UAV声化脱盐系统石化炼油废水处理和资源回收的应用

UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂1UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用(浙江台州)临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂王剑波摘要：化工炼油在裂解、精炼、分馏、重整和合成等工艺为主的一系列有机物加工过程，产生的废水成分复杂、水质水量波动太、污染物浓度高且难降解，对环境污染严重。随着水资源的日益紧张和人们环境保护意识的加强，石油化工废水的处理以废水回用零排放及资源回收为主要处理技术。本篇主要以“UAV声化脱盐”系统对该类废水的处理工艺和支持废液中高价值资源回收提取的应用。关键词：石化炼油废水、回用（零排放）、脱氨氮、有机物降解、脱盐、资源回收前言：石油炼化行业中的含硫废水，主要产生于原油的加氢精制过程。含硫废水中的硫化物不但毒性大、金属腐蚀性强，而且极易挥发，是一种对生态环境危害极大的污染物，一直以来都是我国水污染领域处理及研究的重点和难点。尤其是近年来，随着我国经济的高速发展、城市规模的不断扩大以及人口数量的不断增加，水污染问题已经成为制约我国经济社会持续健康发展的主要原因之一。在这个大背景下，国家相继出台了相应的法律法规，监管和惩治三废的违规排放。因此，国内的石油炼化企业不得不根据自身的实际情况，纷纷对含硫废水进行处理。目前，国内外用于处理含硫废水的主要方法是汽提法，汽提法虽然处理效果比较好，但存在着设备成本高、操作复杂以及运行费用大等缺点；对于中小型的炼油企业而言，根本无力承担少则数千万，多则上亿元人民币的污水处理项目投资。在这个背景下，新的处理思路，在保证出水达标排放或者回用标准的前提下，降低处理成本，以解决目前中小型石油炼化厂在含硫废水处理中的难题。UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂2废水处理类别目录:(一).常减压电脱盐废水:(二).酸性废水：1.高浓酸性废水：(1).加氢工艺装置废水；(2).气分工艺装置废水；(3).重整工艺装置废水；2.低浓酸性废水：(1).常顶切工艺装置废水；(2).常减顶工艺装置废水；(3).催化工艺装置废水；(4).汽油加氢工艺装置废水；3.碱渣工艺装置废水；(三).高盐废水：1.反渗透浓缩水；2.离子交换再生废水；(四).炼化副产品废水：1.丁辛醇缩合废水处理：2.PO环氧丙烷废水3.PX废水：(1).PX催化剂再生气废水:(2).BTX轻质芳烃废水处理:4.烷烃脱氢尾气废碱液；5.丁基橡胶废水；6.丁基橡胶热氧化炉废水UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂3一、UAV系统介绍：（UltrasoundAtomizationVaporization）UAV声化脱盐工业污水处理系统，采用声化学、声热学等工艺为核心技术，其特点是对污水有机物声化裂解降解、氧化(催化)和无机物声汽化固液分离，该技术为国内、外独家（独立）研制和应用，突破传统工艺对高难工业污水处理的技术瓶颈，应用于各种行业的高难处理工业污水达标排放/零排放、污水（无机/有机）物料回收回用(分离/浓缩/结晶/提取)等应用领域。系统工艺结构简单、全塑结构、耐腐蚀、不结垢优点，具有低投入、低能耗、低处理成本、免维护的优势。1、技术机理：其机理主要以超声波的热效应、空化效应与声场机械效应等多效作用，对物料中的无机盐在低温、常压中化汽化浓缩、脱盐固液分离；对物料中的有机物声化学裂解（共价键均裂、异裂）、热力汽化分离等作用，并依据物料，如：链烷烃、环烷烃、芳香烃、烯烃、炔烃、环氧化合物、卤代烷、杂环化合化、聚合物、络合物分子极性等特性，匹配相应的超声矢量声波、声强和频率，实现工业污水的脱盐、降解、氧化、浓缩、分离、提纯的目的。2、系统特点：(1).低温、常压汽化脱盐分离，介质液相直接转换汽相，区别传统传热蒸发或负压低温蒸发脱盐；(2).不可生化、不可氧化COD有机物声波高效降解，低温热内能常压汽化，减少或避免介质组分的热解和挥发，促进介质热稳定性；(3).设备全塑构造，不腐蚀、不结垢、免维护、节能降耗；(4).适用各种高盐、高COD、高氨氮、高氟、高放射性等高难处理废水；(5).支持高价值物料回收创效益，废水零排放。3、应用：适用各种行业“高盐、高COD、高氨氮、高氟、高磷、高放射性等”工业污水达标排放、零排放和物料回收：石油化工废水、医药中间体废水、农药废水、染料印染废水、电镀表面处理废水、电子电器废水、橡胶废水、食品废水、机械矿山废水、垃圾渗滤液、废气烟雾喷淋吸收废水、反渗透/离子交换浓盐废水、核电放射性废水及海水淡化资源提取等。UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂4(1).污水物料类别:污水概况污水指标范围处理目标污水类别不限制排放/零排放/物料回收处理量不限制分类提供“高盐、高COD（无生化、氧化性）”的污水量，勿提供混合污水总量，以达到降低投入目的；含盐量不限制提取或多质盐分质提取回收COD不限制浓缩/分离/降解溶剂无机溶剂类浓缩/分离/分质提取回收，如：盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等有机溶剂类浓缩/分离/降解/分质提取回收，如：烃类：醇类：醚类：乙醚、环氧丙烷等；酯类：酮类及乙腈、吡啶、苯酚、DNF等。氨氮不限制浓缩/结晶/分离提取，如：铵盐或氨水提取放射性浓缩/分离提取，如：铀、镭浓缩；氚、碘分离技术设计指南1.产出水回用要求：排放/零排放、生产工艺用水要求；2.无机盐回收：单质回收、多质混合回收或多质分质回收，纯度要求；3.有机物料回收：单质回收、多质（混合、分质）回收；注意事项:污水中物料回收，需分析是否存在物料的热解、水解等及无机盐结晶的干扰因素。(2).UAV设备主要功能、材质、性能参数和用途：设备名称主要功能(吨)运行动力kw(吨)介质工作温度℃材质应用用途主机附助性能介质应用指标范围UAV系统脱氨、脱溶0.3~2.02常温~沸点(溶剂)PP/4F脱溶剂、脱氨氮溶剂类浓度限制NH3-N无限制裂解降解0.5~4.01.5常温~90PP/4FCOD等有机化合物降解无限制脱盐3~106~1660~90PP/4F脱盐、脱COD含盐量：不限制COD：不限制说明1.主要功能：系统可以单功能或全功能；2.运行动力：是指UAV主机工作电耗，不包括系统的介质输送等（如泵等）附助电耗；3.介质工作温度和(吨)热耗：按实际需要选择介质工作温度，热耗可以是废热（如锅炉热烟或生产工段余热等）、蒸汽或电力，吨热耗参见《氯化钠脱盐参数表》；4.材质：设备主要材质为聚丙烯或聚四氟乙烯；UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂5(3)、能耗参数：（10、20%NaCl吨溶液脱盐,临界饱和、过饱和结晶与不同热回收材质的能耗参照值）含NaCl溶液（20℃）工作温度汽化压力能耗临界饱和值过饱和结晶值热回收材质10%85~90常压1.动力10~12kw4~6kw/2.蒸汽100~180kg40~50kg铜、碳钢、不锈钢、钛140~230kg60~70kgPP石墨、4F20%85~90常压1.动力8~10kw3~5kw/2.蒸汽80~150kg40~50kg铜、碳钢、不锈钢、钛120~180kg60~70kgPP石墨、4F水（全汽化）85~90常压1.动力8kw/2.蒸汽100~150kg铜、碳钢说明能耗值以物料的密度、溶解浓度、导热系数和介质热损等因素影响，为动态值，以实际为准，表中预热不计,蒸汽(绝压)：0.5Mpa计.热源应用指南1.可利用热源：蒸汽、电热、导热油、燃料、余热利用（乏汽/热水/锅炉废热)等。2.供热附助设备：热泵、MBR蒸汽压缩。UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂6二、石化炼油废水来源与分类：(一).常减压电脱盐废水；(二).酸性废水：(1).高浓酸性废水:加氢工艺装置、气分工艺装置、重整工艺装置；(2).低浓酸性废水:常顶切工艺装置、常减顶工艺装置、催化工艺装置、汽油加氢工艺装置、碱渣工艺装置(三).高盐废水：反渗透浓缩水、离子交换再生废水；(四).衍生产品废水：丁辛醇缩合废水处理、PO环氧丙烷废水、PX废水：(1).PX催化剂再生气废水；(2).BTX轻质芳烃废水处理；烷烃脱氢尾气废碱液；丁基橡胶废水、丁基橡胶热氧化炉废水；(一)、UAV系统在石化炼油生产各种废水处理工艺和应用：1、电脱盐高浓度废水：1.1.废水概述：近年来,由于我国原油来源广泛，国内和国外原油的劣质化,加工高酸(酸值大于等于0.5mgKOH/g)高钙原油呈快速增加的趋势。由于这类原油中成分复杂，钙、铁盐含量较高,常减压电脱盐过程产生的高浓度COD和钙、铁盐废水,虽然水量仅占炼油厂总废水量的3%左右,但水质指标范围很大差异,如果将这部分废水直接进入污水生化处理系统,一方面将大大超过原有污水处理系统的设计负荷,影响全厂废水处理系统的稳定性和达标排放带来严重问题。1.2.废水特点：(1).水量小，占炼油总废水量的3%左右；(2).电脱盐废水水质范围宽，稳定差，有机物、挥发酚、氨氮值等高，处理难度大；(3).高含盐量,0.2~1.0%,废水处理生化系统负荷高;(4).残余破乳剂,乳化程度严重;UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂73.电脱盐废水分析表(表1):项目指标一(轻质)指标二(重质)PH6.5~96~9CODCrmg/L230012000BODmg/L16008600Ca2+mg/L20005000Femg/L220360石油类mg/L80130氨氮mg/L120200硫化物mg/L60150挥发酚mg/L360500全盐量mg/L2200~26007000~9000温度℃40~6040~601.3.设计处理量、处理要求和UAV处理技术路线:(1).设计处理量:45T/h(实际生产中,电脱盐废水量不稳定)(2).设计处理要求:①.达标排放;②.零排放(回用);(3).设计处理工艺和技术路线:针对高盐高浓度电脱盐废水，首先采用UAV声化裂解系统预处理，对有机物、酚类、硫化物、乳化油断进行降解，使大分子有机体转换成小分子，大幅增加有机物的可生化性，减轻生化系统或后续深度处理的操作负荷；工艺流程图：1.4.处理结果:产出水达标排放或回用(产出水质按回用要求选择,如:电导率≤1~1000us/cm)回用(零排放)废水45T/h撇油UAV降解生化深度处理UAV声化脱盐系统——石化炼油废水处理和资源回收的应用浙江临海市楚玛尔海水淡化处理设备厂8(二).酸性废水：1.废水概述:酸性废水是指炼油厂常减压、催化裂化、焦化、加氢裂解、重整等装置中的加工污水，该类废水占全厂污水的10~20%，来源分为：(1).高浓酸性废水:加氢工艺装置、气分工艺装置、重整工艺装置；(2).低浓酸性废水:常顶切工艺装置、常减顶工艺装置、催化工艺装置、汽油加氢工艺装置；2.废水特点：高盐、高COD、高氨氮，硫化物含量高，以及含酚等，污水量较大。3.废水分析：高浓度污水来源石油类Mg/L氨氮Mg/L硫化物Mg/L挥发酚Mg/LCODMg/L全盐Mg/L加氢装置污水45~6020000~5000025000~3500050~60030000~7000042000~63000气分装置水洗污水50~7011000~1500050100~20050000~55000500重整装置污水4520000~3000020000~300001~225000~5000024000~450004.设计处理量、处理要求和UAV处理技术路线:4.1.加氢装置污水:(1).设计处理量:20T/h(实际生产中,废水量不稳定)(2).设计处理要求:①.达标排放;②.零排放(回用);(3).设计处理工艺和技术路线:针对加氢装置的废水特点，采用二种处理工艺:A工艺：废水碱性条件下,采用UAV脱氨处理,回收氨水，然后,采用UAV脱盐脱COD系统协同处理;B工艺：废水酸