炼油厂化学水处理装置运行分析及解决措施

曹萍，冯晓滨，陈利维，曹江营

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川750026）

炼油厂化学水处理装置运行分析及解决措施

曹萍，冯晓滨，陈利维，曹江营

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川750026）

介绍了炼油厂化学水处理装置目前运行存在的问题，分析了由于原水的水质变化，造成化水装置设备污堵、产水量低，实施了有效的技术改进措施，提高了生产效率、保证了锅炉水质的稳定并降低了水耗。

炼油装置；化学水处理；超滤；地下水；黄河水

宁夏石化公司炼油厂化学水处理除盐水装置于2011年7月正式投入使用，设计处理量350 m3/h。采用预处理+反渗透+混床除盐系统，将地下水送来的原水经预处理（浊度＜3NTU）与凝结水二次换热，经双流式机械过滤器、盘式过滤器、超滤后，过滤掉水中悬浮物及部分有机物；经一级反渗透装置脱盐淡化，到中间水箱，浓水进入二级反渗透进一步处理，最后经混合离子交换器处理，水中阴阳离子被树脂吸附，最终达到高中压锅炉的供水水质要求。2014年8月进行停工大检修，9月5日投入运行。

1　装置运行中出现的问题及原因分析

1.1开工后运行状况

2014年8月化学水处理装置大检修中，对两台SR-101双流过滤器滤料进行了更换，重新铺设石英砂、锰砂、砾石，解决了停工前由于新鲜水罐壁面腐蚀造成铁含量上升（由0.12 mg/L变为0.51 mg/L）的问题，加大了对细小颗粒截污能力，有效拦阻细菌及代谢物。同时各更换一组超滤、反渗透膜组件，解决了超滤膜和反渗透膜污堵的问题，于9月7日开工制水。装置投运后各项指标正常，满足炼油装置锅炉用水需求。

1.2开工半个月后运行状况

9月26日超滤进口压力上升到0.22 MPa（投运初期超滤进口压力0.14 MPa），这期间加强双流过滤器清洗力度。29日压力上升到0.28 MPa。30日由专业清洗厂家对超滤进行清洗，同时对盘滤进行了清洗（清洗时可看出盘滤较干净）。压力下降了0.02 MPa，但很快进水压力又迅速蹿升到0.33 MPa。现状主要表现在：

（1）超滤膜污堵严重，进水压力较高，化学清洗频繁；

（2）超滤膜PVC管件泄漏严重，造成浪费；

（3）跨膜压差达到极限或超过极限，严重损坏超滤膜组件，加速更换频率；

（4）产水量不够，由此前的单台90 m3/h降至40 m3/h，严重制约炼油装置锅炉用水。

1.3原因分析

1.3.1工艺运行参数对比分析化学水处理装置自投入运行以来原水一直采用地下水，自2014年9月10日开始，水源地深井供水量逐渐降低，满足不了炼油供水需求，9月24日供水由深井改为黄河水。

通过以上数据分析，24日供水由深井改为黄河水后，发现新鲜水的浊度、氨氮、铁离子、氯离子等指标超高，观察水质颜色呈黄色。水中的二价铁离子极易污染离子交换树脂，造成树脂铁中毒而降低交换能力；氯化物不仅能破坏水中的有机物和杀死病原微生物，还能破坏离子交换树脂的结构，使其强度变差，容易破碎。

1.3.2分析说明不同水源水中杂质的成分和含量不尽相同，不同水源的水质特点对水处理系统的设计有不同的要求。

表1　深井水质分析

表2　黄河水质分析

表3　化水装置原水分析

表4　超滤运行参数

表4　超滤运行参数（续表）

（1）地下水是由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的。水在地层渗流过程中，通过土壤和砂砾的过滤作用，去除了大部分悬浮杂质和菌类，由于与大气和外界环境隔绝，所以不易受外界污染和气温影响。地下水的特点有：①水质悬浮杂质、胶体杂质及细菌较少；②水质和水温稳定；③溶解氧少而游离二氧化碳含量高；④含盐量和硬度较高，普遍含有Fe2+、Mn2+等离子。

（2）黄河水属于地表水，由于流域面积十分广阔，又是敞开流动的水体，水质易受自然条件影响。

综上所述，由于水源水质变化较大，引起化水装置设备运行不稳定，超滤膜污堵严重，压力呈逐渐上升趋势，产水量降低50%。

2　处理措施

2.1近期措施

（1）加强双流过滤器清洗力度，从两天一洗改为一天一洗；由以前的开3台增加到6台。加强过滤效果和过滤精度，防止带入二次污染物质的可能性；降低流速，减少污染物进入到盘滤，延长过滤器运行周期，保证出水质量好。

（2）超滤清洗频率由1小时/次，改为40分钟/次。采用反洗和气水合洗的清洗步骤，反洗水与空气同时投入滤层，更能发挥清洗效果。控制气水合洗的时间，一般为1 min；控制反洗水流速，防止滤料流失；进气时不宜过猛，以免损坏设备。

具体操作方式：用反洗水泵将反洗水（超滤水）从膜产水侧打入，透过膜后从进水侧排出。在清洗时要注意打开给水错流，防止污染物进入反渗透。

（3）加大杀菌剂投入量，从3 mg/L提高到5 mg/L，每日杀菌1～2次。细菌是造成超滤膜快速污染的另一个原因，细菌在生长过程中分泌出的黏液是膜主要的污堵物之一。因为细菌的滋生速度极快，而且这种黏液在反洗时不易除去，所以增加杀菌量是恢复膜通量的重要措施。

（4）对超滤进行化学清洗，清洗条件：（1 000 mg/L～5 000 mg/L NaClO+0.1%～2%NaOH）×5 h～6 h→水洗→1%～5%酸×1 h～2 h→水洗。

表5　物理清洗

表6　药洗

表6　药洗（续表）

操作注意事项：将药液加温后进行清洗的效果可能会更好，但若是在低温过滤后马上循环过滤加过温的药液，会对膜组件产生热冲击，所以当两者温度相差20℃以上时将温度的上升速度控制在10℃/min以下。

表7　水洗（漂洗）

操作注意事项：杀菌后一定用清水进行充分的冲洗。膜组件外壳沾有药液要充分清洗，不要让药液残留。

表8　药物的选择

（5）超滤在运行过程要注意运行水温的变化，一般超滤都是在常温状态下运行。过高或过低的水温会影响产水水量及产水水质。一般超滤运行水温范围：5℃～40℃（含清洗过程）。

（6）对原水投加絮凝剂药剂（3 mg/L～5 mg/L）。防止由于原水带泥沙较多影响化水装置正常运行。

（7）从原水着手，查找水源地深井供水量减少的原因。加强深井水管理，防止由于过量抽水、邻近水井的干扰、集水孔或过滤器的堵塞以及流砂堆积等原因，可能引起水位下降和抽水量降低的危险，采取适当措施加以解决；与黄河水厂沟通，加强水质管理，增加排泥沙装置，延长新鲜水的沉降时间。

3　结论

通过一系列措施，超滤进口压力恢复至0.14 MPa，产水量达到85 t/h，延长膜组件的使用周期，保证了化学水装置的稳定运行，确保除盐水水质和外送量，满足锅炉用水的要求，达到了预期的目标。原水的消耗由平均420 m3/h降至330 m3/h，炼油装置新鲜水的消耗由平均580 m3/h降至485 m3/h，新鲜水单耗由开工初期的1.47 t/h降至0.67 t/h，为节水和环保做出重要贡献。

［1］徐兴炜，等.工业锅炉水处理技术［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2008：5.

［2］姚继贤，等.工业锅炉水处理及水质分析［M］.北京：劳动人事出版社，1987.

［3］孙本达，杨宝红.火力发电厂水处理实用技术问答［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［4］旭化成膜MICROZA UNA-620A使用说明书［S］.2011.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.04.032

TE965

A

1673-5285（2015）04-0114-04

2015－02-04

曹萍，女（1975-），大学本科，工程师，现在宁夏石化公司从事炼油装置的工艺管理工作。