需要在焦油槽中用蒸汽加熱脫水，但加熱后的焦油含水量仍然較高，經(jīng)常影響焦油深加工。為了加速焦油氨水的分離，進一步降低焦油的含水量和氨水的含油量，我們利用高效破乳劑對焦油氨水進行了分離試驗。
1、焦油氨水分離現(xiàn)狀
目前機械化澄清槽進口流量為1600m3/h，溫度為80攝氏度左右，澄清槽的體積為 3*300m3,焦油、氨水在澄清槽的停留時間約27min，澄清池出口焦油的含水量>=10%。焦油在焦油槽內(nèi)用蒸汽加熱后沉淀48小時后的含水量為4.5%-7.5% ，外排氨水的含油量為 500-600ppm,焦油中萘含量約8.9%。
在循環(huán)氨水中，焦油約占0.7%左右，在高溫和高速流動的混合作用下，焦油和氨水充分混合并乳化，氨水和焦油以水包油型乳化液形式存在。由于焦油中含有天然的界面活性物質(zhì)，如瀝青、膠質(zhì)、喹啉類極性物質(zhì)，吸附在乳化液的油水界面上，形成牢固的界面膜，致使乳化液變得十分穩(wěn)定，不易分離。目前破乳有機械、物理和化學等多種方法，但使用最多最有效的是以破乳劑為主的化學方法。在實際應用中，為實現(xiàn)焦油的深度脫水，又往往將不同的方法結(jié)合使用。
2、高效破乳劑的篩選
2.1 破乳劑的種類
主要以石油行業(yè)原油破乳工藝中常用的破乳劑為篩選對象，有以下多種：環(huán)氧丙烷嵌段聚醚(HA/HB系列)、失水山梨醇單油酸脂破乳劑、油溶性酚醛樹脂類破乳劑、水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳劑、水解的聚丙烯酰胺破乳劑、千基酚聚氧乙烯醚破乳劑、聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛樹脂破乳劑、甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯衍生物三元共聚物破乳劑等。
2.2 破乳效果的測定
采用靜態(tài)評價法測定脫水率表示破乳效果。使用儀器：南京煉油廠與江蘇電分析儀器廠開發(fā)的PDY型破乳劑評選儀，石油化工科學研究院研制、江蘇電分析儀器廠生產(chǎn)的WC 型水含量測定儀。
試驗條件：從焦化廠回收車間取的氨水焦油混合物，預熱溫度為50攝氏度，恒溫箱溫度為90攝氏度，破乳劑按3ppm加入。混合攪拌速度為1200r/min，攪拌 1min后恒溫沉降 15min，取脫水后的焦油測定含水量，計算出脫水率。試驗結(jié)果見表 1。
2.3 破乳劑用量與脫水率的關系
采用同樣的試驗條件和試驗方法，進行破乳劑用量試驗，破乳劑加入量為0.5-7ppm進行試驗，對比脫水效果，確定最佳用量。
試驗中發(fā)現(xiàn)隨著破乳劑用量的改變，焦油乳化液的脫水率出現(xiàn)了先增大后減小的變化規(guī)律，這表明破乳劑的用量存在最佳值，見表 2。
2.4高溫性能及工藝試驗
在萊鋼焦化質(zhì)檢站通過用重油加熱的方式，結(jié)合工藝試驗，對上述 ; 種破乳劑進行了高溫試驗，見表3，對焦油乳化作用的影響見表4。
2.5破乳劑的確定
通過上述各項試驗，確定使用水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳劑，工業(yè)試驗用量為循環(huán)氨水量的3.5ppm連續(xù)加入到循環(huán)氨水中。
3、工業(yè)試驗
根據(jù)系統(tǒng)情況和藥劑的作用機理來決定加藥地點。由于循環(huán)氨水是閉路循環(huán)，如果在管路上開口將影響生產(chǎn)。因此采用從循環(huán)泵前的氨水取樣口加入，在取樣口重新鋪設一條加藥管路，在管路上安裝止回閥，用高壓定量加藥泵加入，既不影響氨水取樣，又不影響生產(chǎn)的連續(xù)性。通過 1個月的試驗，取得了滿意的試驗效果，焦油含水量在沒有蒸汽加熱的情況下降低到2%以下，平均為1.55% ;氨水中的焦油含量由500-600ppm降到140-150ppm,焦油渣由原來的流體狀變?yōu)樵囼灪蟮陌敕蹱?，焦油渣中焦油的含量明顯降低;在焦油不加熱的情況下，焦油中的萘含量由8.9%升高到11%左右，提高了焦油深加工中萘的產(chǎn)量，減少了萘向大氣中的擴散量。
4、結(jié)論
通過加入破乳劑促進油水分離，使焦油槽停止了蒸汽加熱，節(jié)約了能源。降低了氨水中焦油的含量，使焦油的產(chǎn)量得到提高，并有利后序蒸氨、脫酚工藝的生產(chǎn)。有利于生化廢水的處理，減少了循環(huán)氨水管壁上的油渣和附著物，也減少了噴嘴的堵塞，提高了噴灑效果。停止蒸汽加熱還可減少萘的揮發(fā)及對大氣的污染，提高煤焦油深加工中萘的產(chǎn)量，并減少焦油渣的產(chǎn)量。
來源:《燃料與化工》 作者:于世友
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