高效破乳剂在焦油氨水分离中的研究与应用
出版源：《燃料与化工》, 2006, 05期:41-43
作者简介：于世友，李志峰，江丹，孙业新
高效破乳剂在焦油氨水分离中的研究与应用
摘 要：分析了焦化厂焦油氨水分离系统的运行状况，筛选了高效破乳剂对焦油氨水进行分离试验。分离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。
我厂机械化澄清槽分离出来的焦油含水量在10%以上，需要在焦油槽中用蒸汽加热脱水，但加热后的焦油含水量仍然较高，经常影响焦油深加工。为了加速焦油氨水的分离，进一步降低焦油的含水量和氨水的含油量，我们利用高效破乳剂对焦油氨水进行了分离试验。
1、焦油氨水分离现状
目前机械化澄清槽进口流量为1600m3/h，温度为80摄氏度左右，澄清槽的体积为 3*300m3,焦油、氨水在澄清槽的停留时间约27min，澄清池出口焦油的含水量&=10%。焦油在焦油槽内用蒸汽加热后沉淀48小时后的含水量为4.5%-7.5% ，外排氨水的含油量为 500-600ppm,焦油中萘含量约8.9%。
在循环氨水中，焦油约占0.7%左右，在高温和高速流动的混合作用下，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质，如沥青、胶质、喹啉类极性物质，吸附在乳化液的油水界面上，形成牢固的界面膜，致使乳化液变得十分稳定，不易分离。目前破乳有机械、物理和化学等多种方法，但使用最多最有效的是以破乳剂为主的化学方法。在实际应用中，为实现焦油的深度脱水，又往往将不同的方法结合使用。
2、高效破乳剂的筛选
2.1 破乳剂的种类
主要以石油行业原油破乳工艺中常用的破乳剂为筛选对象，有以下多种：环氧丙烷嵌段聚醚(HA/HB系列)、失水山梨醇单油酸脂破乳剂、油溶性酚醛树脂类破乳剂、水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂、水解的聚丙烯酰胺破乳剂、千基酚聚氧乙烯醚破乳剂、聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂破乳剂、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剂等。
2.2 破乳效果的测定
采用静态评价法测定脱水率表示破乳效果。使用仪器：南京炼油厂与江苏电分析仪器厂开发的PDY型破乳剂评选仪，石油化工科学研究院研制、江苏电分析仪器厂生产的WC 型水含量测定仪。
试验条件：从焦化厂回收车间取的氨水焦油混合物，预热温度为50摄氏度，恒温箱温度为90摄氏度，破乳剂按3ppm加入。混合搅拌速度为1200r/min，搅拌 1min后恒温沉降 15min，取脱水后的焦油测定含水量，计算出脱水率。试验结果见表 1。
2.3 破乳剂用量与脱水率的关系
采用同样的试验条件和试验方法，进行破乳剂用量试验，破乳剂加入量为0.5-7ppm进行试验，对比脱水效果，确定最佳用量。
试验中发现随着破乳剂用量的改变，焦油乳化液的脱水率出现了先增大后减小的变化规律，这表明破乳剂的用量存在最佳值，见表 2。
2.4高温性能及工艺试验
在莱钢焦化质检站通过用重油加热的方式，结合工艺试验，对上述 ; 种破乳剂进行了高温试验，见表3，对焦油乳化作用的影响见表4。
2.5破乳剂的确定
通过上述各项试验，确定使用水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂，工业试验用量为循环氨水量的3.5ppm连续加入到循环氨水中。
3、工业试验
根据系统情况和药剂的作用机理来决定加药地点。由于循环氨水是闭路循环，如果在管路上开口将影响生产。因此采用从循环泵前的氨水取样口加入，在取样口重新铺设一条加药管路，在管路上安装止回阀，用高压定量加药泵加入，既不影响氨水取样，又不影响生产的连续性。通过 1个月的试验，取得了满意的试验效果，焦油含水量在没有蒸汽加热的情况下降低到2%以下，平均为1.55% ；氨水中的焦油含量由500-600ppm降到140-150ppm,焦油渣由原来的流体状变为试验后的半粉状，焦油渣中焦油的含量明显降低；在焦油不加热的情况下，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产量，减少了萘向大气中的扩散量。
通过加入破乳剂促进油水分离，使焦油槽停止了蒸汽加热，节约了能源。降低了氨水中焦油的含量，使焦油的产量得到提高，并有利后序蒸氨、脱酚工艺的生产。有利于生化废水的处理，减少了循环氨水管壁上的油渣和附着物，也减少了喷嘴的堵塞，提高了喷洒效果。停止蒸汽加热还可减少萘的挥发及对大气的污染，提高煤焦油深加工中萘的产量，并减少焦油渣的产量。
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判断题机械化焦油氨水澄清槽出来的焦油是含有一定杂质的焦油渣的。 错
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立式焦油氨水分离槽和卧式机械化氨水澄清槽有什么区别？
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立式焦油氨水分离槽和卧式机械化氨水澄清槽有什么区别？各有什么优缺点？
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机械化澄清槽，优点；能直接把焦油渣刮出，不用超离，焦油含水也合格，此工艺成熟，运行平稳。缺点；气味大，占地大 ， 但国内机械化澄清槽使用的比例还是多。
焦油氨水分离槽，优点；气味小，占地小，缺点，焦油及焦油渣靠超离来分离，超离负荷大，錐底积渣，管道堵塞，自动调节处理量用不起来。 据了解新上的大焦化厂好像用分离槽要多些。
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那是没改进的会堵，山东兖矿改进的运行三年了。另外，不上超离也可以，超离太贵。个人偏向立式
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机械化氨水澄清槽只是初步对煤焦油进行脱渣脱水的，底部沉淀的焦油渣由刮板机刮走，上部的氨水由撇液管排出，循环利用，中间的焦油由焦油泵抽送到立式氨水分离槽进一步脱水，但无法脱渣，每年需要定期清理罐底焦油渣。
超级离心机只是取代立式氨水分离槽，机械化氨水澄清槽是必不可少的，因为大部分的焦油渣必须预处理，减少后续成本。使用超级离心机一方面是可以快速脱水，另一方面是把从机械化氨水澄清槽出来的煤焦油中渣去除，减少清罐成本，这样出来的煤焦油可以直接存放储罐或者直接外卖给炭黑厂。
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我们公司正在准备采购120立的机械氨水澄清槽，你们都是从哪儿买的？可以联系我&&徐国栋
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两种设备均能够满足生产要求。机械化澄清槽是刮渣分离一体化的。焦油氨水分离器一般情况下与机械化刮渣槽配合使用，液体先进入机械化刮渣槽，除渣后进入焦油氨水分离器进行分离，焦油氨水分离器底部渣子可以再返回刮渣槽。超级离心机与两者不冲突，两者分离后的焦油均可以经过超级离心机再次除渣。
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本帖最后由 王天泽 于
20:23 编辑
目前大的焦化厂，比较先进的办法是采用立式还是卧式？然后配合超离？我有个项目是135W的焦化，想上一台氨水澄清设备，以满足焦油氨水的分离，有经验的大侠可以联系探讨下。
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煤气的初冷和焦油氨水的分离 第二章
煤气的初冷和焦油氨水的分离
煤气的初冷和焦油氨水的分离
煤气的初冷和焦油氨水的分离 　　2. 含有大量水汽的高温煤气体积大(例如由附表2查得0℃时lm3干煤气，在80℃经水蒸汽饱和后的体积2.429m3，而在25℃经水汽饱和的体积为1.126m。，前者比后者大1.16倍)，显然所需输送煤气管道直径、鼓风机的输送能力和功率均增大，这是不经济的; 　　3. 在煤气冷却过程中，不但有水汽冷凝，且大部分焦油和萘也被分离出来，部分硫化物，氰化物等腐蚀性介质溶于冷凝液中，从而可减少回收设备及管道的堵塞和腐蚀。　
煤气的初冷和焦油氨水的分离
煤气在集气管内的冷却
煤气在集气管内的冷却 　　传热过程推动力是煤气与氨水的温度差，所传递的热量为显热，是高温的煤气将热量传热传给低温的循环氨水。传质过程的推动力是循环氨水液面上的水汽分压与煤气中水汽分压之差，氨水部分蒸发，煤气温度急剧降低，以供给氨水蒸发所需的潜热，此部分热量约占煤气冷却所放出总热量的75％~80％。另有约占所放出总热量10％的热量由集气管表面散失。
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煤气在集气管内的冷却 　　（2）进入集气管前的煤气露点温度主要与装入煤的水分含量有关，煤料中水分(化合水及配煤水分，约占干煤重量的10％)形成的水汽在冷却时放出的显热约占总放出热量的23％，所以降低煤料水分，会显著影响煤气在集气管冷却的程度，当装入煤全部水分为8％～11％时，相应的露点温度为65～70℃。为保证氨水蒸发的推动力，进口水温应高于煤气露点温度5～10℃，所以采用72～78℃的循环氨水喷洒煤气。 　　第一节
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煤气在集气管内的冷却 　　4.各种组分在82～650℃之间的平均比热容(由有关图表查到)
　　　焦炉煤气，kJ/(m3·℃)
　　　水汽，kJ/(kg ·℃)
　　　苯族烃，kJ/(kg ·℃)
　　　 氨，kJ/(kg ·℃)
　　　硫化氢，kJ/(kg ·℃)
　　　焦油蒸汽，kJ/(kg ·℃)
　　　82℃时焦油平均汽化潜热，kJ/kg
　　　水在82℃时的汽化潜热，kJ/kg
2303.3 　　第一节
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煤气在初冷器的冷却 　　如图2-3所示，冷凝液自流入冷凝液槽，再用泵送入机械化氨水澄清槽，与循环氨水混合澄清分离。分离后所得剩余氨水送去蒸氨，蒸氨废水还应经生化处理。 　　由管式初冷器出来的煤气尚含有1.5~2g/m3的雾状焦油，被鼓风机抽送至电捕焦油器除去其中绝大部分焦油雾后，送往下一道工序。 　　当冷却煤气用的冷却水为直流水时（水源充分的地区），冷却器后的热水直接排放(或用作余热水供热) 。上述煤气间接初冷流程适用于生产硫铵工艺系统，当水洗氨生产时，为使初冷后煤气
集合温度达到20℃左右，宜采用两段初步冷却。
煤气在初冷器的冷却 　第二节
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