原油电脱盐装置污水处理旋流分离技术

旋流分离技术作为20世纪发展起来的高效油水分离方法，其核心设备旋流分离器通过离心沉降原理实现不同密度物质的分离。该设备主要由分离仓、切向入口和轴向出口构成，其中分离仓形态多样，包括圆柱形、锥形等结构。在实际运行中，油水混合液体以5-20m/s的高速从切向入口进入，在分离器内部形成1000-2000倍重力加速度的强离心力场，使密度较大的水相被甩向器壁并从底流口排出，而密度较小的油相则向中心聚集后从溢流口溢出。

旋流分离器的性能表现与油滴粒径密切相关。当油滴粒径大于60μm时，分离效率可达99%；而粒径小于10μm时，效率骤降至50%左右。这种粒径依赖性使得该技术特别适合处理含大粒径浮油和散油的污水。宁夏石化公司的实践表明，通过优化旋流管布置方式（垂直布置除砂、水平布置除油）和选用双相钢2205等耐腐蚀材料，可显著提升设备在含盐污水环境中的使用寿命。

电脱盐污水特性与处理挑战

原油电脱盐过程中产生的污水具有高含油、高乳化、高盐度的"三高"特性。这类污水中不仅含有氯化钠、氯化镁、氯化钙等无机盐，还存在胶质、沥青质等天然乳化剂，形成稳定的油水乳化体系。典型炼油厂的电脱盐污水含油量通常在200-10,000mg/L之间，非正常工况下甚至可达10%以上（体积比），对处理系统造成严重冲击。

电脱盐污水的处理面临多重挑战：首先，原油来源多元化导致污水成分复杂多变；其次，开采过程中添加的清蜡剂、防蜡剂等化学药剂加剧了乳化程度；再者，高含水、高乳化重污油的掺炼使系统长期超负荷运行。传统重力分离技术仅能去除粒径大于60μm的油滴，对溶解油和乳化油几乎无效，而化学破乳虽然效果较好，但运行成本高昂（约10元/吨水）且可能造成二次污染。

旋流分离技术工业应用案例

在实际工业应用中，旋流分离系统通常采用多级串联设计以提高处理效果。某炼油厂实施的三级旋流分离系统显示，污油去除率可达49%-87%，其中串联运行模式下的去除率显著高于单级运行。宁夏石化公司在常压装置中增设的旋流除油除砂设施，使出口污水含油量从300-400mg/L降至60mg/L以下，COD含量从3,000-4,000mg/L降至2,000mg/L左右，同时将设备腐蚀速率控制在0.2mm/a以下。

针对重质原油加工过程中的特殊难题，创新性地采用"旋流脱固-聚结除油"组合工艺：先将电脱盐污水降温至100-70℃后进入旋流分离器脱除固体杂质，再进一步降温至40℃以下进入聚结器进行深度油水分离。这种组合工艺有效解决了重质原油电脱盐污水固体杂质多、除油困难的问题，实现了污油资源化回收。

技术优化与问题解决

旋流分离技术在应用中仍存在若干待解决问题。溢流收集难题表现为外罐正常生产液位（5-7m）低于收油管线位置（11.5m），导致液位提升过程中影响系统稳定性。对此，专家建议在外罐高、中、低三个位置分别设置溢流收油线，实现全液位覆盖式收油。另一常见问题是并列运行时分离效率不均，可通过在二级污水提升泵处增加跨线，将并联改为串联运行模式来改善。

温度控制是影响分离效率的关键因素。实践表明，将进入旋流器的污水温度控制在70-100℃范围内（通过两级换热器调节），既能维持适宜的原油粘度，又可避免高温导致的设备结垢问题。某项目通过优化电脱盐污水温度，使旋流器入口速度稳定在1-20m/s，压力降保持在0.1-0.6MPa的理想区间。

技术比较与发展趋势

与传统处理技术相比，旋流分离具有占地面积小（仅为隔油池的1/25）、处理速度快（停留时间2-3秒）、能耗低等显著优势。特别是对于API、PPI等传统隔油技术难以处理的小于15μm油滴，旋流分离仍能保持较好效果。深圳科力迩科技开发的旋流溶气气浮装置（CDFU）通过结合旋流离心与溶气气浮技术，将单级除油效率提升至90%以上，停留时间缩短至1-5分钟，实现了技术突破。

未来发展趋势包括：智能化控制方面，采用物联网监测终端实时传输pH、DO等参数，结合AI算法优化运行；材料创新方面，研发石墨烯改性陶粒等防冻填料提升低温性能；工艺耦合方面，探索与电絮凝技术的联合应用，脉冲电絮凝技术已显示出在处理高乳化电脱盐废水方面的潜力，在电流密度4.2mA/cm²、反应时间25.4分钟条件下，COD去除率可达80.8%。

旋流分离技术作为原油电脱盐污水处理的高效解决方案，通过持续的技术创新和工艺优化，正在不断提升其处理效率和适应性。随着环保要求的日益严格和资源回收需求的增长，该技术将在石油化工行业废水处理领域发挥更加重要的作用。