一级除盐制水装置脱瓶颈优化改造

2016-06-06侯立波孙英策

化工科技 2016年4期

辛平，侯立波，孙英策，赵琦

(1.中国石油吉林石化公司乙烯厂，吉林吉林132022；2.中国石油吉林石化公司研究院，吉林吉林 132021)

中国石油吉林石化公司乙烯厂除盐水装置为二级除盐，运行方式为浮床+混床，总计四套一级制水系统，单套制水能力为140 m3/h，设计最大制水能力为420 m3/h，松花江来的新鲜水经供排水车间升压后送入动力车间水-水换热器和汽-水换热器加热至40±2 ℃，进入活性炭过滤器预处理后送入清水箱，作为系统用水，清水泵将清水箱内水送至阳浮床离子交换器，除去水中金属阳离子，再经除CO2器除去水中CO2，进入中间水箱，由中间水泵打入阴浮床离子交换器除去水中酸根离子，再经混床进一步除去水中残留离子制成二级除盐水，送往各装置使用。由于各装置的扩能改造，在实际生产运行中除盐制水能力不足，严重制约着装置的生产负荷，作者利用反渗透制水工艺成功将除盐一级制水系统进行扩能改造，满足了生产需求。

1 除盐装置一级制水系统存在的问题

1.1 一级制水能力不足

由于乙烯装置扩产时未对除盐制水系统进行改造，装置用水高峰期，外供除盐水量接近500 m3/h(包括乙烯裂解炉用水、锅炉用水及高低密聚乙烯装置用水)，需要运行三套制水系列及一套装置返回凝结水精制系统，用水量已经超过三套系列的制水能力，严重制约着各装置生产负荷。

1.2 系列再生频繁，酸碱消耗大

除盐一级制水系列本身的特点是运行周期短，每天需要一次再生操作，在冬季用水高峰期，为了保证各装置的生产需求，运行三套一级制水系列，另一套制水系列频繁再生，在酸碱消耗量增加的同时，运行的系列一旦出现故障，设备需要进行紧急抢修，严重影响了装置的稳定运行。

1.3 酸碱性废水量增加

除盐制水系列的频繁再生、投用，酸碱性废水大量增加，运行两套系列时产生的废水量为560 m3/d，用水量增加后，三套系列运行，产生的酸碱性废水量达到840 m3/d，增加了污水处理系统的压力，同时对社会环境也造成一定的影响。

2 改造方案

根据现有生产运行状况，通过对国内水处理的调研及对阴阳离子交换床与反渗透制水技术的对比，采用GE公司反渗透膜元件及整机设备，增上一套140 m3/h的二级反渗透制水系统，替代传统的阴阳离子交换制水设备[1]，新增反渗透制水系统产水与原阴阳离子交换床产水一同进入混床进一步脱盐，满足生产需求。

2.1 反渗透工作原理

反渗透系统主要元件是反渗透膜，该膜是一种半透膜，当施加压力于与半透膜相接触的溶液，且该压力超过溶液的天然渗透压时，水就会流过半透膜，在相反侧形成稀溶液，而在加压侧形成浓溶液，从而达到去除水中的绝大部分可溶性盐分，同时可去除水中的胶体、有机物及微生物的目的[2]。

2.2 改造前工艺流程

松花江来的低硅水经过水-水换热器、汽-水换热器预热后，通过活性炭过滤器过滤预处理后的原水，分别进入到一级制水系统中四套制水系列中的阳离子交换器进行交换，除去水中阳离子后的酸性水被送入除碳器除去水中二氧化碳，然后分别进入对应的中间水箱，通过中间水泵送入阴离子交换器，进行离子交换，除去水中的大部分酸根离子，生产出合格的一级除盐水，然后进入混床进一步脱盐，具体流程见图1。

图1 一级制水系统改造前工艺流程图

2.3 改造后工艺流程

利用原有系列阳床入口母管末端引出一条D219 mm支线专供反渗透一级制水使用，通过保安过滤器、一级高压制水泵、一级反渗透滤膜、中间水箱、二级反渗透高压泵、二级反渗透滤膜生产出合格的一级除盐水、送出到混床入口母管，与除盐老系统阴阳离子交换系列产生的一级除盐水一同进入混床，进行二级除盐，生产出合格的二级除盐水供各用户使用。改造后局部工艺流程见图2，虚线为改造部分。

图2 一级制水系统改造后局部工艺流程图

3 改造后的效果分析

反渗透制水项目实施后，在夏季运行一套反渗透制水系统和一套制水系列就能够满足生产；冬季生产高峰期，运行两套制水系列和一套反渗透制水系统能够充分满足生产需要，避免了三套系列运行，一套系列频繁再生的紧张状况，给安全生产提供了有利的保障，达到了预期目标，同时大大降低了系列再生操作的频次，减少酸碱消耗及酸碱废水的排放，经济效益和社会环境效益是非常可观的[3]。