乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统的制作方法

本实用新型涉及乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置技术领域，尤其涉及一种乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统。

背景技术：

近年来，采用乙烷、丙烷为原料的蒸汽裂解制乙烯装置的成本优势逐步显现。其中，乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置的乙烯获得率高达80.5％，远超传统工艺中以石脑油制备乙烯的35％获得率。

乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置的流程如下：在乙烷、丙烷为原料的乙烯装置中，裂解炉产生的裂解气，经tle回收热量发生超高压蒸汽，再经锅炉给水降温冷却到190℃后送入急冷水塔，在该塔内裂解气直接与循环急冷水接触，被进一步冷却到40℃。在急冷水塔中，裂解气中的稀释蒸汽和重组分被冷凝，冷凝的烃和水在塔的底部及急冷水分离罐进一步分离。急冷水塔底部分离出来的大部分急冷水通过急冷水循环泵送到各工艺用加热器或再沸器，利用急冷水低位热能后，通过冷却水进一步冷却后循环返回急冷水塔。在急冷水分离罐中分离出的工艺水经过滤器除去微量焦粉固体后，进入工艺水处理系统进行净化处理，净化后的工艺水进入工艺水汽提塔，在工艺水汽提塔中将烃、酸性气体汽提出来。工艺水汽提塔底部的工艺水送至稀释蒸汽发生器产生稀释蒸汽，并送到裂解炉区作为裂解反应的稀释蒸汽。

根据以乙丙烷为原料的蒸汽裂解制乙烯装置的流程特点，裂解炉产生的裂解气没有流经急冷油塔，而直接进入急冷水塔，因而导致急冷水塔中的急冷水及对应的工艺水品质受到显著影响(油组分及杂质含量较高)。当前国内几套乙丙烷蒸汽裂解制乙烯装置均没有成型的、可靠的工艺水处理技术，大多是参考以往的石油烃裂解工艺水处理技术，因而存在以下问题：(1)、苯乙烯等易聚合组份，堵塞相关流路；(2)、工艺水破乳困难，油水分离不彻底；(3)、工艺水内焦粉杂质含量多，运行效率偏低；(4)、工艺水油水分离不彻底，稀释蒸汽带油，影响裂解炉运行周期等问题。所以，如何设计出一套成熟、可靠的适用于乙丙烷蒸汽裂解制乙烯的装置的工艺水处理系统，已成为本技术领域人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效降低工艺水中苯乙烯等易聚合组份含量的乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统。

本实用新型所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效对乳化后的工艺水中进行破乳从而实现油水有效分离的乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统。

本实用新型所要解决的第三个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效除去工艺水中焦粉杂质的乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统。

本实用新型解决上述任一个技术问题所采用的技术方案为：乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统，包括按工艺水的流向依次设置的：

破乳除油单元，包括用于对工艺水进行初步除油的聚结除油器；

气浮过滤单元，包括用于对工艺水进行再次除油的气浮除油器以及设于该气浮除油器的下游用于除去工艺水中固体颗粒杂质的过滤器设备；

萃取分离单元，包括用于将工艺水与萃取剂进行混合的萃取混合设备以及设于该萃取混合设备的下游用于进行油水分离的萃取分离罐。

为了提高萃取分离单元的萃取效果，所述萃取混合设备包括喷射器和静态混合器，所述喷射器具有萃取剂第一进口、工艺水进口以及喷射出口，所述喷射器的工艺水进口与所述过滤器设备的出水口连通，所述喷射出口与所述静态混合器的进口连通，所述静态混合器的出口与所述萃取分离罐的进口连通，所述静态混合器还具有用于补充萃取剂的萃取剂第二进口。从过滤器设备(双介质过滤器)出来的工艺水进入喷射器，在喷射过程中，萃取剂(甲苯)能与工艺水进行充分混合进而对工艺水中的微小油滴进行萃取，然后再进入静态混合器，通过补充萃取剂(甲苯)与萃取后的工艺水充分混合来提高萃取效果。

为了将工艺水中的微小焦粉颗粒及固体杂质有效去除，所述过滤器设备包括核桃壳过滤器和双介质过滤器，所述核桃壳过滤器的进水口连接所述气浮除油器的出水口，所述核桃壳过滤器的出水口连接所述双介质过滤器的进水口，所述双介质过滤器的出水口连接所述萃取混合设备的进水口。

作为改进，所述气浮除油器具有供裂解气进入到气浮除油器中的进气口。气浮除油器中设有微气泡发生装置，本实用新型可采用乙烯装置的洁净的裂解气作为气源，利用微气泡发生装置在工艺水中通入大量的、高度分散的微气泡(通常需要投加混凝剂或浮选剂)，使之作为载体与悬浮在水中的颗粒(油滴)或絮状物粘附，形成整体密度小于水的浮体，依靠浮力作用一起上浮到水面，形成浮渣后去除，来达到水中固体与液体、液体与液体分离的目的。

作为改进，所述聚结除油器有两个，该两个聚结除油器并联设置。聚结除油器按一开一备进行配置，方便了单个聚结除油器的反洗再生。

作为改进，所述核桃壳过滤器和双介质过滤器均有两个，两个核桃壳过滤器并联设置，两个双介质过滤器并联设置。核桃壳过滤器和双介质过滤器同样按一开一备进行配置，方便了单个核桃壳过滤器和双介质过滤器的反洗再生。

为了对聚结除油器以及过滤器设备进行反洗再生，使其重新获得过滤能力，还包括用于对聚结除油器以及过滤器设备进行反洗再生的反冲洗单元。

进一步改进，所述反冲洗单元包括反洗水罐、污水罐以及反洗水泵，所述反洗水罐的进水口通过第一管线连接至所述过滤器设备的出水口，所述反洗水罐的出水口经相应的支路管线对应连接至聚结除油器的出水口以及过滤器设备的出水口，所述聚结除油器的进水口以及过滤器设备的进水口分别经相应的支路管线对应连接至污水罐。为了将污水罐内的污水进行外输处理，所述污水罐的出水口连接有用于将污水罐内的污水向外输出的第三管线，该第三管线上设有污水泵。

再改进，还包括有用于将工艺水排放至事故水池的第四管线以及用于引入其它装置的工艺水第五管线，所述第四管线连接在对应设于所述过滤器设备的出水口与萃取混合设备的进水口之间的第二管线上，所述第五管线与所述第二管线连通且两者相连接位置位于第四管线与第二管线的连接位置的下游。在实际生产过程中，有可能出现工艺水水质乳化严重或水质急剧恶化的情况，为了避免工艺水对稀释蒸汽品质造成重大影响，进而影响裂解炉的正常运行，因此专门设置了用于工艺水外排的第四管线。当工艺水水质乳化严重或水质急剧恶化时，关闭对应设在萃取混合设备之前的阀门，打开对应设于第四管线上的工艺水排放阀门，经相应的冷却器降温处理至常温后，排放至事故水池。同时，将其它装置的工艺水(如苯乙烯装置的工艺水)引入系统，代替原急冷水塔来的工艺水，保证稀释蒸汽发生器和裂解炉的稳定运行。

为了方便在异常情况下的单台设备的切除、检修处理，所述聚结除油器的进水口和出水口之间设有第一跨线，所述核桃壳过滤器的进水口和出水口之间设有第二跨线，所述双介质过滤器的进水口和出水口之间设有第三跨线，所述萃取分离单元的进水口和出水口之间设有第四跨线。

与现有技术相比，本实用新型的优点：本实用新型提出了一种包含聚结除油破乳、气浮、过滤、萃取分离等技术乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统，该工艺水处理系统中的萃取分离单元能够对工艺水中的苯乙烯等易聚合组分进行分离回收，避免了相关管路堵塞。此外，该工艺水处理系统还通过破乳除油单元有效解决了工艺水乳化后的破乳问题，并能对破乳后的工艺水进行轻、重油分离，初步除去工艺水中的游离油和部分结合油。该工艺水处理系统还在破乳除油单元后设置了气浮过滤单元，其中，气浮过滤单元能对初步除油后的工艺水进行进一步净化处理，除去工艺水中的结合油及清除焦粉固定颗粒，这有效延长了乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水系统的运行时间，从而保证了乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置的整体运行时间。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1，乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统包括破乳除油单元、气浮过滤单元、萃取分离单元以及反冲洗单元。其中，破乳除油单元、气浮过滤单元、萃取分离单元按工艺水的流向依次设置。

破乳除油单元，包括聚结除油器10，该聚结除油器10用于对工艺水进行初步除油，主要除去工艺水中的游离油和部分结合油。在本实施例中，聚结除油器10有两个，该两个聚结除油器10并联设置，即聚结除油器10按一开一备配置，以便与反冲洗单元结合对聚结除油器10进行反洗再生。

聚结除油器10中的亲油疏水材料能够有效去除工艺水中的游离油及少部分结合油，同时利用纳米改进纤维材料及组合形态可对乳液进行物理破乳。在聚结除油器10，采用控制油水界的方式，使得分离出来的油排入到油槽里面。

气浮过滤单元，包括按工艺水的流向依次设置的气浮除油器20、核桃壳过滤器21和双介质过滤器22。气浮除油器20用于对工艺水进行再次除油(主要是工艺水中的结合油)，核桃壳过滤器21和双介质过滤器22组合形成本实施例中用于除去工艺水中固体颗粒杂质的过滤器设备。

气浮除油器20具有供裂解气进入到气浮除油器20中的进气口。气浮除油器20中设有微气泡发生装置，本实用新型可采用乙烯装置的洁净的裂解气作为气源，利用微气泡发生装置在工艺水中通入大量的、高度分散的微气泡(通常需要投加混凝剂或浮选剂)，使之作为载体与悬浮在水中的颗粒(油滴)或絮状物粘附，形成整体密度小于水的浮体，依靠浮力作用一起上浮到水面，形成浮渣后去除，来达到水中固体与液体、液体与液体分离的目的。

核桃壳过滤器21采用耐油滤材—核桃壳作为过滤介质，利用核桃壳比表面积大、吸附力强、截污量大的特点，去除工艺水中的焦粉颗粒及固体杂质。双介质过滤器22以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的低部。当工艺水自上而下通过滤床层时，较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。本实施例中的核桃壳过滤器21有两个，该两个核桃壳过滤器21并联设置，即核桃壳过滤器21按一开一备配置，以便与反冲洗单元结合对核桃壳过滤器21进行反洗再生。同样地，本实施例中的双介质过滤器22有两个，该两个双介质过滤器22并联设置，以便与反冲洗单元结合对双介质过滤器22进行反洗再生。

萃取分离单元，包括萃取混合设备30以及萃取分离罐33，本实施例中的萃取混合设备30包括喷射器31和静态混合器32，喷射器31具有萃取剂第一进口、工艺水进口以及喷射出口，喷射器31的工艺水进口与过滤器设备的出水口连通，喷射出口与静态混合器32的进口连通，静态混合器32的出口与萃取分离罐33的进口连通，静态混合器32还具有用于补充萃取剂的萃取剂第二进口。萃取分离罐33采用的是有机高分子材料，如表面改性的增强pp、teflon、316l等，再经特殊的表面处理，有着很好的亲油疏水性或者亲水疏油性，耐酸碱、耐高温，并且有较好的机械强度和使用寿命，使得油水快速的分离，减小了停留时间，缩小了罐体尺寸。

从双介质过滤器22出来的工艺水进入喷射器31，在喷射过程中，萃取剂(甲苯)通过萃取剂第一进口能与工艺水进行充分混合进而对工艺水中的微小油滴进行萃取，在进入静态混合器32后，可通过萃取剂第二进口向静态混合器32补充萃取剂(甲苯)，以与萃取后的工艺水充分混合来提高萃取效果，工艺水与甲苯充分混合后进入萃取分离罐33，快速分离分散悬浮油及部分乳化油。其中，萃取后的油相(甲苯、苯乙烯、轻油)从萃取分离罐33顶部的油包连续排出，一部分返回至萃取剂第一进口循环利用，一部分送至急冷水塔进一步处理。极少量的水中重油慢慢沉积在底部的油包中定期排出，除油后的水从出水口连续排出。从萃取分离罐33的工艺水进入工艺水汽提塔进一步处理，并发生稀释蒸汽。

工艺水处理系统的设备总压降约为500kpa，其中聚结除油器10和萃取分离设备的压降均为50kpa，工艺水经紧凑式气浮除油器20的压降约为200kpa，经核桃壳过滤器21和双介质过滤器22的压降均为100kpa。在正常生产过程中，当某台或多台设备的压力降明显增加(压力降增加20％)，或者过滤时间达到设定时间(12～24小时)后，需要对其进行反洗再生，使其重新获得过滤能力，因此设置了反冲洗单元。

反冲洗单元，包括反洗水罐40、污水罐41以及反洗水泵42，反洗水罐40的进水口通过第一管线43连接至过滤器设备的出水口，反洗水罐40的出水口经相应的支路管线对应连接至聚结除油器10的出水口以及过滤器设备的出水口，聚结除油器10的进水口以及过滤器设备的进水口分别经相应的支路管线对应连接至污水罐41。为了将污水罐41内的污水进行外输处理，污水罐41的出水口连接有用于将污水罐41内的污水向外输出的第三管线46，该第三管线46上设有污水泵45。

如当核桃壳过滤器21需反洗时，将核桃壳过滤器21从系统中切换出，反洗水从反洗水罐40出来，经过反洗水泵42增压后，自核桃壳过滤器21底部进入核桃壳过滤器21，反洗水自下而上冲洗过滤材料，核桃壳过滤器21的反洗水进入污水罐41，待污水罐41的液位达到设定值后，通过污水泵外输处理。其他设备的反洗过程与核桃壳过滤器21大致相同，在此不赘述。

本实施例中工艺水处理系统还包括有用于将工艺水排放至事故水池的第四管线51以及用于引入其它装置的工艺水第五管线52，第四管线51连接在对应设于过滤器设备的出水口与萃取混合设备30的进水口之间的第二管线44上，第五管线52与第二管线44连通且两者相连接位置位于第四管线51与第二管线44的连接位置的下游。在实际生产过程中，有可能出现工艺水水质乳化严重或水质急剧恶化的情况，为了避免工艺水对稀释蒸汽品质造成重大影响，进而影响裂解炉的正常运行，因此专门设置了用于工艺水外排的第四管线51。当工艺水水质乳化严重或水质急剧恶化时，关闭对应设在萃取混合设备30之前的阀门，打开对应设于第四管线51上的工艺水排放阀门，经相应的冷却器53降温处理至常温后，排放至事故水池。同时，将其它装置的工艺水(如苯乙烯装置的工艺水)引入系统，代替原急冷水塔来的工艺水，保证稀释蒸汽发生器和裂解炉的稳定运行。

此外，为了方便在异常情况下的单台设备的切除、检修处理，聚结除油器10的进水口和出水口之间设有第一跨线61，核桃壳过滤器21的进水口和出水口之间设有第二跨线62，双介质过滤器22的进水口和出水口之间设有第三跨线63，萃取分离单元的进水口和出水口之间设有第四跨线64。

本实施例提出了一种包含聚结除油破乳、气浮、过滤、萃取分离等技术乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统，该工艺水处理系统中的萃取分离单元能够对工艺水中的苯乙烯等易聚合组分进行分离回收，避免了相关管路堵塞。此外，该工艺水处理系统还通过破乳除油单元有效解决了工艺水乳化后的破乳问题，并能对破乳后的工艺水进行轻、重油分离，初步除去工艺水中的游离油和部分结合油。该工艺水处理系统还在破乳除油单元后设置了气浮过滤单元，其中，气浮过滤单元能对初步除油后的工艺水进行进一步净化处理，除去工艺水中的结合油及清除焦粉固定颗粒，这有效延长了乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水系统的运行时间，从而保证了乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置的整体运行时间。

本实施例中乙丙烷混合蒸汽裂解制乙烯装置工艺水处理系统的流程：

自上游来的工艺水进入聚结除油器10上部，通过聚结除油器10中的亲油疏水材料的作用去除工艺水中的游离油及少部分结合油，同时利用纳米改进纤维材料及组合形态对乳液进行物理破乳。在聚结除油器10，采用控制油水界的方式，使得分离出来的油排入到油槽里面，当油槽中的油水界位在30％的时候排油阀门打开排油，当油水界位在70％的时候排油阀门关闭。在轻油与水的分离过程中，同时兼顾重油与水的分离。经过分离后的轻油与微量水从聚结除油器10顶部油包排出，密度大于水的重油聚结除油器10底部油包排出，经聚结破乳后的工艺水从聚结除油器10下部排出。从聚结除油器10出来的水中油含量可降到300ppm以内。

从聚结除油器10下部出来的工艺水进入紧凑式气浮除油器20的底部，在紧凑式气浮除油器20里去除工艺水中的结合油及微小焦粉颗粒。去除的轻油、固体微粒和微量水从紧凑式气浮除油器20顶部排出到急冷水塔，经气浮处理后的工艺水紧凑式气浮除油器20底部排出。从正常工况下，从紧凑式气浮除油器20出来的工艺水中的浮油小于50ppmwt，总悬浮固体小于<30ppmwt。

从紧凑式气浮除油器20出来的工艺水进入核桃壳过滤器21上部，自上而下流经核桃壳过滤器21进行过滤处理，去除工艺水中的焦粉颗粒及固体杂质。

经核桃壳过滤器21处理的工艺水自核桃壳过滤器21下部排出，进入双介质过滤器22上部，自上而下流经双介质过滤器22，进一步去除工艺水中的微小焦粉颗粒及固体杂质。本实施例中的双介质过滤器22以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层，床的顶层由最轻和最粗品级的材料组成，而最重和最细品级的材料放在床的低部。当工艺水自上而下通过滤床层时，较大的颗粒在顶层被去除，较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除。双介质滤器出口水质中的浮油小于20ppmwt，总悬浮固体小于20ppmwt。双介质过滤器22按一开一备配置，便于反洗再生。

从双介质过滤器22下部出来的工艺水进入喷射器31，采用喷射的原理，利用萃取剂(甲苯)对工艺水中的微小油滴进行萃取，萃取后的工艺水进入静态混合器32，将补充的萃取剂(甲苯)与萃取后的工艺水充分混合。

从静态混合器32出来的工艺水进入萃取分离罐33上部，萃取后的油相(甲苯、苯乙烯、轻油)从萃取分离罐33顶部的油包连续排出，一部分返回至萃取剂第一进口循环利用，一部分送至急冷水塔进一步处理。极少量的水中重油慢慢沉积在底部的油包中定期排出，除油后的水从出水口连续排出，从萃取分离罐33的输出的工艺水进入下游工艺水汽提塔进一步处理，并发生稀释蒸汽。