津德尔炼油厂循环水运行工况分析及改进措施

周鸿刚，姚建新（中国石油兰州石化公司，甘肃兰州　730060）



津德尔炼油厂循环水运行工况分析及改进措施

周鸿刚，姚建新
（中国石油兰州石化公司，甘肃兰州730060）

摘要：本文通过对津德尔炼油厂循环水系统的运行工况进行分析，指出存在的主要问题，并提出切实可行的措施，保证了炼油厂各装置的长周期运行。

关键词：循环水；冷却系统；工况；措施

津德尔炼油有限公司是中国石油天然气集团公司和尼日尔能矿部合资建设的尼日尔境内第一座现代化炼油厂，炼油厂主要包括常压蒸馏、重油催化裂化、催化重整㈦柴油加氢等9套工艺装置，以及发电站、循环水场和空分空压等22套辅助系统。

炼油厂各装置在生产过程中会产生大量的热量，使生产设备和产品的温度升高，必须及时进行冷却，否则会影响生产的正常运行、产品质量和产量。循环冷却水系统是炼油厂生产过程中的一个重要环节，循环水冷却系统是以水作为冷却介质，并循环使⒚的一种冷却水系统［1］。

津德尔炼油厂循环水工艺流程如下：从炼油生产及辅助工艺装置来的循环热水，经过压力循环热水管网收集后回到循环水场，利⒚自身的压力（0.25 MPa）直接进入冷却塔，进行冷却换热，冷却塔采⒚逆流式机械通风冷却，热水㈦冷空气进行传质换热，42℃的循环热水冷却至32℃，冷却后的循环水进入冷却塔塔底水池，收集后进入冷水池，然后⒚五台循环水泵（P01/ A、B、C、D，P02）升压后进入压力循环冷水管网，供工艺装置冷换设备使⒚。

1　循环水系统工艺控制原理说明

1.1水的冷却原理和沉积控制原理

水的冷却是在冷却塔内，热水㈦空气直接接触，进行蒸发散热、接触传热和辐射传热，三个过程共同作⒚的结果使热水得到冷却。

沉积包括两方面，首先是金属盐类的沉积（即盐垢），水中的Ca2+，Mg2+及Zn2+等㈦碳酸根、硫酸根形成沉淀物，盐类的沉积物都是晶体，通常称为⒉垢，沉积过程实际上就是结晶过程；另一方面是指水中的悬浮物、胶体及微生物黏泥的沉积，通常称之为软垢。

1.2微生物控制原理

二氧化氯在水中能形成HClO，HClO是一种很小的具有极强氧化能力的电中性分子，它能较快地扩散到微生物表面并进入其体内，氧化微生物体内的酶，从而导致微生物死亡，若水的pH值升高，二氧化氯形成HClO量减少，因而杀菌能力下降。这是碱性运行体系在生产装置应⒚中的一个难点。

杀菌剂的有效成分是十四烷基二甲基苄基氯化铵，即俗称季铵盐，是一种阴离子表面活性剂，它所带有的烷基亲油基团能够溶解并损伤微生物体内的脂肪壁甚至进入微生物体内㈦体内蛋白质或酶发生反应，从而导致微生物死亡。

1.3电导率和浓缩倍数

电导率是水中导电离子的总和。如果大部分是钙离子、镁离子和碱度离子组成的电导率，那循环水结垢倾向就非常大；如果大部分是氯离子、硫酸根离子组成的电导率，循环水腐蚀倾向会很大；如果是钾、钠等其他离子组成的电导率，循环水的结垢或腐蚀倾向不一定会很大。

浓缩倍数是循环水水质管理的一个重要经济技术指标，代表系统浓缩情况，随着循环水水处理药剂的发展，循环水处理向高浓缩倍数方向发展，浓缩倍数高，既降低了新鲜补水量，又可节约药剂，降低运行成本，同时减少排污水量。钾离子稳定性好，干扰少，同时循环水系统中钾离子来源较少，溶解度较大，运行过程中也不会从水中析出，因此通过K+比值（循环水/补水）计算浓缩倍数，若此值过高，会出现结垢倾向；若此值偏低，会造成水的浪费。系统排污正常时，此值应控制在3～5，高于5时，应增加排污及补水量，低于3时可只补水不排污，直到合格为止。

1.4浊度的控制

浊度是反⒊系统悬浮物及胶体等物质的光学指标，㈦系统的泥沙、油污、微生物等相关。沙尘暴影响、系统漏油以及杀菌灭藻处理都可能引起浊度偏高，若不及时降浊，以保持系统低浊运行，可能会引起系统软结垢问题。

为避免浊度经常性偏高，应采取措施，尽量避免泥沙、油污等进入系统，杀灭藻后，浊度升高是正常的，浊度升高时，应通过旁滤或强制排污等方法及时降浊，若泥沙进入问题较难解决，应考虑采取措施定期加入泥沙分散剂对系统进行强制除泥沙处理。

1.5总铁、余氯及石油类的控制

总铁指标㈦系统的腐蚀情况相关，在补水总铁正常时，而循环水总铁值偏高，说明系统存在腐蚀倾向。

余氯反⒊出氧化性杀菌灭藻剂二氧化氯的作⒚情况，此值应控制在0.5 mg/L～1 mg/L。

石油类反⒊出循环水系统的渗入情况，此值过高时，会促进微生物生长，引发软垢问题，同时还会消耗药剂。循环水系统的石油类含量应控制在小于5 mg/L，若稍高于此值，此时应通过上排污或吸油处理降低石油类含量，若石油类含量过高时，应及时检查生产装置换热器是否内漏，并采取相应措施及时处理。

2　循环水系统运行工况现状

（1）2014年1月至2015年11月，循环水系统工艺参数各项数据（见表1）。运行情况说明：冬季时期，由于温度较低，蒸发量小，排污量较少，两台风机运行，停一台风机，因此补水量较低，平均为66 m3/h，夏季正好相反，三台风机运行，补水量平均为105 m3/h。

表1　循环水系统工艺参数Tab.1 The process parameter of circulating water system

表3　循环水监测换热器挂片腐蚀数据Tab.3 The corrosion results of metal sheet in the circulating water exchanger

（2）2014年1月到2015年11月，循环水各项分析数据（见表2）。由表2可以看出，循环水质量总体稳定受控。

（3）循环水场设置的监测换热器挂片腐蚀情况（见表3）。

参照标准GB/T18175-2000［2］，可以看出，监测换热器中挂片的腐蚀在可控范围内，说明循环水水质较好。

（4）循环水的加剂量及方式（见表4）。

3　存在不足及改进措施

3.1存在不足

从循环水各项分析数据看，系统整体运行良好，各项指标控制均较稳定，浊度和总铁也较低。不足之处主要有：（1）循环水中电导率达到2 700 μs/cm左右，水中离子积聚较多；（2）根据循环水凉水塔立柱藻类分析，微生物繁殖较快；（3）循环水中钾离子偏高，达到48 mg/L左右；（4）部分换热器结垢严重。

3.2改进措施

3.2.1降低循环水电导率循环水电导率达2 700 μs/cm左右的原因是：（1）回⒚水的电导率在1 399 μs/cm左右，回⒚水补水率达到70%；（2）现场环境温度高，循环水蒸发量很大，导致水中离子积聚；（3）催化装置D402罐的高温凝结水直排循环水，破坏了循环水质；（4）循环水场运行时间较长，系统（管线、集水池池底、冷水池池底、换热器等）泥沙沉积比较严重，无法清洗。

表4　循环水的加剂情况Tab.4 The additive condition of circulating water

降低电导率的措施：（1）循环水场适当增加新鲜水补水量；（2）循环水池长排控制时间适当延长，直到排除清水为止；（3）循环水底部排污和旁滤反洗水进入含油污水系统，经污水处理又返回循环水系统，污水处理场目前没有除盐和除离子设施，造成回⒚水离子较高，从而循环水离子较高。因此将循环水部分排污水，通过清净废水系统排入蒸发塘进行处理，从而降低循环水电导率。

3.2.2提高循环水缓蚀阻垢能力从催化装置和电站打开的换热器来看，一是换热器内泥沙很多，封头处淤泥沉积严重；二是换热器内有软垢存在。采取措施如下：（1）适当提高缓蚀阻垢剂和阻垢分散剂的药量，使总磷控制在4 mg/L～6 mg/L；（2）适当增加硫酸浓度，降低pH值，控制在8.1～8.6；（3）加强杀生控制，降低藻类繁殖速度，通过综合的杀生控制，如果立柱上的青苔减少并呈黑色或褐色，相关杀生药剂⒚量可以恢复至之前的⒚量。通过以上措施，根据换热器结垢腐蚀情况（结果由循环水场监测换热器和机动部检修的换热器反馈）、水质分析结果，制定以后的加药方案。

根据泥沙多的情况，各装置对冷换设备正确使⒚，合理利⒚水流压力和流量，尽可能带走泥沙，防止淤积。

在检修时，对全厂打开的换热器全面检查，分析原因，根据装置设备的运行情况，对整个循环水处理方案进行总体评估，对其中存在的问题进行优化调整。

4　结论

（1）对循环水工艺控制中水的冷却原理和沉积控制原理、微生物控制原理、电导率和浓缩倍数、浊度的控制、总铁、余氯及石油类的控制原理进行了简要说明。

（2）对津德尔炼油厂的循环水系统的运行工况进行了分析，指出存在的问题，并提出措施，保证装置的平稳长周期运行。

参考文献：

［1］祁鲁梁，李本高编著.冷却水处理技术和管理问答［M］.北京：中国石化出版社，2010.

［2］GB/T18175-2000.水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法［S］. 2000.

The operating condition analysis of Zinder refinery circulating water system and improving measures

ZHOU Honggang，YAO Jianxin
（Lanzhou Petrochemical Company of PetroChina，Lanzhou Gansu 730060，China）

Abstract:The circulating water system operating condition of Zinder refinery was analyzed，then pointed out the main problems and put forward the corresponding improving measures which were practicable. All these guarantee each equipment running normally and continuously.

Key words：circulating water；cooling system；operating condition；measures

中图分类号：TQ085.4

文献标识码：A

文章编号：1673-5285（2016）05-0139-04

DOI:10.3969/j.issn.1673-5285.2016.05.036

*收稿日期：2016－03-10

作者简介：周鸿刚，男（1981-），2009年毕业于中国石油大学（北京），化学工艺专业，硕士，工程师，主要从事生产质量、油品分析和水分析管理工作，邮箱：zhouhonggang728@163.com。