破乳剂在氨水焦油分离中的应用研究
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破乳剂在焦化生产系统中的应用破乳剂是一种能够有效破除液体表面张力的化学物质,是化工生产领域广泛应用的一类表面活性剂。
在焦化生产过程中,液态煤沥青混合物在高温下形成厚重的泡沫,会浪费能源、降低产量、甚至引发事故。
为此,破乳剂被引入到焦化生产系统中,有效地控制了液态煤沥青的泡沫。
破乳剂的应用原理是通过降低液体表面张力来破坏泡沫结构,使泡沫破坏和液体分离。
在焦化生产系统中,液态煤沥青混合物在高温下分解产生大量气体,形成泡沫,影响了生产过程的控制。
破乳剂的应用可以破坏泡沫结构,使煤沥青液体从泡沫中分离出来,便于后续的处理操作。
1. 降低泡沫高度泡沫高度是衡量液体表面上泡沫层厚度的指标。
在焦化生产系统中,泡沫高度过高会导致燃气处理器冷却失效、泄漏和喷射等事故。
破乳剂的应用可以降低泡沫高度,保证生产环节的安全。
2. 提高产量和质量泡沫的形成在一定程度上影响了焦油和焦炭的产量和质量。
在生产过程中,泡沫会随着气泡的流出而把焦炭带走,影响市场价值。
使用破乳剂可以有效防止泡沫的产生,提高了焦炭和焦油的产量和质量。
3. 减少污染焦化生产中产生的污染物主要是焦炉气、焦油、废水和废渣。
泡沫在生产现场中形成,泡沫带有大量的焦炉气和焦油,增加了废物的处理难度和费用。
而破乳剂的应用可以减少泡沫的形成,降低污染物排放量,减小环境风险。
4. 保护设备泡沫在整个设备系统内部流动,会磨损设备内壁和减缓物料流动速度,导致物料的梯度分布不均,影响生产的正常运行。
破乳剂的应用可以有效地保护设备,减少泡沫磨损,提高设备的运行效率和寿命。
总之,破乳剂在焦化生产中起到了非常重要的作用。
它能够有效地降低泡沫高度、提高产量和质量、减少污染、保护设备,是一种非常优秀的表面活性剂。
在未来的生产中,我们将不断地加强破乳剂的应用研究和技术创新,为实现能源节约、资源回收和环境保护做出更大的贡献。
破乳剂在焦化生产系统中的应用破乳剂是一种常用的表面活性剂,能够解决液体体积与气体体积相互作用引起的乳化问题,广泛应用于化工、制药、石油等工业领域中。
在焦化生产系统中,破乳剂也是一项非常重要的辅助剂。
一、焦化生产中可能存在的乳化问题在高温下进行焦化反应时,由于物料中含有大量的杂质,如烷烃、芳烃、酚类物质,这些物质可能在裂解过程中产生的气体或液体中形成乳状液体。
这些乳状液体在生产中可能会带来以下问题:1. 降低产品质量:当乳状液体中气体与液体分离不彻底时,会影响产品的质量。
2. 增加生产成本:乳化的气体或液体会附着在生产设备内部,导致设备运转阻力增大,从而增加了生产成本。
3. 安全隐患:如果乳状液体没有得到处理,可能会导致设备的堵塞,从而增加爆炸的风险。
为了解决上述问题,可以使用破乳剂进行处理。
破乳剂可以快速破除乳状液体,并使气体与液体分离,从而降低生产成本,提高生产效率,增加产品质量。
在焦化生产系统中,破乳剂的应用可以分为以下几个方面:1. 排水系统中的应用:焦化生产中会产生大量污水,这些污水中含有大量的气泡和悬浮颗粒物,这些颗粒物容易形成乳状液体。
使用破乳剂可以有效降低污水中的气泡和悬浮颗粒,使排水系统的运行效率提高,防止管道堵塞。
2. 储罐中的应用:在焦化生产中,原料储存或尾气冷却过程中会产生乳状液体。
使用破乳剂可以快速分离液体和气体,降低储罐内部产生的乳化现象。
3. 油水分离系统中的应用:焦化生产中需要简单的油水分离系统来处理产生的废水。
破乳剂可以快速破除分离器中的乳状液体,使油层与水层分离更加彻底。
4. 防止设备堵塞:破乳剂可以有效地防止因为气体或液体过多而引起设备堵塞。
三、不同类型的破乳剂在焦化生产系统中,可以使用不同类型的破乳剂来解决不同的问题。
其中常见的破乳剂有:1. 非离子型破乳剂:具有良好的抗污染能力,但其破乳效果相对较弱。
4. 有机破乳剂:适用于高温和高酸碱介质下的破乳。
综上所述,破乳剂在焦化生产系统中的应用非常重要。
破乳剂在焦化生产系统中的应用作者:冯世云来源:《中国化工贸易·上旬刊》2019年第01期摘要:破乳剂应用在焦化生产系统中,提高了焦油氨水分离效果,使焦油更易脱水,降低了氨水中的含油量及COD,稳定了蒸氨系统操作,具有较好经济及环保效益。
关键词:破乳剂;焦化生产;脱水;除油1破乳剂简介破乳剂是一种表面活性物质,它能使乳化状的液体结构破坏,以达到乳化液中各相分离的目的。
石油开采、石油炼制、污水处理行业经常使用破乳剂作为化学助剂,破乳剂分别以有机胺、脂肪醇、多元醇及各种树脂为起始剂,与环氧乙烷、环氧丙烷嵌段聚合,或再以改性、添加增效剂而成,具有良好的润湿性能和足够的絮凝与聚结能力,能使乳化体系很快的破乳而达到油水分离的效果。
破乳剂应用于焦化生产系统是近年来对破乳剂机理深入研究和配方改进的新产物,我公司积极试用新产品,改进工艺操作,提高产品回收率增加效益,收到较好效果。
2破乳剂在焦化生产系统中作用焦化生产系统中,焦油和循环氨水的分离是典型的有机相和水相的分离过程。
焦油和循环氨水混合物进入氨水焦油分离槽,利用比重不同进行沉降分离,设计停留时间大约在30-40分钟,如无其它因素干扰分离过程相对较快,能够满足一般工艺要求。
但在实际的操作中因生产工序的要求,不可能提供充足的停留時间。
所以经常会有一些未完全分离的乳化液中的杂质一起离开焦油氨分离槽,进入氨水喷淋系统及后续蒸氨工序对生产系统造成堵塞等影响。
同时焦油中水份的脱除也只能达到一定程度,还需后序进一步脱除水份,消耗大量蒸汽。
破乳剂可以有效提高该分离过程的效果,从而优化各工艺环节工艺控制。
3焦化生产应用试验为了优化工艺操作我公司在生产系统投入试用改良破乳剂。
针对焦化生产特点主要对焦油系统、氨水系统、生化系统进行观察和分析。
3.1加药量选择及加药位置确定焦化生产系统产量波动较大,加药量应达到经济适用的目的。
我公司按照焦油产量确定加药量为300-400ppm。
焦化厂氨水焦油品质改进技术介绍Introduction to Improve Tar & Liquor Quality济南万和水处理技术有限公司纳尔科工业服务(苏州)有限公司1. 概述除了焦炉煤气之外,焦炉煤气喷淋冷凝产生的氨水和焦油是炼焦工艺中两个最主要的副产品。
焦油所产生的经济效益可以帮助焦化厂补偿煤气洗涤所带来的成本的压力。
虽然循环氨水并不象焦油那样可以带来经济上的效益,但是如果不进行妥善的处理,不但会对生产工艺带来影响,还会遇到环保排放方面的压力。
很多方面来看,焦油和石油都很相似,是一种日趋减少的资源。
现代西方的炼焦工业越来越注重于无回收的炼焦工艺,未来焦油市场必将出现供小于求的市场格局。
所以,优化回收工艺,最大可能的回收炼焦工艺产生的焦油无论是在当前还是在未来都将为焦化厂带来可观的经济效益。
由于工艺问题和场地的因素,依靠增加设备的手段来改进焦油氨水质量受到限制,在国外企业应对此问题的方法是在生产过程中添加化学药剂,提高焦油和氨水的分离程度,降低焦油粘度,这样既达到脱水的目的又能防止循环氨水中所含焦油在系统设备中的沉积。
目前,国际上已有一些化学方法可以提高焦油质量,其中主要包括以下两种:水基技术方案和油基技术方案。
这种化学的方案和现场设备操作改进结合在一起,取得了良好的使用效果。
•水基技术方案水基技术方案(破乳剂)通常是将化学药剂加入焦油产品中,从而进入到储罐中,通过一段时间的停留,水基药剂将破坏这些乳液,使氨水从中分离出来并重新流回到系统当中。
这种技术能够有效地达到降低焦油含水率的目的,但它对循环氨水质量的作用很小甚至没有作用。
•油基技术方案这种技术是在集气管和桥管喷淋回路中加入焦油减粘剂和破乳剂,通过这种方法,不仅能够提高焦油脱水率,而且对循环氨水的质量也有积极的影响。
纳尔科焦油脱水剂同时也是一种优秀的减粘结剂,它会在焦油的表面生成一层膜使得焦油的粘结性大大降低。
另一个影响焦油脱水率和循环氨水质量的因素是喹啉不溶物的含量,这是因为喹啉不溶物与焦油和氨水形成稳定的乳状液。
破乳剂在焦化生产系统中的应用破乳剂是一种具有破乳、分散、乳化等功能的化学产品,可用于各种工业过程中处理液体或固体乳浊液。
在焦化生产系统中,破乳剂的应用可以帮助分离和去除煤焦油中的乳液,提高产品质量和生产效率。
以下是破乳剂在焦化生产系统中的应用介绍。
焦炉在生产过程中会产生大量的煤焦油,其中含有大量的乳化油水。
这些乳化油水会降低煤焦油的质量,影响产品的销售。
破乳剂可以加入到煤焦油中,通过改变乳化系统的性质和乳化液的物理化学性质,使乳化液分解成油水两相体系,从而去除煤焦油中的乳液。
在煤焦油处理过程中,破乳剂的应用可以起到以下几个方面的作用:1. 破乳剂可以改善煤焦油的品质。
煤焦油的质量主要取决于其中的油分含量。
乳化油水会增加煤焦油中的水分含量,导致煤焦油品质下降。
添加破乳剂可以分解乳化油水,去除水分,提高煤焦油品质。
3. 破乳剂可以减少储存和运输成本。
乳化油水会增加煤焦油的体积,使得储存和运输成本增加。
添加破乳剂可以去除乳化油水,降低煤焦油的体积。
1. 破乳剂可以提高煤气净化的效率。
乳化油水会使煤气中的固体颗粒和液滴粒径增大,从而影响煤气净化设备的正常运行。
添加破乳剂可以分解乳化油水,减少固液颗粒的粒径,提高煤气净化效率。
2. 破乳剂可以延长煤气净化设备的使用寿命。
乳化油水会附着在煤气净化设备的表面,形成油垢,导致设备堵塞和腐蚀。
添加破乳剂可以分解油垢,减少设备的堵塞和腐蚀,延长设备的使用寿命。
破乳剂在焦化生产系统中的应用可以提高煤焦油的品质和产率,降低储存和运输成本;同时可以提高煤气净化效率,延长设备使用寿命,减少维护成本。
在焦化生产系统中广泛应用破乳剂是十分必要和重要的。
破乳剂在太钢焦油氨水分离中的应用李守成张鹏飞(太钢不锈钢股份有限公司焦化厂太原030024)齐洪涛(太钢不锈钢股份有限公司技术中心,太原030024)太钢焦化厂现有2座7.63m焦炉,设计能力年产焦炭220万吨。
为了节能增效,于2008年底采用了煤调湿技术,将焦炉入炉煤水分从10%逐步降低至8.0%。
煤调湿采用STD技术,通过间接加热来降低和控制入炉煤的水分。
其效果是焦炭和化工产品产量增加、焦炉煤气发生率提高、焦炉加热用的煤气用量减少、剩余氨水量减少。
但是,煤调湿装置投入使用后,煤气中的煤粉夹带量明显增加,焦油与氨水分离困难,导致氨水中的悬浮物及焦油含量上升、循环氨水喷嘴堵塞、鼓风机前导向调节范围变小、横管初冷器阻力居高不下、焦油质量下降、蒸氨塔件堵塞,影响焦炉、鼓冷、蒸氨工序的正常生产。
目前,解决焦油、氨水分离困难的方法有机械、物理、化学等方法。
使用化学破乳剂来加强焦油氨水的分离在国外已经应用了较长时间,属于比较成熟的技术,而且破乳剂还能改善焦油的流动性,从而减弱氨水中残余焦油的沉积趋势。
根据目前国际先进技术,结合太钢现状,决定使用化学破乳剂技术,即在焦油氨水系统和横管初冷器的循环喷洒液中投加一定量的破乳剂,以解决焦油氨水分离困难的问题。
1 破乳剂的性质及工作原理1.1 破乳剂的理化性质破乳剂可分为离子型和非离子型,由于非离子型化学破乳剂具有用量少、不产生沉淀、脱除的水中含油少和脱水成本低等优点,故选用了非离子型化学破乳剂。
非离子型化学破乳剂主要分为水溶性和油溶性两类,由于油溶性化学破乳剂不会被脱除的水带走,且随着脱水量的增加浓度逐渐增高,更有利于继续脱除水分。
因此,决定选用型号为N71700的破乳剂。
1.2 破乳剂的工作原理N71700是一种羟基、油包水、煤焦油的破乳剂。
它既可以作为破乳剂,又是一种有效的减黏剂。
作为破乳剂,N-71700可以中和因乳化作用而在焦油表面形成的电荷,使冷凝下来的焦油更好结合,从而加强了焦油氨水分离器内氨水和焦油的分离作用,减少了氨水中的焦油和悬浮物含量。
破乳剂在焦化生产系统中的应用
破乳剂是一种能够破乳化油水乳液的化学物质。
在焦化生产系统中,由于炼焦炉排烟中含有大量的焦炉煤气,其中包含大量的煤油和水的乳浊液。
如果不进行处理,这些乳浊液会对环境造成严重的污染,同时也会对设备运行和生产造成影响。
破乳剂在焦化生产系统中具有重要的应用价值。
1. 破乳剂能够将炼焦炉排烟中的油水乳液分离,使得炼焦炉煤气中的油水含量降低到合理的范围内。
这样可以减轻煤气中的污染物含量,保护环境,同时也有利于后续的煤气处理工艺的顺利进行。
2. 破乳剂能够提高焦化过程中的产品质量和产量。
在焦化生产中,炼焦炉出口烟气中的油水乳液会导致焦炭有时的增重和降低品质,同时也会降低焦炉煤气的质量和产量。
通过添加破乳剂,可以有效地降低焦炭的含油率,提高煤气的品质和产量。
3. 破乳剂还能够减少设备的堵塞和腐蚀。
炼焦炉排烟中的油水乳液会在管道和设备内部沉积和附着,导致管道堵塞,设备腐蚀等问题。
通过使用破乳剂进行处理,可以有效地降低这些问题的发生,保证焦化生产系统的正常运行。
4. 破乳剂还可以提高焦炉的烟气净化效果。
在焦化生产中,炼焦炉的烟气需要进行净化处理,其中一个重要的环节就是去除煤油和水的乳液。
通过添加破乳剂,在烟气净化系统中可以更有效地去除煤油和水的乳液,提高净化效果。
破乳剂在焦化生产系统中的应用十分重要。
通过使用破乳剂,可以有效地降低焦炉煤气中的油水含量,提高产品质量和产量,同时还能够减少设备的堵塞和腐蚀,提高烟气净化效果。
这些优点使得破乳剂成为焦化生产系统中必不可少的化学品。
破乳技术在焦化循环氨水脱水除油过程中的应用曾俊,田民格,史海岭,郏瑞花摘要通过向焦化厂化产车间的循环氨水工段中添加循环氨水高效破乳剂,对循环氨水中的焦油含量、COD进行了对比分析,并且分析了焦化厂循环氨水系统添加破乳剂前后发生的变化。
通过在系统中添加欣格瑞(山东)环境科技有限公司破乳剂SGR-1702,破乳助剂,可以提高循环氨水油水分离效果。
使用破乳技术后,焦油平均质量浓度由140-160 mg/L降为86.87 mg/L,剩余氨水COD由(7000-8000)mg/L降至5500mg/L,且减少了焦炉循环氨水喷头堵塞情况的发生,降低了废水生化处理的力。
关键词:循环氨水;破乳剂;焦油;悬浮物;COD1焦化循环氨水在生产中存在的乳化问题在焦炭生产过程中,煤在焦炉炭室被加热,产生约800 ℃荒煤气和水气,用循环氨水喷洒降到约(70-85)℃,此时产生的油与水都是液体,油中的水颗粒直径低至微米级。
从表面上看,油是浮在水上面的,但由于氧化作用,油水混合过程中会生成一部分含羧基的有机酸物质。
酸性物质及融入水中的煤粉与水有亲和作用,形成稳定的油包水或水包油乳状液,从而造成循环氨水油水分离效果差。
循环氨水中油含量、悬浮物含量和浊度很高,不仅会导致集气管喷洒系统易堵塞喷头,影响煤气冷却效果;而且,使蒸氨系统塔板堵塞严重,影响系统稳定运行;同时,也造成了焦油的损失和加大后续蒸氨废水净化处理难度。
2循环氨水工艺流程从焦炉炭室出来的荒煤气被循环氨水喷淋降温,一方面减少了煤气体积,另一方面使荒煤气中的大部分焦油冷凝成液体,便于回收。
循环氨水喷入焦炉煤气中,与焦炉煤气一起进入气液分离器,在气液分离器内,焦炉煤气和循环氨水得到分离,其中煤气走气液分离器上部,进入初冷器等后续工艺,而循环氨水走气液分离器下部,进入澄清槽。
经过澄清槽后,上部氨水流入氨水中间槽后经过循环氨水泵重新返回喷淋装置,对焦炉煤气进行喷淋降温,澄清槽下部的焦油进到焦油槽中。
破乳剂在氨水焦油分离中的应用研究
氨水分离器主要承担焦炉煤气冷却后的焦油氨水混和物的分离。
由于受停留时间、焦炉煤气中夹带煤粉以及乳化物等影响,氨水分离器的界面也产生波动,严重时造成焦油含水量大幅上升,同时使循环氨水中夹带大量焦油,影响焦炉以及焦油装置的正常生产,并且影响剩余氨水的后续处理。
目前,焦化厂主要依靠调整温度、增加停留时间以及离心分离等手段改善焦油质量和提高氨水焦油的分离效果。
国内使用化学药剂改善氨水焦油分离效果的情况。
考虑到某焦化厂煤调湿装置投入使用可能带来的煤粉夹带量增加以及氨水焦油分离困难等问题,对在氨水焦油分离系统中使用化学破乳剂进行了探索性研究,为煤调湿进行技术储备。
1 静态试验
本试验选用的化学品代号为JN-5301,其主要的理化性质见表1。
表1 JN-5301基本的理化性质
物理状态液体凝固温度<-45℃
外观琥珀色pH(20%)6.4
密度(25℃)0.92~0.93kg/L 水溶性可溶
其工作原理为:破乳剂JN-5301为一种水溶性的破乳和减粘剂,药剂加入系统后,大部分同氨水中的焦油相结合,在分离器内,可加强焦油氨水分离速度和分离效果,并通过破乳、分散、减粘作用,使氨水焦油乳化层变薄,达到提升氨水焦油在分离器内分离效率的目的,从而降低氨水中夹带的悬浮物含量,适当降低焦油的表面张力,加速焦油与焦油渣的分离以获得含水分及渣更低的焦油,同时最大限度地减少夹带进入氨水中的悬浮物及油含量,改善循环氨水质量,加强剩余氨水处理效果。
实验室静态模拟研究主要是模拟现场工况条件下(氨水分离器内部温度:75~80℃),对JN-5301化学药剂进行实验室小试,确定理论最佳投放浓度,评估该药剂使用后对焦油质量的影响。
通过模拟工况条件下的静态试验研究,确定了该药剂的理论最佳投放浓度为100~400ppm。
同时对添加药剂情况下焦油质量进行了分析,变化不显著,见表2。
表2 添加药剂前后焦油性能的分析结果
JN-5301添加量,ppm 0 (空白对比样) 400
粘度(80℃) 1.91 1.85
密度(15℃),kg/L 1.172 1.173
甲苯不溶物, % 4.29 4.71
焦油含渣量, % 1.0 1.2
初馏点, ℃170 172
170~230℃馏分,% 6.9 7.9
230~300℃馏分,% 34.7 36.5
300~350℃馏分,% 53.6 55.1
>350℃馏分,% 4.8 0.5
2 工业化试验
2.1 试验流程
本试验选择在某焦化厂一期氨水系统中进行。
高位槽中的药剂通过定量泵连续加入到氨水中间槽,由于N9961属水溶性产品,其随循环氨水返回焦炉后在冷却上升管煤气后进入氨水分离器。
在氨水分离器内,破乳剂JN-5301与焦油结合,通过破乳、分散及减粘作用,改善焦油与氨水的分离效果,而反应后的JN-5301药剂进入焦油系统。
图1 试验流程
1-氨水分离器;2-焦油分离器;3-药剂高位槽;
4-循环氨水中间槽;5-药剂泵;6-循环氨水泵
2.2 试验结果分析
本工业试验使用廊坊嘉能特种化学品JN-5301,采用计量泵连续投加于一期氨水中间槽,药剂投加浓度控制在100~400ppm。
考虑到试验初期管道内部原来积存的焦油剥离可能对焦炉上氨水喷嘴的影响,采用了逐步提高药剂浓度的方式,试验起始浓度控制在50~100ppm。
工业化试验持续了3个月左右,试验期间重点跟踪了药剂添加前后以及不同药剂浓度下氨水、焦油质量的差异。
(1)药剂添加前后的对比。
药剂添加后,焦炉上氨水喷嘴未出现堵塞加剧的现象,且随着试验的进行,喷嘴堵塞有一定程度的改善。
药剂添加前后,对氨水、焦油分离性能的影响具体表现在焦油水分、粘度、焦油渣及氨水悬浮物的变化上。
表3 试验前后氨水及焦油指标对比
技术指标试验前试验后变化
焦油水分,%3.70 2.0 -46%
焦油粘度2.43 2.13 -13%
氨水悬浮物,mg/L 113 78 -31%
(2)不同药剂浓度的对比。
实验过程中,跟踪了不同药剂浓度下焦油水分及粘度的变化情况。
在100ppm以下时,随着药剂浓度的提高,焦油水分及粘度改善较为显著,但浓度超过100ppm后,焦油水分及粘度则变化不大。
(3)对焦炉循环氨水质量的影响。
氨水质量的变化情况作为药剂对分离器性能影响的辅助指标进行跟踪。
从试验情况看,循环氨水悬浮物含量总体下降了约31%,氨水焦油夹带及氨水的粘滞性均得到一定程度的改善。
更重要的是焦油和氨水的质量波动大大减小,焦油水分标准差下降了44%,氨水悬浮物标准差下降了49%。
通过对添加药剂的一期循环氨水及未添加药剂的二期循环氨水的比较,200mL循环氨水在采用标准0.45um滤纸进行实验室抽滤试验的结果显示,一期的抽滤时间为2min55s,二期为30min47s,说明循环氨水的流动性得到较大程度改善。
3 结论
(1)辅助焦油氨水分离的化学破乳剂添加在氨水焦油分离系统是可行的,对焦油组成无显著影响。
(2)添加破乳剂/减粘结剂能够较大程度改善氨水和焦油的分离性能,对稳定焦油及氨水质量有益,可作为氨水焦油分离的一项补充技术。