高效破乳剂在焦化油水分离中的试验与研究
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莱钢科技 2006年 8月
研究与开发
高效破乳剂在焦化油水分离中的试验与研究
于世友 李志峰 江 丹 王俊华 (焦化厂 ) (技术研发中心 ) (特殊钢厂 )
摘 要 : 系统分析了莱钢焦化厂焦油氨水分离系统的运行状况 , 筛选了适合焦油氨水快速分离的高效 破乳剂进行试验 , 使分离后焦油的含水量达到了 210%以下 , 并探讨了采用高效破乳剂后对焦油 、萘等回 收率等的影响 。
表 4 破乳剂对焦油深加工的影响试验结果
破 乳 剂
加入破乳剂的 加入破乳剂脱 油水混合物 水后的焦油
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯 聚醚破乳剂
未见异常
未见异常
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂
有乳化作用 , 出现油水互溶
焦油颜色 微显白浊色
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树 脂破乳剂
未见异常
未见异常
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
表 3 破乳剂高温性能试验数据
破 乳 剂
80℃ 180℃ 200℃
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚 醚破乳剂
未见异常
未见异常
未见异常
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂 未见异常 分解 分解
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂 破乳剂
未见异常
分解
分解
甲基丙烯酸甲酯 - 丙烯酸丁 酯 - 苯乙烯衍生物三元共聚 未见异常 未见异常 未见异常 物破乳剂
32
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
莱钢科技 2006年 8月
破乳剂
加入量 /ppm
环氧丙烷嵌段聚醚 HA系列
3
环氧丙烷嵌段聚醚 HB系列
3
失水山梨醇单油酸脂破乳剂
3
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂
3
水解的聚丙烯酞胺破乳剂
3
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂
3
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂破乳剂
3
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
3
油溶性酚醛树脂类破乳剂
未见异常
未见异常
21315 破乳剂的确定 通过上述各项试验 , 确定破乳剂水溶性聚氧乙
烯聚氧丙烯聚醚破乳剂 , 工业性试验用量为循环氨 水的 315ppm , 连续加入到循环氨水中 。
3 高效破乳剂在焦油氨水分离中的工业性试验
311 加药点的确定 根据系统情况和药剂的作用机理决定加药点的 选择 , 由于循环氨水是闭路循环 , 如果在管路上开 口 , 影响生产 , 研究管路系统 , 在不停车的情况 下 , 从氨水循环泵前氨水取样口加入 , 在取样口重 新铺设一条加药管路 , 在管路上安装回止阀 , 用高 压定量加药泵加入 , 既不影响氨水取样又可加入破 乳剂 , 又不用停车影响生产 。 312 试验过程中需要检测的项目 焦油氨水分离系统运行状况 、机械化澄清槽焦 油 、氨水水位情况 、氨水循环量检测 、焦油产量 、焦油 从澄清槽排出时间及含水量 、焦油中的萘含量 、破乳 剂的加入量 、氨水含油量等 。焦油脱水试验数据统计 表 5,试验前后氨水含油及萘含量见表 6。(下转第 55页 )
4月 16日 119 4月 16日 213
4月 17日
4月 17日
4月 17日 213
4月 18日 117 4月 18日 115 4月 18日
<2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4月 19日 118 4月 19日 115 4月 19日 114
<2
4月 20日 116 4月 20日 112 4月 20日 112
<2
4月 21日
4月 21日
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂
9815
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂破乳剂
9915
用量 /ppm 315 415 410
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 。
9918
515
21314 高温性能及工艺流程试验 通过用重油加热的方式 , 结合工艺流程试验 ,
对上述四种破乳剂进行高温 、对焦油深加工的影 响 、是否对焦油具有乳化作用进行了试验 。试验对 象为 : 四种破乳剂 、加入破乳剂的油水混合物 、加 入破乳剂脱水后焦油 。试验结果见表 3。
3
脱水率 /% 8514 9215 9410 9814 9010 9613 9510
9715
9216
21313 破乳剂用量与脱水率的关系试验 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 的 用 量 从 015ppm、 110ppm、 115ppm、 210ppm、 215ppm、 310ppm、 315ppm、 410ppm、 415ppm、 510ppm、 515ppm、 610ppm、 615ppm、710ppm 进行试验 , 对比脱水效果 , 确定 最佳用量 。
或油包水的乳化液 ,使氨水 、焦油分离困难 ,从机械 液的油水界面上 ,形成牢固的界面膜 ,致使乳化液变
化澄清槽分离出的焦油含水量在 10%以上 。为了 得十分稳定 ,不易分离 。目前破乳有机械 、物理 、化
降低焦油的含水量采用蒸气加热的方法 ,使焦油的 学等多种方法 ,但使用最多 、最有效的是以破乳剂为
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 。
21312 破乳效果的测定
31
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
试验结束
表 6 试验前后氨水含油及焦油含萘量
氨水含油量 /ppm 萘含量 / %
试验前 500~600
819
试验后期 140~150
1110
4 试验结果与分析
通过 一个 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 1155% ; 氨水中的焦油含量由 原先的 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 ; 焦油不加热的情况下 , 焦油中 的萘含量由原先的 719%升高到 1110%左右 , 提高 了焦油深加工中萘的产量 , 降低了萘向大气中的扩 散量 。
4 环境条件
环境温度的变化影响混凝土的可泵性能 , 夏季 要考虑坍落度损失 ; 冬季由于气温低 , 混凝土与输 送管壁的磨擦力增大 , 可泵性降低 。所以应按规定 进行现场坍落度测定 , 通过试验调整用水量 。
5 人的因素
影响混凝土施工的各个环节 ,成本控制必须首 先解决人的问题 ,如果疏于管理 、责任心不强 、技术 规程执行不严密 、解决问题能力差 、不善于总结经验 和教训等等 ,就谈不上成本控制 。所以 ,要对相关人 员加强培训和教育 ,提高管理能力 、管理水平和技术 素养 ,在公司范围内形成成本管理的氛围 。
于世友 , 等 : 高效破乳剂在焦化油水分离中的试验与研究 第 4期 (总第 124期 )
试验以脱水率表示破乳效果 , 测定采用静态评 价法 。
仪器 : 南京炼油厂与江苏电分析仪器厂开发的 PDY一型破乳剂评选仪 ; 石油化工科学研究院研 制 、江苏电分析仪器厂生产的 WC一型水含量测定 仪。
含水量降到 4%左右 ,但这样的含水量仍然较高 ,影 主的化学方法 ,在实际应用中 ,为实现焦油的深度脱
响焦油深加工 ,需要在焦油加工前再进行蒸汽加热 水 ,又往往将不同的方法结合 。
脱水 。
213 高效破乳剂的筛选
为了加速焦油氨水的分离 ,降低分离后焦油的
21311 破乳剂种类
含水量及分离后氨水的含油量 ,进行了高效破乳剂
主要以石油行业原油破乳工艺中常用的破乳剂
在焦油氨水分离中的工业试验 。
为筛选 对 象 , 有 以 下 种 类 : 环 氧 丙 烷 嵌 段 聚 醚
2 高效破乳剂的筛选
(HA 系列 : 多元醇为起始剂 ; HB 系列 : 烷基酚醛 树脂为起始剂 ) 、失水山梨醇单油酸脂破乳剂 、油
211 焦化厂目前焦油氨水分离现状 目前机械化澄清槽进口流量 : 1600m3 / h;温度 : 80℃左右 ; 澄清槽的体积 : 3 ×300m3 ; 焦油 、氨水在 澄清槽的停留时间 :约 27m in;澄清池出口焦油的含 水量 : ≥10% ;焦油在焦油槽蒸汽加热后沉淀 48 小 时后的含水量 : 415% ~715% ;外排氨水的含油量 :
4月 21日 112
<2
4月 22日 119 4月 22日 115 4月 22日
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4月 23日 117 4月 23日 115 4月 23日 117
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4月 24日 115 4月 24日 114 4月 24日 116
<2
4月 25日
4月 25日
4月 25日 116
<2
4月 26日
4月 26日
4月 26日
试验条件 : 从焦化厂回收车间取氨水焦油混合 物 , 预热温度 50℃, 恒温箱温度 90℃, 破乳剂按 3ppm 加入 。混合搅拌速度为 1200 r/m in, 搅拌 lm in 后 , 再恒温沉降 15m in, 最后取脱水后焦油测定其 水含量 , 计算出脱水率 。试验结果见表 1。
表 1 破乳剂脱水率试验数据
6 结束语
综上所述 , 可以用因果图 (图 1) 来分析降低
泵送混凝土成本的方法 , 更加一目了然 。
图 1 降低泵送混凝土成本方法因果图
特邀编辑 : 王根业
(上接第 32页 )
表 5 焦化厂回收车间焦油脱水试验数据统计
时间 3#焦油贮罐 时间 4#焦油贮罐 时间 5#焦油贮罐 备 注
焦油含水量 /%
showed that the water content of tar having been separated was fewer than 210%. In the end, the effect of effective
em ulsion breaker on recycle rate of tar and naphthalene was discussed.
在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 , 此时 , 焦油氨水乳 化液的脱水率达到最大值 。破乳剂的最好脱水效果
时的用量见表 2。
表 2 破乳剂最好脱水效果试验数据
破乳剂
最大脱水率 /%
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂 9912
关键词 : 焦油 氨水 分离 破乳剂
Abstract: The operation of tar2ammonia separation system in coking p lant is analysed, then the effective e2
mulsion breaker, which is suitable for tar and ammonia fast separation, is choosen to make experiment. The results
油的脱水 ,采用重力沉降及蒸汽加热的工艺 。循环 充分混合并乳化 ,氨水和焦油多以水包油型 (O /W )
氨水喷洒荒煤气时温度较高 ,产生的氨水 、焦油混合 乳化液形式存在 。由于焦油中含有天然的界面活性
物在极细颗粒的热解碳的催化作用下 ,形成水包油 物质 ,如沥青质 、胶质 、喹啉类极性物等 ,吸附在乳化
焦油含水量 /%
焦油含水量 / %
4月 11日
4月 11日
4月 11日 214
4月 12日
4月 12日
4
4月 12日
4月 13日
4月 13日
4月 13日 314
4月 14日 313 4月 14日 215 4月 14日 218
4月 15日 213 4月 15日 116 4月 15日 215
4月 16日
Key W ords: tar, ammonia, separation, emulsion breaker
1 前言
500~600ppm;焦油中萘含量 :约 819%。 212 焦油 、氨水乳化状况
焦化厂在用循环氨水喷洒荒煤气的同时 ,产生
在循环回来的油水混合物中 ,焦油约占 017%
大量的氨水焦油混合物 ,为了分离氨水 、焦油及煤焦 左右 ,在高温和高速流动的混合作用下 ,焦油和氨水
研究与开发
高效破乳剂在焦化油水分离中的试验与研究
于世友 李志峰 江 丹 王俊华 (焦化厂 ) (技术研发中心 ) (特殊钢厂 )
摘 要 : 系统分析了莱钢焦化厂焦油氨水分离系统的运行状况 , 筛选了适合焦油氨水快速分离的高效 破乳剂进行试验 , 使分离后焦油的含水量达到了 210%以下 , 并探讨了采用高效破乳剂后对焦油 、萘等回 收率等的影响 。
表 4 破乳剂对焦油深加工的影响试验结果
破 乳 剂
加入破乳剂的 加入破乳剂脱 油水混合物 水后的焦油
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯 聚醚破乳剂
未见异常
未见异常
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂
有乳化作用 , 出现油水互溶
焦油颜色 微显白浊色
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树 脂破乳剂
未见异常
未见异常
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
表 3 破乳剂高温性能试验数据
破 乳 剂
80℃ 180℃ 200℃
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚 醚破乳剂
未见异常
未见异常
未见异常
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂 未见异常 分解 分解
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂 破乳剂
未见异常
分解
分解
甲基丙烯酸甲酯 - 丙烯酸丁 酯 - 苯乙烯衍生物三元共聚 未见异常 未见异常 未见异常 物破乳剂
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莱钢科技 2006年 8月
破乳剂
加入量 /ppm
环氧丙烷嵌段聚醚 HA系列
3
环氧丙烷嵌段聚醚 HB系列
3
失水山梨醇单油酸脂破乳剂
3
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂
3
水解的聚丙烯酞胺破乳剂
3
千基酚聚氧乙烯醚破乳剂
3
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂破乳剂
3
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
3
油溶性酚醛树脂类破乳剂
未见异常
未见异常
21315 破乳剂的确定 通过上述各项试验 , 确定破乳剂水溶性聚氧乙
烯聚氧丙烯聚醚破乳剂 , 工业性试验用量为循环氨 水的 315ppm , 连续加入到循环氨水中 。
3 高效破乳剂在焦油氨水分离中的工业性试验
311 加药点的确定 根据系统情况和药剂的作用机理决定加药点的 选择 , 由于循环氨水是闭路循环 , 如果在管路上开 口 , 影响生产 , 研究管路系统 , 在不停车的情况 下 , 从氨水循环泵前氨水取样口加入 , 在取样口重 新铺设一条加药管路 , 在管路上安装回止阀 , 用高 压定量加药泵加入 , 既不影响氨水取样又可加入破 乳剂 , 又不用停车影响生产 。 312 试验过程中需要检测的项目 焦油氨水分离系统运行状况 、机械化澄清槽焦 油 、氨水水位情况 、氨水循环量检测 、焦油产量 、焦油 从澄清槽排出时间及含水量 、焦油中的萘含量 、破乳 剂的加入量 、氨水含油量等 。焦油脱水试验数据统计 表 5,试验前后氨水含油及萘含量见表 6。(下转第 55页 )
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4月 18日 117 4月 18日 115 4月 18日
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4月 19日 118 4月 19日 115 4月 19日 114
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4月 20日 116 4月 20日 112 4月 20日 112
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千基酚聚氧乙烯醚破乳剂
9815
聚氧乙烯聚氧丙烯酚醛树脂破乳剂
9915
用量 /ppm 315 415 410
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 。
9918
515
21314 高温性能及工艺流程试验 通过用重油加热的方式 , 结合工艺流程试验 ,
对上述四种破乳剂进行高温 、对焦油深加工的影 响 、是否对焦油具有乳化作用进行了试验 。试验对 象为 : 四种破乳剂 、加入破乳剂的油水混合物 、加 入破乳剂脱水后焦油 。试验结果见表 3。
3
脱水率 /% 8514 9215 9410 9814 9010 9613 9510
9715
9216
21313 破乳剂用量与脱水率的关系试验 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 的 用 量 从 015ppm、 110ppm、 115ppm、 210ppm、 215ppm、 310ppm、 315ppm、 410ppm、 415ppm、 510ppm、 515ppm、 610ppm、 615ppm、710ppm 进行试验 , 对比脱水效果 , 确定 最佳用量 。
或油包水的乳化液 ,使氨水 、焦油分离困难 ,从机械 液的油水界面上 ,形成牢固的界面膜 ,致使乳化液变
化澄清槽分离出的焦油含水量在 10%以上 。为了 得十分稳定 ,不易分离 。目前破乳有机械 、物理 、化
降低焦油的含水量采用蒸气加热的方法 ,使焦油的 学等多种方法 ,但使用最多 、最有效的是以破乳剂为
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 。
21312 破乳效果的测定
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试验结束
表 6 试验前后氨水含油及焦油含萘量
氨水含油量 /ppm 萘含量 / %
试验前 500~600
819
试验后期 140~150
1110
4 试验结果与分析
通过 一个 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 1155% ; 氨水中的焦油含量由 原先的 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 ; 焦油不加热的情况下 , 焦油中 的萘含量由原先的 719%升高到 1110%左右 , 提高 了焦油深加工中萘的产量 , 降低了萘向大气中的扩 散量 。
4 环境条件
环境温度的变化影响混凝土的可泵性能 , 夏季 要考虑坍落度损失 ; 冬季由于气温低 , 混凝土与输 送管壁的磨擦力增大 , 可泵性降低 。所以应按规定 进行现场坍落度测定 , 通过试验调整用水量 。
5 人的因素
影响混凝土施工的各个环节 ,成本控制必须首 先解决人的问题 ,如果疏于管理 、责任心不强 、技术 规程执行不严密 、解决问题能力差 、不善于总结经验 和教训等等 ,就谈不上成本控制 。所以 ,要对相关人 员加强培训和教育 ,提高管理能力 、管理水平和技术 素养 ,在公司范围内形成成本管理的氛围 。
于世友 , 等 : 高效破乳剂在焦化油水分离中的试验与研究 第 4期 (总第 124期 )
试验以脱水率表示破乳效果 , 测定采用静态评 价法 。
仪器 : 南京炼油厂与江苏电分析仪器厂开发的 PDY一型破乳剂评选仪 ; 石油化工科学研究院研 制 、江苏电分析仪器厂生产的 WC一型水含量测定 仪。
含水量降到 4%左右 ,但这样的含水量仍然较高 ,影 主的化学方法 ,在实际应用中 ,为实现焦油的深度脱
响焦油深加工 ,需要在焦油加工前再进行蒸汽加热 水 ,又往往将不同的方法结合 。
脱水 。
213 高效破乳剂的筛选
为了加速焦油氨水的分离 ,降低分离后焦油的
21311 破乳剂种类
含水量及分离后氨水的含油量 ,进行了高效破乳剂
主要以石油行业原油破乳工艺中常用的破乳剂
在焦油氨水分离中的工业试验 。
为筛选 对 象 , 有 以 下 种 类 : 环 氧 丙 烷 嵌 段 聚 醚
2 高效破乳剂的筛选
(HA 系列 : 多元醇为起始剂 ; HB 系列 : 烷基酚醛 树脂为起始剂 ) 、失水山梨醇单油酸脂破乳剂 、油
211 焦化厂目前焦油氨水分离现状 目前机械化澄清槽进口流量 : 1600m3 / h;温度 : 80℃左右 ; 澄清槽的体积 : 3 ×300m3 ; 焦油 、氨水在 澄清槽的停留时间 :约 27m in;澄清池出口焦油的含 水量 : ≥10% ;焦油在焦油槽蒸汽加热后沉淀 48 小 时后的含水量 : 415% ~715% ;外排氨水的含油量 :
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4月 26日
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试验条件 : 从焦化厂回收车间取氨水焦油混合 物 , 预热温度 50℃, 恒温箱温度 90℃, 破乳剂按 3ppm 加入 。混合搅拌速度为 1200 r/m in, 搅拌 lm in 后 , 再恒温沉降 15m in, 最后取脱水后焦油测定其 水含量 , 计算出脱水率 。试验结果见表 1。
表 1 破乳剂脱水率试验数据
6 结束语
综上所述 , 可以用因果图 (图 1) 来分析降低
泵送混凝土成本的方法 , 更加一目了然 。
图 1 降低泵送混凝土成本方法因果图
特邀编辑 : 王根业
(上接第 32页 )
表 5 焦化厂回收车间焦油脱水试验数据统计
时间 3#焦油贮罐 时间 4#焦油贮罐 时间 5#焦油贮罐 备 注
焦油含水量 /%
showed that the water content of tar having been separated was fewer than 210%. In the end, the effect of effective
em ulsion breaker on recycle rate of tar and naphthalene was discussed.
在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 , 此时 , 焦油氨水乳 化液的脱水率达到最大值 。破乳剂的最好脱水效果
时的用量见表 2。
表 2 破乳剂最好脱水效果试验数据
破乳剂
最大脱水率 /%
水溶性聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚破乳剂 9912
关键词 : 焦油 氨水 分离 破乳剂
Abstract: The operation of tar2ammonia separation system in coking p lant is analysed, then the effective e2
mulsion breaker, which is suitable for tar and ammonia fast separation, is choosen to make experiment. The results
油的脱水 ,采用重力沉降及蒸汽加热的工艺 。循环 充分混合并乳化 ,氨水和焦油多以水包油型 (O /W )
氨水喷洒荒煤气时温度较高 ,产生的氨水 、焦油混合 乳化液形式存在 。由于焦油中含有天然的界面活性
物在极细颗粒的热解碳的催化作用下 ,形成水包油 物质 ,如沥青质 、胶质 、喹啉类极性物等 ,吸附在乳化
焦油含水量 /%
焦油含水量 / %
4月 11日
4月 11日
4月 11日 214
4月 12日
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4月 12日
4月 13日
4月 13日
4月 13日 314
4月 14日 313 4月 14日 215 4月 14日 218
4月 15日 213 4月 15日 116 4月 15日 215
4月 16日
Key W ords: tar, ammonia, separation, emulsion breaker
1 前言
500~600ppm;焦油中萘含量 :约 819%。 212 焦油 、氨水乳化状况
焦化厂在用循环氨水喷洒荒煤气的同时 ,产生
在循环回来的油水混合物中 ,焦油约占 017%
大量的氨水焦油混合物 ,为了分离氨水 、焦油及煤焦 左右 ,在高温和高速流动的混合作用下 ,焦油和氨水