石化废水中多形态油类同步萃取回收的工艺及装置

本发明属于化工与环保的废水处理，具体地讲，是涉及一种石化废水中多形态油类同步萃取回收的工艺及装置。

背景技术：

1、在石油化工、煤化工、焦化、机械加工领域中会产生大量的含油污水，该含油污水中的油以分散油、乳化油和溶解油的形式存在，成分复杂，且在输送过程中易受到泵、阀门等装置的剪切作用，使得含油污水处理难度较大。其中大粒径的分散油通过重力沉降的技术可进行完全分离，而对乳化油的去除方法主要是通过投加化学药剂破乳，并结合气浮等传统技术进行乳化油的去除，但该技术对溶解油的去除效果甚微，而且气浮工艺对乳化严重的污水达不到预除油分离要求，且会产生污泥等危废，既增加后续处理工艺的处理费用，又造成了资源的浪费。溶解油的去除主要通过后续的生化单元进行处理，但生化段处理污水时受到前预处理工艺出水水质影响较大，抗毒性弱，受到高负荷冲击时，出水指标往往达不到排放要求，而且出水中仍含有大量的难降解有机物。

2、cn201911271290.2公布了一种酸性水除油预处理工艺，该工艺中含油污水经过罐中罐预先除油，并通过自清洗微过滤器去除酸性水中1μm以上的悬浮物，最后通过改性中空纤维膜进行乳化油和溶解油的聚集和拦截去除，该工艺虽然分离精度高，但分离膜存在膜污染的可能性，极易造成设备堵塞。

3、cn202110080816.x公布了一种含油废水处理方法及系统，该方法通过将乳化油和溶解油去除操作进行部分前置，并利用亲油的除油微珠材料进行乳化油破乳和溶解油部分吸附，最后进行过滤分离吸附后的除油微珠，但该吸附除油技术易饱和，导致除油效率下降，且对于吸附后的除油微珠和油类较难实现分离回收。

4、cn202210767828.4公布了一种基于低沸点液体部分气化的油水分离设备内含油污水气浮选和萃取处理系统和方法，主要利用了低沸点液体的气浮及相似相溶萃取过程进行溶解油的分离，但该装置能耗较高，且不加药气浮工艺的除油效果较差。

5、因此，针对乳化油和溶解油提供一种新型的物理法协同回收前处理工艺可有效降低后续生化处理的负荷，而且对于提升石油化工中含油污水的资源化处理有着重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供石化废水中多形态油类同步萃取回收的工艺及装置，能够有效分离乳化油和溶解油等污染物，并实现溶剂油萃取剂的分离回收再利用，同时通过使用工艺中现有的石化副产品作为萃取剂，以更绿色经济的方式实现石化废水的预处理。

2、为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

3、一种石化废水中多形态油类同步萃取回收的工艺，具体包括如下步骤：

4、s1、含油污水进入正向萃取器，萃取剂经喷射分散单元于所述含油污水中分散混合形成微液滴，初步分散后的混合液进入湍动混合单元，多级交替进行混合和破碎过程。

5、s2、步骤s1中得到的油水混合液进入反相萃取分离器，通过双重液滴分散单元分散为油包水包油的双重液滴，通过强化捕获废水中的微细乳化油滴和溶解油强化萃取过程；双重液滴经过油水界面重新释放萃取剂液滴，部分萃取剂液滴由于粒径大在浮力、重力和水流曳力的作用下直接上浮分离，未分离的萃取剂液滴由于粒径小进入协同分离单元进行深度分离，微小液滴在介质聚结床层的微通道内聚结长大，介质聚结床层中的部分萃取剂液滴上浮汇入萃取剂层、部分萃取剂液滴流动至床层底部再通过集油管上浮汇入萃取剂层，油水分离后的水相排出，可进入后续生化处理或经过萃取剂深度脱除后再进入后续生化处理，油水分离后的萃取剂中一部分回流至所述正向萃取器进行多级萃取，另一部分进行再生。

6、s3、将步骤s2中用于再生的萃取剂通入萃取剂再生器中进行再生得到净化后的萃取剂和污油。

7、s4、步骤s3回收得到的萃取剂通入萃取剂回收罐储存，萃取回收罐中储存的萃取剂一部分通入所述正相萃取器内利用，另一部分进入油类处理系统。

8、本发明进一步设置为，所述萃取剂采用石化或煤化工的副产物，选自芳烃抽余油、分馏塔轻油、苯系物中的一种或多种；萃取剂消耗量较大时可通过向萃取剂回收罐外加新鲜的萃取剂进行补充。

9、本发明进一步设置为，步骤s1中进入所述正相萃取器的含油污水中的油含量≤5000mg/l，萃取剂与含油污水的进料体积比为1％～20％。

10、本发明进一步设置为，步骤s1中经过所述喷射分散单元的萃取剂的分散粒径为20～100μm，所述分散粒径的大小可通过喷射压力进行调节；经过所述湍动混合单元的萃取剂粒径为5～80μm；所述正相萃取器内的平均流速为0.3～5m/s。

11、本发明进一步设置为，步骤s2中的所述双重液滴分散单元分散产生的双重液滴中的水滴粒径为0.2～2mm；所述协同分离单元的介质聚结床层中的截面流速为0.001～0.03m/s，经过介质聚结床层后，粒径为50μm以上的萃取剂液滴可全部上浮分离，5μm以上的萃取剂液滴的去除率超过99％。

12、本发明进一步设置为，步骤s2中的油水分离后的萃取剂中，回流萃取剂与再生萃取剂的比例为(0.5～20):1。

13、本发明进一步设置为，步骤s3中所述萃取剂再生器中通过污油与萃取剂沸点的差异进行污油与萃取剂的分离回收，设置为板式精馏塔、填料精馏塔及其他常规精馏设备中的一种。所述萃取剂再生器的顶部操作温度为63～100℃，底部操作温度为70～100℃，操作压力为常压或低正/负压。

14、本发明的第二个目的，在于提供了一种石化废水中多形态油类同步萃取回收的装置，所述装置包括依次由管道连接的正相萃取器、反相萃取分离器、萃取剂再生器和萃取剂回收罐，其中：

15、所述正向萃取器包括正相萃取器罐体，一端设有含油污水进口，罐体内沿物料流向依次设有喷射分散单元、湍动混合单元，另一端设有混合液出口，所述喷射分散单元的侧壁设有萃取剂进口；

16、所述反相萃取分离器包括反相萃取器罐体，上部设有与所述混合液出口连接的混合液进口，罐体内沿物料流向依次设有双重液滴分散单元、协同分离单元，罐体的顶部和底部分别设置萃取剂出口和净化水出口，所述萃取剂出口与所述萃取剂进口连接；当所述净化水出口中含萃取剂时，所述净化水出口还连接有对出水中萃取剂进行深度脱除的二次萃取器或蒸发器；

17、所述萃取剂再生器的进口与所述萃取剂出口连接，底端出口为污油出口，顶端出口为萃取剂再生出口，与所述萃取剂回收罐连接；所述萃取剂回收罐的出口与所述萃取剂进口连接，同时与油类处理系统连接。

18、本发明进一步设置为，所述反相萃取分离器、萃取剂再生器和萃取剂回收罐的出口均设置有提升泵，用于为流体输送提供动力。

19、本发明进一步设置为，所述喷射分散单元为若干单元重复并列设置，单个喷射分散单元包括依次连接的缩颈段、喉道和弥散段，所述喉道内均匀布置有若干喷射器，喷射器的孔径为0.2～6mm，可根据分散相流量设置为1～10个，所述缩颈段的渐缩角α和所述弥散段的渐扩角β为10°～25°，所述喉道的长径比为0.5～2。

20、本发明进一步设置为，所述湍动混合单元为若干单元重复并列设置，单个湍动混合单元为圆柱状结构，包括湍动混合壳体和设置于所述湍动混合壳体内多级重复排列的混合结构，每级混合结构包括一个第一混合段和两个第二混合段，所述第一混合段和第二混合段均为异形三棱柱状结构，其在穿过所述湍动混合单元水平轴向剖面的剖面形状是分别由三个半径为r1和r2的等圆外切形成的异形三角形，r1为所述湍动混合单元管径d的0.4～0.6倍，r2为d的0.2～0.35倍；所述第一混合段和第二混合段采用正三角形排列，且其水平剖面之间呈顶点相对而底边向背的形式排列；每级混合结构内的第二混合段间的轴心距l为d的0.4～0.6倍。

21、本发明进一步设置为，所述双重液滴分散单元包括与所述混合液进口连接的液体分布器，所述液体分布器上均匀布置有若干布液管，所述布液管沿物料流向包括渐缩段、卷吸段和渐扩段，所述卷吸段的径向设有穿过所述布液管的卷吸管。

22、本发明进一步设置为，所述协同分离单元包括聚结分离段，与所述双重液滴分散单元的距离优选设置为50～70cm。所述聚结分离段是由不同形貌或亲疏水性介质填充的介质聚结床层，填充的介质包括颗粒类介质和/或纤维类介质；所述聚结分离段中设有穿过所述聚结分离段的集油管。

23、本发明进一步设置为，所述反相萃取器还设有界位控制系统，所述界位控制系统包括plc控制系统，以及与plc控制系统连接的界位计和分别位于所述净化水出口和萃取剂出口处的控制阀，所述反相萃取器采用界位-控制阀联动自动控制，控制油水界面于所述双重液滴分散单元和协同分离单元之间，优选控制在所述介质聚结床层上方5～15cm处。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

25、本发明提供了石化废水中多形态油类同步萃取回收的工艺及装置，利用石化副产轻馏分或苯系物作为萃取剂萃取石化废水中多形态油类污染物的原理，开发了正反相萃取分离装置，有效的萃取废水中的微细乳化油滴和溶解油，并通过调节介质床层强化相分离过程，同时萃取剂可进行回收再利用，实现了物理法对石化废水中油类污染物的资源回收。

26、该工艺可用于石化含油废水、煤化工酚氨废水、焦化废水等的除油处理，与现有技术相比，工艺流程简单，无需外购萃取剂，无二次污染。同时正反相萃取分离技术强化了相间的传质效果和分离效果，减少了萃取时间和萃取剂用量，对有毒有害多形态油类污染的萃取分离具有油类污染物回收和污水解毒双重功效，可大大减轻后续生化段的处理负荷，保证废水的达标，提高了装置运行的稳定性、经济性。