Traitement des eaux usées pour le raffinage du pétrole et la pétrochimie

1. Contexte.

Le développement rapide de l'industrie pétrochimique a eu d'importantes retombées économiques, mais a également généré une quantité importante d'eaux usées industrielles pétrochimiques. Actuellement, près de 500 milliards de mètres cubes d'eaux usées industrielles pétrochimiques sont rejetés chaque année dans le monde, polluant 5 500 milliards de mètres cubes d'eau douce, soit plus de 141 TP3T du ruissellement mondial. Par conséquent, pour un développement durable, les eaux usées de l'industrie pétrochimique doivent être traitées avant rejet.

Il est important de noter que le traitement avancé et le recyclage des eaux usées industrielles pétrochimiques constituent également une mesure importante pour la conservation de l’eau et la réduction des émissions. traitement des eaux usées La pollution des entreprises pétrochimiques demeure un problème majeur, tant au niveau national qu'international. Il est urgent de développer des technologies de traitement des eaux usées à forte teneur en sel et en pétrole, ainsi que de réutilisation des eaux usées traitées. Entreprise expérimentée dans le traitement des eaux usées, NEWater s'inscrit dans une démarche de développement durable.

2. Sources et caractéristiques des eaux usées des raffineries et de l’industrie pétrochimique.

Les principales sources d'eaux usées des raffineries et de la pétrochimie sont les eaux usées industrielles pétrochimiques et les eaux de refroidissement des raffineries. Elles présentent une grande diversité, une composition complexe, une forte toxicité, une inhibition de la biodégradation et une concentration élevée. Leurs caractéristiques spécifiques sont les suivantes :

(1) La quantité d’eau est importante et la qualité de l’eau est complexe et change considérablement.

L'industrie pétrochimique a tendance à produire à grande échelle, car l'usine traite une grande quantité d'eaux usées, rejetant chaque jour 10 000 tonnes d'eaux usées. Les entreprises pétrochimiques doivent ajouter divers solvants et additifs au cours de leur processus de production, puis subir diverses réactions. La composition des eaux usées est donc très complexe.

(2) Pollution organique grave.

La matière organique contenue dans les eaux usées pétrochimiques est principalement constituée d'hydrocarbures et de leurs dérivés. La forte concentration des eaux usées rejetées par certaines unités pétrochimiques reste élevée après incinération ou autre traitement approprié.

(3) Les eaux usées contiennent des métaux lourds.

Étant donné que de nombreuses réactions dans la production pétrochimique se déroulent sous l’action de catalyseurs, des dizaines de catalyseurs sont utilisés dans une grande usine pétrochimique, de sorte que les eaux usées contiennent souvent des métaux lourds.

NEWater a développé ultrafiltration et osmose inverse Procédés et équipements combinés pour le traitement des eaux usées dans deux scénarios d'application : les eaux usées industrielles pétrochimiques et l'eau de refroidissement en circulation des raffineries, qui peuvent aider les entreprises à réduire considérablement la quantité totale de rejet d'eaux usées, à économiser la consommation d'eau primaire, à réduire les coûts de production et à améliorer les avantages économiques et environnementaux.

3. Scénarios d’application des usines de raffinage du pétrole et de traitement des eaux usées pétrochimiques.

3.1 Processus de traitement des eaux usées dans l'industrie pétrochimique.

À l'heure actuelle, technologie de réutilisation des eaux usées Cette méthode a été popularisée dans les industries sidérurgiques, pétrochimiques et électriques. Cependant, les eaux usées de cette industrie présentent une concentration élevée en DCO, une composition complexe en huiles résiduelles et une qualité de l'eau fortement altérée. Selon la qualité de l'eau et le procédé de traitement de production, les caractéristiques de pollution membranaire d'un même type d'eaux usées pétrochimiques varient considérablement d'un moment à l'autre et d'un endroit à l'autre. L'unité de réutilisation des eaux usées pétrochimiques développée par NEWater utilise les eaux usées traitées tertiaires de la première unité de purification comme source d'eau, adopte un procédé combiné d'ultrafiltration et d'osmose inverse, et l'eau produite est utilisée comme eau d'appoint pour l'industrie pétrochimique.

L'ultrafiltration consiste à séparer les polluants par tamisage mécanique. Membrane d'ultrafiltration Les éléments présentent les caractéristiques d'une séparation sélective. Sous pression, les solides en suspension, les grosses particules organiques et les nappes d'hydrocarbures contenus dans les eaux usées sont interceptés à l'extérieur de la membrane d'ultrafiltration, tandis que les petites molécules d'eau et les sels issus de la production d'eau la traversent. L'unité Jingyi utilise un module d'ultrafiltration à membrane immergée, dont le taux de récupération nominal est d'au moins 90%.

Technologie de membrane d'osmose inverse Il s'agit d'une technologie très mature de préparation d'eau ultrapure ces dernières années. Le mécanisme principal consiste à placer un volume identique de solution diluée et de solution concentrée de part et d'autre de la membrane semi-perméable. Grâce à cette différence de concentration, la solution diluée pénètre du côté de la solution concentrée. Ce processus est appelé infiltration. Lorsque la perméation atteint l'équilibre, le niveau de liquide de la solution concentrée dépasse d'une certaine hauteur celui de la solution diluée, créant ainsi une différence de pression appelée pression osmotique.

La pression osmotique dépend des propriétés du liquide, telles que son type, sa concentration et sa température, et n'a aucun lien avec les propriétés de la membrane semi-perméable. Si une pression supérieure à la pression osmotique est appliquée artificiellement d'un côté de la solution concentrée à ce moment-là, le solvant pénètrera dans le sens inverse de la direction initiale, c'est-à-dire qu'il s'écoulera du côté de la solution concentrée vers le côté de la solution diluée. Ce phénomène est appelé osmose inverse.

Le module de membrane d'osmose inverse composite anti-pollution est adopté pour l'osmose inverse du premier unité de purification, et le taux de dessalement stable est de 98%. Un procédé à double membrane, à savoir l'ultrafiltration, et système d'osmose inverse sont adoptés.

Le processus de réutilisation des eaux usées pétrochimiques est le suivant : Eaux usées pétrochimiques rejetées jusqu'à la norme → Bactéricide → Régulation d'homogénéisation du réservoir de régulation → Filtre autonettoyant → Réservoir à membrane d'ultrafiltration → Aspiration de Production d'eau par ultrafiltration Pompe → Production d'eau par ultrafiltration → Réservoir de production d'eau par ultrafiltration → Antitartre/Réducteur d'effluents/Bactéricide non oxydant → Système d'osmose inverse → Pompe haute pression → Sortie d'eau qualifiée → Réservoir d'eau → Approvisionnement externe en eau pour l'industrie pétrochimique.

Bien que certaines eaux usées pétrochimiques respectent les normes de rejet, elles polluent néanmoins l'environnement. Après un traitement approprié, NEWater peut être utilisée par l'industrie pétrochimique, ce qui permet non seulement de réduire la pollution environnementale, mais aussi de recycler et de transformer les déchets en véritables ressources. Le procédé combiné d'ultrafiltration et d'osmose inverse permet d'éliminer efficacement divers polluants pétrochimiques. Les eaux usées traitées par ce procédé répondent aux normes de l'industrie pétrochimique.

3.2 Traitement de l'eau de refroidissement en circulation de la raffinerie.

Lors de l'utilisation de l'eau de refroidissement en circulation dans la raffinerie, par l'échange de chaleur et le transfert de masse des structures de refroidissement, le drainage est pollué dans une certaine mesure en raison de la fuite de polluants dans l'air tels que le sol, les articles divers, les gaz solubles et les matériaux de l'échangeur de chaleur pendant le fonctionnement ouvert de l'eau de refroidissement en circulation.

Le drainage du système d'eau de refroidissement en circulation présente les caractéristiques suivantes :

• La teneur en solides en suspension est élevée, les particules sont fines et la turbidité est faible.
• Il contient une petite quantité de pétrole, de sulfure et de phénol. Lorsque le système fuit, la concentration de ces polluants augmente fortement.
• Le mode de refroidissement du système de refroidissement à circulation d'eau ouverte repose principalement sur l'évaporation et la dissipation thermique. Avec l'amélioration continue du coefficient de concentration, la teneur en sel et en ions calcaires de l'eau augmente également en conséquence.
• La concentration de nutriments dans le système d’eau en circulation et d’autres conditions appropriées favorisent la prolifération des bactéries et des algues et l’augmentation de la boue biologique.

NEWater a élaboré un procédé de traitement par ultrafiltration combinée à l'osmose inverse pour l'eau de refroidissement circulante de la raffinerie. Voici d'abord les différents modes de fonctionnement du prétraitement par ultrafiltration :

• Filtration : (Réservoir de dosage → Pompe doseuse) & Réservoir de stockage d'eau → Filtre à disque → Cartouche d'ultrafiltration → Réservoir d'eau propre.
• Nettoyage hydraulique :
• Lavage à contre-courant (rinçage à pression différentielle) : Réservoir de dosage → Pompe de dosage de lavage à contre-courant → Pompe de lavage à contre-courant d'ultrafiltration → Cartouche filtrante d'ultrafiltration → Réservoir d'eau propre de décharge → Pompe de lavage à contre-courant d'ultrafiltration.
• Pression positive (rinçage isobare) : Réservoir de stockage d'eau → Filtre à disque → Cartouche d'ultrafiltration → Refoulement
• Nettoyage chimique : Cuve de nettoyage chimique → Pompe de nettoyage chimique → Cartouche d'ultrafiltration →

Les procédés de prétraitement traditionnels comprennent la clarification à la chaux, la filtration moyenne et la filtration de précision. Cependant, la capacité des dispositifs de filtration traditionnels à bloquer les colloïdes et les particules en suspension est incertaine. La qualité de l'eau obtenue après un traitement traditionnel est fortement affectée par certains facteurs spécifiques.

Comparée au procédé conventionnel, la technologie des fibres creuses pour les dispositifs d'ultrafiltration présente les avantages d'une conception standardisée, de l'absence d'ajout continu de produits chimiques et d'une main-d'œuvre limitée. Elle offre également les avantages d'une production d'eau de haute qualité et stable. Ses effets spécifiques sont les suivants :

• Membrane d'ultrafiltration peut réduire efficacement la turbidité de l'eau de refroidissement en circulation, et le taux d'élimination de la turbidité est supérieur à 98,5%.
• La membrane d'ultrafiltration a un bon effet d'élimination sur le colloïde et le SDI de l'eau produite est inférieur à 0,8.
• La membrane d'ultrafiltration a un bon effet d'élimination de la DCO_Cr, et le taux d'élimination est de 70-80%, et le taux d'élimination du chlore résiduel est supérieur à 70%.

NEWater compare et analyse la composition, l'efficacité du traitement et l'impact sur la membrane d'osmose inverse du procédé de prétraitement par osmose inverse classique avec l'ultrafiltration à fibres creuses. L'ultrafiltration, utilisée comme prétraitement par osmose inverse, est supérieure au procédé de prétraitement classique et peut remplacer ce dernier. processus de prétraitement de l'eau.

L'étape suivante est le processus de traitement par osmose inverse de l'eau de refroidissement en circulation de la raffinerie : Effluent d'ultrafiltration → Pompe d'augmentation → Antitartre → Filtration de précision → Électrovanne → Pompe haute pression → Osmose inverse Étape I → Osmose inverse Étape II → Osmose inverse Étape III → Reflux d'eau concentrée (L'autre branche est l'évacuation de l'eau concentrée). Après le traitement par osmose inverse étapes I, II et III, on obtient l'eau produite.

Après traitement de dessalement par osmose inverseLa teneur en sel de l'eau de refroidissement circulante de la raffinerie a été réduite de plus de 10 %, la dureté, les colloïdes et les matières en suspension ont été considérablement réduits, et la qualité de l'eau a connu une amélioration significative, ce qui permet de la réintroduire dans le système de refroidissement circulant. Les effets spécifiques sont les suivants :

• L'osmose inverse dessale les eaux usées provenant du raffinage du pétrole en circulant dans le circuit de refroidissement, ce qui permet généralement d'atteindre un taux de dessalement supérieur à 96% pour réduire une charge de résine échangeuse d'ions Le coût de régénération de la résine est ainsi réduit de près de 10 fois. Autrement dit, la production d'eau de la résine peut être multipliée par 10. De cette façon, l'équipement correspondant peut être miniaturisé et la fréquence de régénération de la résine réduite.
• Il amortit le changement de la qualité de l'eau produite correspondante causé par la fluctuation de la qualité de l'eau brute, ce qui est propice à la stabilité de la qualité de l'eau dans la production et au fonctionnement continu et sûr de la production.
• Étant donné que l'osmose inverse peut éliminer efficacement les micro-organismes organiques tels que les bactéries et les substances inorganiques telles que le fer, le calcium, le manganèse et le silicium, les adoucisseurs ne peuvent pas être utilisés pour réduire l'investissement en équipement ; et cela peut également prolonger la durée de vie du filtre terminal et réduire le coût correspondant.

Afin de résoudre le problème de la circulation de l'eau de refroidissement dans les raffineries, la société NEWater a mené une expérience utilisant des effluents ultrafiltrés comme influents d'osmose inverse. Nous avons mené une analyse et des recherches approfondies sur les principaux facteurs affectant le fonctionnement du système d'osmose inverse, tels que le pH, les ions entartrage, le taux de récupération, etc. Nous avons déterminé le taux de récupération optimal, optimisé l'inhibiteur de tartre et développé un équipement de traitement d'osmose inverse à double membrane par ultrafiltration. Les effets globaux sont les suivants :

• En fonction des caractéristiques d'alcalinité, de dureté et d'entartrage élevés des eaux usées de refroidissement circulant dans la raffinerie, un schéma de traitement intégrant un régulateur et un inhibiteur de tartre a été déterminé. Le taux de récupération optimal du système d'osmose inverse est de 60%.
• Grâce à l'allongement de la durée de fonctionnement, la pression de fonctionnement de chaque section est stable. Le taux de dessalage standard (perte de charge aux premier et deuxième étages et perte de charge aux deuxième et troisième étages) reste inchangé et peut être maintenu au-dessus de 99%, et la qualité des effluents est stable.
• Après le traitement avancé par ultrafiltration et osmose inverse, la qualité de l'eau des eaux usées de refroidissement circulantes des raffineries a considérablement évolué. L'eau traitée peut répondre aux besoins en eau d'appoint des chaudières basse pression. Elle peut être utilisée comme eau de refroidissement circulante lorsqu'elle est mélangée aux effluents d'ultrafiltration, et comme eau d'appoint d'une chaudière haute pression pour un traitement plus poussé.

Pour tout besoin de traitement des eaux usées issues du raffinage du pétrole et de la pétrochimie, contactez NEWater, une entreprise de traitement des eaux usées de confiance. Nos stations d'épuration, nos solutions de traitement des eaux usées industrielles et nos équipements sont conçus sur mesure par nos ingénieurs pour résoudre divers problèmes de pollution des eaux usées. Nous réutilisons les eaux usées en eau de refroidissement et d'appoint.