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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。
4、结论
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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