乙烯装置污水预处理pH控制调节系统的优化

张 囡，李元明，张家申

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 中国石油抚顺石化公司乙烯项目经理部， 辽宁 抚顺 113004）

乙烯装置污水预处理pH控制调节系统的优化

张 囡1，李元明2，张家申2

（1. 辽宁石油化工大学， 辽宁 抚顺 113001； 2. 中国石油抚顺石化公司乙烯项目经理部， 辽宁 抚顺 113004）

介绍抚顺乙烯化工厂乙烯装置污水预处理工艺流程，及其污水预处理pH控制调节系统在乙烯装置上的应用。针对污水预处理pH控制调节系统在运行中存在的实际问题，提出优化措施，并给出优化前后乙烯装置污水预处理效果的比较结果。

乙烯装置；污水预处理；pH控制调节系统；优化措施

我国乙烯工业正处于高速发展阶段，预计到2015年将达到21～23 Mt/a。乙烯装置是工业取水和排水大户。以加工量为1.0的Mt/a某乙烯厂为例，2007年总取新水量为1 611 m3/h，外排污水量约

1 000 m3/h［1］。如何处理好乙烯装置排放的污水,使其排水符合国家环保法规的严格要求,将成为乙烯工业可持续发展的关键环节之一。

本文介绍抚顺乙烯化工厂乙烯装置污水预处理工艺流程，及其污水预处理pH控制调节系统在乙烯装置上的应用。针对污水预处理pH控制调节系统在运行中存在的实际问题，提出优化措施，并给出优化前后乙烯装置污水预处理效果的比较结果。

1 概 述

1.1 污水处理工艺流程介绍

1991年12月，抚顺乙烯化工厂乙烯装置正式投产，按外商设计乙烯装置废碱氧化系统排放的废碱液、急冷系统排污水、储运排污水、丁烯装置排放生产废水及乙烯化学池排放的废碱液进入中和池后，通过pH值自动监测仪表对废水的pH值进行监测，并通过控制系统由注酸泵自动向中和池中注酸，控制污水pH值6～9，然后流入调节池中与含油污水混合，经导流池后进入隔油池，采用API方式除油，废油装桶外售，除油后的污水进入提升池，通过提升泵送到污水场进行生化处理［2］。原设计处理能力30 t/h，14万t/a乙烯装置扩能改造后，预处理单元处理能力扩到60 t/h。

1.2 污水预处理pH调节系统介绍

P4加酸泵、pH传感器、变频调速器和CyboCon CE的MFA先进调节器共同构成pH值控制回路，对污水 pH值进行连续调节［2-5］。MFA先进调节器的应用，可以克服控制系统中的大滞后和非线性。当P4泵接近满量程工作状态时，自动启动P3加酸泵作为补充。控制方案示意图1。

2 当前pH控制存在的问题

当前pH控制存在的主要问题有以下三个方面：

（1）pH探头被污物覆盖。乙烯车间碱洗塔DA-203排放的废碱中，含有黄油、低聚物等不可回收的物质，随废碱液一同排到污水池中，时间长了在污水中和池中形成粘稠状聚合物，随污水流动粘着在探头表面，导致测量值与真实值偏差较大，引起外送污水pH超标。

（2）pH值探头传感器密封泄露，导致系统短路。污水外送系统的波动，造成污水有时显碱性，有时显酸性，长期的酸碱侵蚀使密封泄漏，水进入传感器接线头处使内部线路短路，pH值系统失去调节能力，造成污水超标。

（3）pH值控制系统死机。pH控制系统长期暴露在外部，精制水房粉尘较多，主机上积灰严重，造成系统短路，注酸泵停止工作，造成pH波动。

图1 pH控制方案示意图Fig.1 pH Control scheme diagram

3 优化措施

针对当前pH控制存在的主要问题，提出以下优化措施为：（1）根据污水流动方向，聚合物汇集地点，N2搅拌地点，将pH探头由2＃中和池和出口中间处（聚合物汇聚相对较多处），移至中和池出口，依靠水流的冲力带走聚合物。（2）把pH值信号引入控制室，这样DCS人员可以时时监测外排污水pH值情况，有利于岗位人员提前做出动作。（3）在pH值探头外面加了一层金属网，以防止油状聚合物覆盖在pH值探头上。（4）定期清理中和池中的油状聚合物，油状聚合物积累到一定量时，联系安全环保部门把油状聚合物出厂处理。（5）控制好碱洗塔排黄油操作，防止黄油排入中和池。（6）联系仪表人员定期对探头进行清洗；定期对电脑显示系统进行重启。（7）用密封胶对pH探头连接处进行了密封，定期进行擦洗，以防酸碱侵蚀。

4 pH控制结果的比较及分析

4.1 平稳率比较

以2010年的3，4，5，6四个月的平稳律为例做比较，优化前后比较结果如图2所示。

从图2容易看出，在优化调整前的3，4月份pH波动非常大，波动范围在2～14之间；在优化调整后的5，6月份pH波动在7.5～9之间，完全符合标准污水外送指标6.5～9。大大减轻了岗位及在线仪表人员的劳动强度，为车间环保工作提供了有利保障。

图2 pH值比较图Fig.2 PH value comparison chart

4.2 探头清理次数比较

pH控制优化前，以2010年3、4月份为例，清理次数分别为8次和9次。优化后，以2010年5、6月份为例，清理次数分别为1次和0次。显而易见，自从优化后探头清理次数明显减少，仪表人员劳动强度明显下降，而且减少了探头的损耗。避免了污水外送波动，造成水厂的冲击。

5 结 论

实践证明，污水预处理pH控制系统，采取优化措施后，pH值平稳律在要求的pH值范围内更加稳定；明显减少了探头清理次数；使优化前污水的pH值时常出现短时间内不合格的情况得到改善，确保污水外送100%合格。

为更好的控制外排污水pH值，本文给出以下一些想法：（1）在中和池的调节池上再增加一个pH值探头，这样有两个pH值探头，能起到互相校正作用。（2）把化学污水池液位指示引导控制室，这样DCS人员可以监测化学污水池入水及出水及液位情况，同时也有利于车间管理。（3）中和池提升池加一个液位指示，并引导控制室，这样DCS人员可以监测提升池液位情况，防止提升池溢流。（4）对控制系统进行完善，在化学中和池外排污水管线上加一个流量表和碱浓度表，并把信号传到控制系统，控制系统经过计算，得出需注酸量，通过开启P3泵补入此需算量。这样就能平稳的控制外排污水。

［1］ 傅晓萍，李本高．乙烯装置污水回用循环水技术研究与应用[J].石油炼制与化工，2011，42（4）：83－86.

［2］ 姚伟清，高维松．先进pH值控制系统在污水预处理单元的应用:油气储运[DB/OL].http://www.gongkong.com/webpage/solutions/ 200411/D-A754-383352C5D124.htm.2007-9-19.

［3］ 李长俊，李海，周姜涛．浅析乙烯装置急冷水和稀释蒸汽发生系统的pH控制[J]. 石油化工安全技术，2000，6：16－18.

［4］ 李才付.控制污水排放推行清洁生产[J]. 乙烯工业，2004，16（2）：61－66.

［5］ 杨翠容，庞全．智能控制及在化工过程控制中的应用[J]. 自动化仪表，1999，20（8）：34－36.

Optimization of pH Control
System in Pretreatment of Ethylene Plant Sewage

ZHANG Nan1，LI Yuan-ming2，ZHANG Jia-shen2
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113004，China）

The ethylene wastewater pretreatment process in Fushun ethylene chemical plant was introduced as well as application of pH control system in the pretreatment of ethylene plant sewage. Based on practical problems of pH control system in the sewage pretreatment, the optimization measures were put forward, then pretreatment results of ethylene wastewater before and after the optimization were compared.

Ethylene device; Sewage pretreatment; PH control systems; Optimization measures

TE 624

B

1671-0460（2012）09-0990-02

2012-03-28

张囡（1980-），女，辽宁抚顺人，工程师，硕士，2008年毕业辽宁石油化工大学，研究方向：控制理论与控制工程。