前言
本文件按照 GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国石油和化学工业联合会提出。
本文件由全国化工机械与设备标准化技术委员会(SAC/TC 429)归口。
本文件起草单位:华东理工大学、上海米素环保科技有限公司、中海油研究总院有限责任公司、中海石油(中国)有限公司天津分公司、浙江衢州硅宝化工有限公司、中海石油(中国)有限公司深圳分公司中海石油(中国)有限公司海南分公司、中国化工装备协会、中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司、天华化工机械及自动化研究设计院有限公司、广东石油化工学院。
本文件主要起草人:杨强、刘懿谦、卢浩、许萧、钱运东、黄燎云、张明、张春生、李冲合、袁玮、李劲松、陈子婧、宫景雯、姜安、张宗超、高爽、王升东、朱凯、赵敏、李宝恒、马小强、钱文超、沈书乾。
1 范围
本文件规定了含石油烃废水逐级聚结分离处理器的分类、型号与结构型式、基本参数、技术性能、要求、检验与试验方法、检验规则以及标识、随行文件、运输和贮存。
本文件适用于电脱盐、常压蒸馏、减压蒸馏等石油炼制和化工过程中针对含石油烃废水处理的逐级聚结分离处理器(以下简称“分离器”)的设计、制造和检验
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 150.1 压力容器 第1部分:通用要求
GB/T 150.2 压力容器 第2部分:材料
GB/T 150.3 压力容器 第3部分:设计
GB/T 150.4 压力容器 第4部分:制造、检验和验收
GB/T 1804—2000 一般公差 未注公差的线性和角度尺寸的公差
GB/T 4240 不锈钢丝
GB/T 4732.1 压力容器分析设计 第1部分:通用要求
GB/T 4732.2 压力容器分析设计 第2部分:材料
GB/T 4732.3 压力容器分析设计 第3部分:公式法
GB/T 4732.4 压力容器分析设计 第4部分:应力分类方法
GB/T 4732.5 压力容器分析设计 第5部分:弹塑性分析方法
GB/T 4732.6 压力容器分析设计 第6部分:制造、检验和验收
GB/T 13306 标牌
GB/T 22523 塞尺
GB/T 35748 聚四氟乙烯长丝
HG/T 6202 气-液旋流渗滤分离器
HJ 637 水质 石油类和动植物油类的测定 红外分光光度法
JB/T 12015 膜片式差压表
JB/T 12201 焊接检验尺
NB/T 10558 压力容器涂敷与运输包装
NB/T 47003.1 常压容器 第1部分:钢制焊接常压容器
NB/T 47013.2—2015 承压设备无损检测 第2部分:射线检测
NB/T 47013.3—2023 承压设备无损检测 第3部分:超声检测
NB/T 47013.4—2015 承压设备无损检测 第4部分:磁粉检测
NB/T 47013.5—2015 承压设备无损检测 第5部分:渗透检测
NB/T 47013.7 承压设备无损检测 第7部分:目视检测
NB/T 47013.10—2015 承压设备无损检测 第10部分:衍射时差法超声检测
NB/T 47013.15—2021 承压设备无损检测 第15部分:相控阵超声检测
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
NB/T 47015 压力容器焊接规程
NB/T 47016 承压设备产品焊接试件的力学性能检验
QB/T 2443—2024 钢卷尺
SH/T 3096 高硫原油加工装置设备和管道设计选材标准
SN/T 3812 石油产品水含量的测定 卡尔·费休库仑滴定法
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 石油烃 petroleum hydrocarbon
在pH≤2的条件下,能够被四氯乙烯萃取且不被硅酸镁吸附的物质。
[来源:HJ 637—2018,3.2]
3.2
含石油烃废水 wastewater containing petroleum hydrocarbon
在石油炼制和化工生产过程中,因机械混合、冷凝相变等原因造成的富含石油烃的废水。
3.3 逐级聚结分离处理器 multi-stage coalescing separators
根据待分离石油烃粒径进行逐级处理,以液相中液滴聚结为基本原理的含油废水处理设备。
3.4 纤维 fiber
可织造的金属材质以及非金属材质细丝。
3.5 模块 module
使用纤维织造的,对油滴具有聚结功能的纤维组合件。
4 分类、型号与结构型式
4.1 分类
根据空间位置情况,分离器可划分为立式分离器和卧式分离器。分离器包括多级模块和必要的支撑结构,根据模块形式可分为横截面填充式、纵截面填充式、管式圆形和管式方形。
4.2 型号
分离器的型号表示为:
OW-□-设计压力,MPa额定处理量,m
3
/h分离器公称直径,mm模块形式代号:SC———横截面填充式、SV———纵截面填充式TC———管式圆形、TR———管式方形,多级模块形式代号按顺序排列设置模块级数:1、2、3分离器分类代号:H———卧式、V———立式含石油烃废水逐级聚结分离处理器代号
示例:采用立式设备,设备内设置3级模块,第1、2级模块为管式圆形,第3级模块为纵截面填充式,额定处理量为220 m
3
/h,设计压力为2.0 MPa,公称直径为2200 mm 的含石油烃废水逐级聚结分离处理器,其型号为: OW-V-3-TC/TC/SV-2200-220/2.0
4.3 结构型式
卧式分离器结构示意图见图1,立式分离器结构示意图见图2。
标引序号说明:
1 ———含石油烃废水入口腔; 5 ———逐级集油腔; d———石油烃二级排放口;
2 — ——一级聚结分离模块; a 含石油烃废水入口; e ———石油烃一级排放口。
3 ———一级集油腔; b ——一级出水口;
4 ———逐级聚结分离模块; c ———二级出水口;
注:左图为管式方形聚结模块分离器剖面图,右图为横截面填充式聚结模块分离器剖面图
图1 卧式分离器结构示意图
标引序号说明:
1 ———逐级集油腔;
4 ———一级聚结分离模块;
b———石油烃二级排放口;
2 ———逐级聚结分离模块;
5 ———一级集油腔;
c ——— 出水口;
3 ———含石油烃废水入口腔;
a 含石油烃废水入口;
d———石油烃一级排放口。
注:左图为管式圆形聚结模块分离器剖面图,右图为纵截面填充式聚结模块分离器剖面图。
图 2 立式分离器结构示意图
5 基本参数
5.1 分离器参数
分离器参数应符合表1的规定。
| 含石油烃废水入口石油烃的质量浓度mg/L | 出水口石油烃的质量浓度最高限值mg/L | 模块级数 | 每个模块的空隙率a1级/2级/3级 |
| >500~1000 | 200 | 1 | 0.8~0.85 |
| 100 | 1 | 0.75~0.8 | |
| 50 | 2 | 0.85~0.9/0.7~0.75 | |
| 30 | 3 | 0.9~0.95/0.85~0.9/0.7~0.75 | |
| >1000~1500 | 200 | 1 | 0.75~0.8 |
| 100 | 2 | 0.9~0.95/0.8~0.85 | |
| 50 | 2 | 0.85~0.9/0.7~0.75 | |
| 30 | 3 | 0.9~0.95/0.8~0.85/0.7~0.75 | |
| >1500~2000 | 200 | 2 | 0.9~0.95/0.8~0.85 |
| 100 | 2 | 0.85~0.9/0.75~0.8 | |
| 50 | 3 | 0.9~0.95/0.8~0.85/0.7~0.75 | |
| 30 | 3 | 0.85~0.9/0.75~0.8/0.7~0.75 | |
| a空隙率为模块中空隙所占的体积与模块总体积之比,空隙率的计算应按HG/T 6202的规定。 | |||
5.2 分离器纤维参数
分离器纤维应符合 GB/T 4240、GB/T 35748的规定,分离器纤维参数应符合表2的规定。
| 分离精度aμm | 纤维材质 | 纤维丝径μm |
| >1~3 | PTFE | 10~30 |
| >3~5 | PTFE、PP | 30~50 |
| >5~10 | 022Cr17Ni12Mo2、PTFE、PP | 50~100 |
| >10 | 022Cr17Ni12Mo2、PTFE、PP | 100~300 |
| 注:PTFE---聚四氟乙烯;PP---聚丙烯。 | ||
| a分离精度指能有效截留的最小油滴尺寸(见GB/T 20079)。 | ||
5.3 填充式模块主要参数
5.3.1 为便于分离器安装,截面填充式模块应由可通过人孔进出的多组模块拼装而成,分块后的模块长边尺寸 a 应不大于分离器公称直径的一半或小于人孔尺寸,短边尺寸 b 应不大于400 mm。截面填充式模块分块形式见图3。
标引符号说明:
a 分块后的模块长边尺寸;
Hs 纵截面填充式模块高度;
b ——— 分块后的模块短边尺寸;
h ——— 纵截面填充式模块厚度;
DN 横截面填充式模块公称直径;
W ——— 纵截面填充式模块总宽度。
图 3 截面填充式模块分块形式
5.3.2 横截面填充式模块应用于卧式设备,其主要尺寸应符合表3的规定
| 处理量a | 模块厚度(h) | 公称直径(DN)b |
| m3/h | mm | mm |
| ≤5 | 200 | 400 |
| >5~15 | 200 | 600 |
| >15~30 | 200 | 800 |
| 处理量am3/h | 模块厚度(h)mm | 公称直径(DN)bmm |
| >30~45 | 200 | 1 000 |
| >45~60 | 250 | 1 200 |
| >60~85 | 250 | 1 400 |
| >85~110 | 250 | 1 600 |
| >110~140 | 300 | 1 800 |
| >140~170 | 300 | 2 000 |
| >170~200 | 300 | 2 200 |
| a处理量指含石油烃废水的体积流量。b对横截面填充式模块,公称直径为分离器内径DN。 | ||
| 处理量 | 模块厚度(h) | 模块总宽度(W) | 模块高度(HS) |
| m3/h | mm | mm | mm |
| ≤5 | 200 | 400 | 300 |
| >5~15 | 200 | 600 | 400 |
| >15~30 | 300 | 800 | 500 |
| >30~45 | 300 | 1000 | 600 |
| >45~60 | 350 | 1200 | 700 |
| >60~85 | 350 | 1400 | 800 |
| >85~110 | 350 | 1800 | 900 |
| >110~140 | 400 | 2000 | 1000 |
| >140~170 | 400 | 2000 | 1200 |
| >170~200 | 400 | 2000 | 1400 |
5.4 管式模块主要尺寸
管式圆形模块通常用于立式设备,管式方形模块通常用于卧式设备。管式模块主要尺寸应符合表5的规定,管式模块尺寸示意见图4。
| 单管m处3/h理量 | 内孔m直m径(d) | 内切模圆块m直外m径径/(D) | 模块厚mm度(ha) | 模块高mm度(H) |
| ≤30 | 200 | 700 | 250 | 400 |
| >30~35 | 200 | 700 | 250 | 450 |
| >35~40 | 200 | 700 | 250 | 550 |
| >40~45 | 200 | 700 | 250 | 600 |
| >45~50 | 200 | 700 | 250 | 650 |
| >50~55 | 200 | 700 | 250 | 750 |
| >55~60 | 200 | 700 | 250 | 800 |
| >60~65 | 200 | 700 | 250 | 850 |
| >65~70 | 200 | 700 | 250 | 950 |
| >70~75 | 200 | 700 | 250 | 1000 |
| >75~80 | 200 | 700 | 250 | 1100 |
| >80~90 | 200 | 700 | 250 | 1200 |
| >90~100 | 200 | 700 | 250 | 1300 |
| a当采用管式模块时,模块厚度h为模块外径或内切圆直径D与内孔直径d差值的1/2。 | ||||
d ——— 内孔直径;
———模块外径/内切圆直径;
h 模块厚度;
H 模块高度。
图 4 管式模块尺寸示意图
6 技术性能
6.1 分离器对石油烃的分离效率宜不小于90%。分离器分离石油烃的效率可按公式(1)计算。
η = (1 - ρout / ρin) ×100%
……………………(1)
式中:
η 分离效率;
ρin 含石油烃废水入口石油烃的质量浓度,单位为毫克每升(mg/L);
ρout 出水口石油烃的质量浓度,单位为毫克每升(mg/L)。
6.2 分离器连续运行周期应不少于3年。
6.3 分离器含石油烃废水入口、出水口之间的压力降应不大于0.2 MPa。
6.4 石油烃二级排放口处的石油烃中游离水的质量分数应不大于0.03%。
6.5 出水口石油烃质量浓度应符合表1的规定。
7 要求
7.1 材料
7.1.1 当采用规则设计方法设计时,分离器的承压壳体材料应符合 GB/T 150.2的规定;当采用分析设计方法设计时,分离器的承压壳体材料应符合 GB/T 4732.2的规定。
7.1.2 与壳体焊接的内构件应采用与壳体相同材质。
7.1.3 分离器常压元件的材料应符合 NB/T 47003.1的规定。
7.1.4 当采用分析设计方法设计时,焊接材料应符合 GB/T 4732.2的规定。
其他情况下的焊接材料应符合 GB/T 150.2的规定。
7.1.5 当含石油烃废水里的油品中硫的质量分数大于或等于1%时,分离器受压元件及分离器内支撑结构的材料选用应符合SH/T 3096的规定。
7.1.6 分离器的模块材质在检修时应能承受140 ℃蒸汽的吹扫,受蒸汽喷击的管线、导电物体应与油罐或设备进行接地连接。
7.2 设计
7.2.1 分离器常压元件的设计应符合 NB/T 47003.1的规定。
7.2.2 当采用规则设计方法设计时,分离器承压元件的设计应符合 GB/T 150.3的规定。
7.2.3 当采用分析设计方法设计时,分离器承压元件的设计应符合 GB/T 4732.3、GB/T 4732.4、GB/T 4732.5的规定。
7.2.4 分离器中模块截面流速应不大于0.04 m/s,至少有一个级的流速应控制在0.01 m/s~0.02 m/s范围内。
注:流速等于处理量除以分离器横截面积。
7.2.5 分离器中石油烃储存腔数量宜和分离级数保持一致,也可多级共用一个石油烃储存腔。
7.2.6 分离器内部模块及其支撑件应能从设备人孔自由进出,内部模块应能拆装、更换。
7.2.7 当分离器进料含石油烃废水中含有粒径大于100
μm 的固体颗粒时,应在分离器前增设相应精度的前置过滤器。
7.2.8 分离器的内置纤维,不应隔断本设备其他导电性或者耗散性部件的接地连接。
7.3 制造
7.3.1 通用要求
7.3.1.1 当采用规则设计方法设计时,分离器容器制造应符合 GB/T 150.4的规定;当采用分析设计方法设计时,分离器容器制造应符合 GB/T 4732.6的规定。
7.3.1.2 分离器常压元件的制造应符合 NB/T 47003.1的规定。
7.3.1.3 机械加工面自由尺寸的未注尺寸极限偏差应符合 GB/T 1804—2000中的 m 级。
7.3.2 焊接
7.3.2.1 焊接规程应符合 NB/T 47015的规定,焊接工艺评定应符合 NB/T 47014的规定
7.3.2.2 对接焊接接头不应有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、未填满、夹渣和飞溅物、弧坑等缺陷。采用分析设计方法设计的对接焊接接头不应有咬边,其余情况下的对接焊接接头咬边应符合GB/T 150.4的规定。
其他情况下的承压设备、常压设备的焊接接头外观质量应分别符合 GB/T 150.4、GB/T 4732.6、NB/T 47003.1的规定。
7.3.2.3 焊缝与母材应圆滑过渡,角焊缝的外形应凹形圆滑过渡。
7.3.2.4 分离器承压元件的焊接返修:当采用规则设计方法设计时,应符合 GB/T 150.4的规定;当采用分析设计方法设计时,应符合 GB/T 4732.6的规定。
分离器常压元件焊接的返修应符合 NB/T 47003.1的规定。
7.3.3 分离器元件焊后热处理
7.3.3.1 分离器承压元件焊后热处理:当采用规则设计方法设计时,应符合 GB/T 150.4的规定;当采用分析设计方法设计时,应符合 GB/T 4732.6的规定。
7.3.3.2 分离器常压元件焊后热处理应符合 NB/T 47003.1的规定。
7.3.4 产品焊接试件力学性能检验
产品焊接试件应进行力学性能检验,产品焊接试件应符合 GB/T 150.4、GB/T 4732.6的规定
7.3.5 无损检测
7.3.5.1 分离器的焊接接头分类应符合 GB/T 150.1的规定。
7.3.5.2 分离器为常压容器时,焊接接头无损检测应符合 NB/T 47003.1的规定。
7.3.5.3 当采用规则设计方法设计时,A 类、B类焊接接头应进行射线检测或超声检测,射线检测、超声检测的比例应符合 GB/T 150.4的规定。
射线检测技术等级应不低于 NB/T 47013.2—2015中的 AB级,100%射线检测的合格质量等级应不低于 NB/T 47013.2—2015中的Ⅱ级,局部射线检测的合格质量等级应不低于 NB/T 47013.2—2015中的Ⅲ级。
超声检测包括脉冲反射法超声检测、衍射时差法超声检测或相控阵超声检测,超声检测种类的选择应符合设计文件的规定。脉冲反射法超声检测技术等级应不低于 NB/T 47013.3—2023中的 B 级100%脉冲反射法超声检测合格质量等级应为 NB/T 47013.3—2023中的Ⅰ级,局部脉冲反射法超声检测的合格质量等级应不低于 NB/T 47013.3—2023中的Ⅱ级。衍射时差法超声检测技术等级应不低于NB/T 47013.10—2015中的 B级,衍射时差法超声检测合格质量等级应不低于 NB/T 47013.10—2015中的Ⅱ级。相控阵超声检测技术等级应不低于 NB/T 47013.15—2021中的 B级,相控阵超声检测合格质量等级应为 NB/T 47013.15—2021中的Ⅰ级。
7.3.5.4 当采用规则设计方法设计时,C类、D类焊接接头应进行100%磁粉检测或100%渗透检测,磁粉检测合格质量等级应为 NB/T 47013.4—2015 中规定的 Ⅰ 级,渗透检测合格质量等级应为NB/T 47013.5—2015中规定的Ⅰ级。
其他情况下,C类、D类焊接接头无损检测应符合 GB/T 150.4的规定。
7.3.5.5 当采用分析设计方法设计时,焊接接头无损检测的种类和质量要求应符合 GB/T 4732.6的规定。
7.3.6 耐压性能试验
分离器壳体在焊接接头无损检测合格后,应进行耐压性能试验,试验过程中不应有渗漏、可见的变形和异常声响。
8 检验与试验方法
8.1 压力降试验
在设计处理量下,使用符合JB/T 12015规定的膜片式差压表,检测分离器含石油烃废水入口、出水口之间的压力降,检测频次应不少于5次,取压力降多次测量值的算术平均值。
8.2 石油烃中游离水质量分数试验
石油烃中游离水质量分数试验应按SN/T 3812的方法进行。
8.3 出水口石油烃质量浓度试验
出水口石油烃质量浓度试验应按 HJ 637的方法进行。
8.4 尺寸检验
尺寸检验应按 GB/T 150.4(采用规则设计方法设计时)、GB/T 4732.6(采用分析设计方法设计时)或 NB/T 47003.1(常压元件)的方法进行。尺寸检验宜用游标卡尺、螺纹千分尺、百分表、钢卷尺、直尺塞尺、焊接检验尺等进行。钢卷尺精度等级为 QB/T 2443—2024中的Ⅰ级,游标卡尺的分度值应为0.02 mm,螺纹千分尺的分度值应为 0.01 mm,百分表的分度值应不大于 0.01 mm,塞尺应符合GB/T 22523的规定,焊接检验尺应符合JB/T 12201的规定。
8.5 外观质量
外观质量检验可采用目视的方法进行检查,外观目视检测应按 NB/T 47013.7的方法进行。
8.6 产品焊接试件
产品焊接试件的制备与评定按 NB/T 47016的方法进行。
8.7 无损检测
射线检测应按 NB/T 47013.2—2015的方法进行,脉冲反射法超声检测应按 NB/T 47013.3—2023的方法进行,衍射时差法超声检测应按 NB/T 47013.10—2015 的方法进行,相控阵超声检测应按NB/T 47013.15—2021的方法进行,磁粉检测应按 NB/T 47013.4—2015的方法进行,渗透检测应按NB/T 47013.5—2015的方法进行。
8.8 耐压性能试验
当分离器为常压容器时,耐压性能试验压力应符合 NB/T 47003.1 的规定,耐压性能试验应按NB/T 47003.1的方法进行。
当分离器为承压容器,且设计压力不大于35 MPa时,耐压性能试验压力应符合 GB/T 150.1的规定,耐压性能试验应按 GB/T 150.4的方法进行。
当分离器设计压力大于35 MPa且小于100 MPa时,耐压性能试验压力应符合 GB/T 4732.1的规定,耐压性能试验应按 GB/T 4732.6的方法进行。
9 检验规则
9.1 检验分类
分离器的检验分为出厂检验和型式检验。
9.2 出厂检验
9.2.1 每台分离器应进行出厂检验。
9.2.2 出厂检验的项目包括5.2~5.4、7.3.1、7.3.2.2~7.3.2.4、7.3.5、7.3.6的要求。
9.2.3 如出现检验不合格的项目,允许在进行修复后再检验,如仍出现检验不合格的项目,则判定出厂检验不合格。
9.3 型式检验
9.3.1 凡属下列情况之一者,应进行型式检验:
a) 新产品及新规格产品定型或老产品转厂生产;
b) 因产品结构、工艺或主要材料的更改,可能影响产品性能时;
c) 产品停产超过1年,并恢复生产时;
d) 产品正常生产,每5年进行一次型式检验;
e) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。
9.3.2 型式检验可在制造商处从出厂检验合格的产品中随机抽样进行检验或在用户现场实测,抽样数应不少于1台。
9.3.3 型式检验项目为出厂检验项目和6.1、6.3~6.5的要求。
9.3.4 型式检验如出现检验项目不合格应加倍抽检,如仍出现不合格项目,则判定型式检验不合格。
10 标识、随行文件、运输和贮存
10.1 标识
分离器的标识用铭牌的方式表示,每台产品应在醒目部位设置耐腐蚀材质的产品铭牌,铭牌应符合GB/T 13306的规定。常压设备铭牌的内容应符合 NB/T 47003.1的规定,承压设备铭牌的内容应符合GB/T 150.4的规定。产品铭牌内容至少包括:
a) 制造商名称;
b) 产品名称、型号;
c) 制造日期及产品编号;
d) 额定处理量 (m3/h) 、设计压力 (MPa) 、额定使用温度(℃);
e) 设备净重(kg);
f) 本文件编号。
10.2 随行文件
10.2.1 承压设备随行文件应符合 GB/T 150.4的规定,常压设备随行文件应符合 NB/T 47003.1的规定。每件分离器出厂应携带下列随行文件:
a) 质量证明文件,如产品合格证、质量证明书、耐压试验报告、无损检测报告等;
b) 产品安装、操作和维护说明书;
c) 分离器工艺流程图;
d) 设备尺寸及管口方位图;
e) 设备基础设计条件;
f) 产品配件清单。
10.2.2 包装应确保产品在运输过程中免受损伤、不丢失附件和文件。
10.3 运输
分离器的涂敷和运输应符合 NB/T 10558的规定。
10.4 贮存
分离器安装前应在库房内贮存,地面应干燥,空气相对湿度应不大于85%。考虑到现场没有任何防护的情况,宜使用充氮保护。接缝处应用防油胶带密封住。对所有零部件进行清洁、防锈和妥善保护处理。
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