石油化工工艺及其废水处理

马国强(中海壳牌石油化工有限公司，广东 惠州 516086)

1 石化工业的主要加工工艺流程

1.1 对原油的前期处理

由于原油本身存有大量的盐、水以及各种氯化物，这些物质会在加工设备的内壁中结成厚厚的污垢，甚至会严重腐蚀加工设备的管线，所以务必在加工前期将这些物质从原油中清除出去，尽量减少因这些杂质对原油质量造成的影响。就通常情况而言，将含有少量氯化钠的水根据原油量适当加入其中就是传统的清理原油物质的方法，此方式会溶解原油自身存有的盐类物质，再加上高压电场以及破乳剂的辅助配合，就可以将原油中的含有氯化钠的水分脱离处理，达到净化的效果。

1.2 常减压蒸馏

常减压蒸馏是再次加工原油的方式，因为大多数经过常减压蒸馏的石油产品还需要经过其他工序，最后只会有少量的油品会通过添加剂的掺入形成成品油。这就是一种经过常压和真空蒸馏发生变化的物理过程。常压蒸馏先要经历的程序，从柴油中分离出石脑油和煤油以及一些常压重油，对减压蒸馏的负荷进行减少，节能降耗。通过此种物理加工方式可以生产出加氢裂化和焦化原料。

1.3 催化裂化

催化裂化是一种以提升成品油质量为目的，对原油进行更深层次加工的工艺方法和手段。这个工艺能够将重质原油向轻质燃油转化，目前相关人员已经通过这种催化裂化的加工工艺生产出了许多具有较高品质的柴油和汽油。一般来说，催化裂化过程可分为三部分，分别为原有催化裂化加工过程、催化剂形成过程和催化裂化产品分离过程。最终分离产物为液化气、汽油和柴油，除此之外还包括一些重质馏分油，这是当下生产轻质油的主要工艺。

1.4 催化重整

利用催化剂重新组合对原油产品中的成分从而生成新的成品油，通常从常压蒸馏分离出来的轻汽油都需要经过这种工艺转化为含量较高的芳烃汽油。在催化重整的过程中，一般可以看作两个阶段：原料的处理和催化重整。即在不同温度下分馏的油品经催化后可转化为不同的产品，这类重整产品的市场分量大约占成品油市场的30%左右。通过此工艺，可以将含量较低的低辛烷直馏汽油转化为辛烷含量较高的高品质汽油，在这一过程中会产生大量的芳烃，而芳烃是化学工业中最重要的原料之一。

1.5 加氢裂化

加氢裂化是在高压环境下利用催化剂的作用将重油转化为轻油，如普通催化裂化循环油和重分馏油通过加氢裂化转化为汽油和煤油、柴油等轻质油。催化剂在这个过程中发挥的作用不可替代。目前市场中一些高质量的轻质油多数是由此工艺加工产生，被广泛应用在国内外石化行业中，受到极高的关注。

2 石化工业中废水的特点

2.1 对环境的危害大

有些油通常含有一种化合物，造成难闻的气味，这也可能导致石油生产变得不稳定。每年，石油产品中的蜡很容易在低温下结晶，使石油产品的流动性变差，容易堵塞。脱蜡在提炼煤油和柴油中更为常见，脱蜡可以由分子筛分吸收。在某些情况下，催化剂电压用于去除金属杂质和含氧、氮和硫的化合物，同时提高石油产品的质量，这种方法广泛用于各种石油产品。由于无颜色、无气味和无毒性的活性白土具有很强的吸附性，所以主要用于精油精炼。如油污废水中的砷、镍、苯、氨基酸和其他多环芳烃等重金属都具有致癌作用。如果液体废物被排入河里，溶解的氧气会下降。与此同时，由于微生物需要消耗水中氧气才能对油脂进行降解，所以对水生环境的破坏严重[1]。

2.2 污染物组分复杂，处理难度大

石化废水中含有石油、硫、氰化物、多环芳烃族化合物等。大多数碳氢化合物可被微生物降解，而氨化合物和微量重金属等会对环境造成严重污染。石油化工废水中的主要污染物有石油污染、烃类化合物、可溶性有机化合物和无机重金属等。其中，污染最严重的是含油废水，含油废水主要含有浮油、分散油、乳化油和胶体物质，这些物质难以完全生物降解，形成不溶性污染物。因此，石化废水很难处理。

3 石油化工废水的处理原则

第一，控制水污染原则。石油化工废水处理中，要始终坚持环境保护原则，降低在处理过程中对外界环境产生的污染情况，采用先进环保的污水处理工艺，控制在石油化工废水处理中产生的污染物。

第二，节约用水原则。在石油化工废水治理中需要遵循节约用水原则，对水资源进行循环利用，由于不同生产过程中，对水温度和质量的要求不同，因此可以利用一水多级利用的方式，对水资源进行循环利用。完成石油化工废水处理工作之后，可以将水资源进行再次回收利用，控制在石油化工废水处理中废水的排放数量。例如，通过一水多用的方式，将需要使用的水资源进行脱盐处理，使用除氧器进行脱氧处理，再将其应用到锅炉使用中。

第三，污染源控制原则。在此过程中采用分级控制的方法，对污染源进行预处理，在石油化工废水生产中，多数污染物来源于生产中使用的物料。利用石油化工废水处理的方式，能对污染源中的有用物质进行回收和利用，对石油化工废水中包含的有用物质进行回收利用，这种方式能够降低石油化工生产成本，减少石油化工废水消耗量，对废水进行充分利用等技术手段，都是对石油化工废水进行有效处理的方式。

4 石化工业中处理废水的技术方法

4.1 物理法

一是隔油法。在进行废水处理时，有一种基本的工艺叫做隔油法，就是利用油分池初步沉淀出废水中所含的污染物，得到一些较大颗粒且容易沉淀的污染物。隔油法在不同情况下产生的隔离效果也不同。通过实践表明，斜板油分离方法取得的效果更加良好。

二是气浮法。在许多废水处理方法中都应用到这种方法，并且产生了良好的影响和很高的可信度。具体方法是使用小气泡吸收污水中的悬浮物质。一种高度科学的方法，没有次级污染的风险。

三是吸附法。吸收活性炭是一种容易从污水中渗透的固体，可以吸收杂质。吸附是处理废水的一种有效方法，但活性炭成本高昂，并且容易引起二次污染。因此，吸附、凝结和臭氧氧化是结合在一起的。在科学技术的进步与发展的推动下吸附材料被不断更新，进而产生了许多科技含量较高的吸附材料，并将其应用在了处理废水的过程中[2]。

四是膜分离法。隔膜用于通过微过滤、过滤器、反渗透等治疗污染。实践表明，应用于石化废水处理的技术隔膜可对处理废水的质量产生良好影响。隔膜原则可以有效改善污水的颜色和气味，并减少环境污染。

4.2 化学法

一是絮凝法。絮凝技术可以去除乳化油、溶解油和一些难以降解的有机物，在石化废水处理中得到广泛应用。絮凝是通过添加絮凝剂来破坏废水中的胶体颗粒，胶体粒子被破坏后相互碰撞、聚集，絮凝形成的物质更容易从废水中分离出来。在实际废水处理中，絮凝技术通常与吸附、浮选相结合。絮凝法是处理石油化工废水的一种重要方法。一般情况下，絮凝技术会与物理方法(如：吸附、气浮)相结合来处理废水。目前，微生物絮凝剂得到了广泛的应用，与其他絮凝剂相比，具有二次污染少、无毒、适用范围广、易生物降解等优点。

二是氧化法。石油废水中含有的成分较多，且比较复杂，成分之间存在较大差异。氧化工艺的合理选择需要应根据废水成分的不同来界定，光催化氧化法已然成为处理石化废水的最新技术，不会再次造成污染且具有良好的处理效果。但就当下情况而言，这项技术还需要进一步研究和改进。臭氧氧化过程中不会再次产生污染及污泥，但对专业处理设备的成本高昂，不适合用在完成处理大量废水的工作当中。目前，在处理石化废水过程中广泛使用的生物吸附生物活性碳和臭氧氧化的混合物，这些物质可有效氧化和降解有机污染物。此外，还有湿空气氧化试验，这是湿空气氧化的催化剂。结果表明，这种方法高效解决有毒废水及污染物由于浓度高而难以降解的问题。

4.3 生物法

一是好氧法。好氧法主要是在有氧存在的情况下，通过好氧微生物对有机物进行无害化降解。好氧法处理石油化工废水有多种方法。在实际应用中，这种方法很少单独使用，通常与厌氧法结合使用。目前，最新的好氧处理技术主要有序列间歇式活性污泥法(SBR)、好氧生物反应器、生物接触氧化法、膜生物反应器(MBR)、悬浮填料生物反应器等。相关人员采用串联相同的SBR系统处理废水，降解醋酸和芳香烃化合物。结果表明，该工艺处理效果良好。

二是厌氧法。厌氧法是指在厌氧条件下，通过微生物的协调作用将其分解为二氧化碳和甲烷。由于石油化工废水二氧化碳的浓度高，可生化性差，通常采用厌氧预处理来提高废水的可生化性。厌氧工艺具有操作简单、成本低、污泥产率低等优点。其缺点是操作不稳定，处理时间长。常用的厌氧处理技术有上流式厌氧污泥床、厌氧附着膜膨胀床、厌氧固定膜反应器等。

三是组合法。因为石化工业生产的污水中含有多种污染物，水质很复杂，同时，污水中往往含有硫化苯酚和其他生物制剂。厌氧和厌氧过程的组合往往被用来实现最佳性能，并被广泛使用。相关人员通过将酸化过程、生物空气处理和细胞生物处理相结合来处理废水。研究结果表明：这一工艺在快速处理水和废水中具有很高的质量优势，可在试验期间达到排放水平。

5 针对石油化工废水处理及工艺技术的改善措施

5.1 贯彻落实信息化管理系统

要想促进石油化工行业的可持续性发展，必须充分结合计算机和油田低气压排水采气两种技术。石油化工行业的发展需要积极使用计算机设备、程序及技术，通过对计算机的应用完成企业科学化的管理。例如，利用信息技术建立进度管理系统，将采油工程开展的时间、采油数量、预计结束的时间等信息传输到系统中，定期将实际情况与系统进度模型进行对比分析，掌握进度的开展情况。一旦出现数据异常等现象，则需要第一时间确定异常出现的原因，调整采油计划以及进度模型，保证采油工作的有序开展，同时对产生的废水数量进行有效控制。

5.2 对废水处理及石油化工工艺技术进行创新

目前氧化技术在石油化工废水处理中得到了广泛应用，随着技术水平的不断提高，需要在原有技术的基础上进行优化完善，实现技术创新。高级氧化技术属于石油化工废水处理新技术，该技术在实际应用的过程中，能够对石油化工废水中的物质进行氧化处理，将有机污染物转变为无机污染物。而石油化工废水中的低毒生物，可采用高级氧化技术能够将其降解为无机物，新技术的应用大大提高了石油化工废水处理效果，由此可以看出，在针对废水中的油污进行处理时，需要充分使用高新技术，在相关人员的专业监督下完成对废水不同层次的技术处理，提升废水价值，变废为宝，实现再利用。

5.3 调动操作人员的学习兴趣，进行系统培训

石油分为原油、天然气及天然焦油等多种形式，其中天然气作为一种清洁能源，在使用过程中可以减少对环境造成的危害。石油本身所具备的性质决定了相关操作员在对原油进行处理时需要具备十分高超的操作能力和技术水平。所以，石油化工企业需要充分调动其操作人员学习技术的兴趣，营造良好的学习氛围，引导员工积极参与技能培训，全面提升操作人员综合素质。由于相关工作人员不能正确认识自己的工作职责，对工作内容缺乏深刻了解，所以石化企业需要定期对员工进行系统培训。参与培训的工作人员必须积极提升自身的知识储备，加深对废水处理及石化工艺技术的了解。操作人员必须将理论与实际操作相结合，在反复练习中加深对技术的掌握。与此同时，企业需要定期开展技能知识讲座和竞赛活动，让工作人员互相交流技术心得与经验，以老带新，互帮互助。石化企业需要设立相关的技能水平测试和奖惩制度，不断对操作人员的技能水平进行巩固应用，提升其熟练程度和工作效率。

6 结语

综上所述，在科学技术的推动下，石化工业的工艺技术和废水处理技术已经在很大程度上得到了改善和发展。但是，很多从事石化工业的工作人员依然对这些技术的重视程度不够，自身的技术操作水平有限，对信息化的了解有所欠缺，以致于在技术操作上存在很大的问题。因此，石化企业要以此为基础，对相关人员进行信息管理的培训，充分带动操作人员的学习兴趣，进而完成对石油化工工艺及废水处理技术上应用效率的提升。