延长膜法脱硝装置纳滤膜使用寿命的方法

2016-06-29中石化江汉油田分公司盐化工总厂湖北潜江433121

中国氯碱 2016年3期

关键词：使用寿命

黄　勇（中石化江汉油田分公司盐化工总厂，湖北潜江433121）

延长膜法脱硝装置纳滤膜使用寿命的方法

黄勇
（中石化江汉油田分公司盐化工总厂，湖北潜江433121）

摘要：通过改进工艺、调整工艺参数和精心操作，延长了膜法脱硝装置纳滤膜的使用寿命。

关键词：盐水精制；纳滤膜；使用寿命

2007年2月，中石化江汉油田分公司盐化工总厂（以下简称“江汉油田盐化工”）从加拿大凯密迪公司引进第一套膜法脱硝装置，脱除已脱氯淡盐水中的硫酸钠，平衡淡盐水脱氯、掺卤装置带入的硫酸钠，硫酸钠脱除能力为300 kg/h。由于离子膜烧碱产能由10万t/a扩建到20万t/a、掺卤装置的掺卤量由20 m3/h扩建到60 m3/h。2011年5月，江汉油田盐化工新上1套国产膜法脱硝装置，硫酸钠脱除能力为1 200 kg/h。第一套膜法脱硝装置纳滤膜的使用寿命为一年半；第二套膜法脱硝装置纳滤膜目前已使用4年，进料盐水硫酸钠浓度为10 g/L时渗透盐水硫酸钠浓度＜1.5 g/L（质保为2年渗透液中Na2SO4≤3 g/L）。第二套膜法脱硝装置纳滤膜的使用寿命明显大于第一套膜法脱硝装置纳滤膜的使用寿命。

1　改进工艺

1.1第一套膜法脱硝装置工艺流程

第一套膜法脱硝装置工艺流程示意图见图1。

图1　第一套膜法脱硝装置工艺流程示意图

脱氯淡盐水经过盐水换热器与膜组出来的温度为40℃的渗透盐水进行一次换热，将脱氯淡盐水温度降至50～60℃，经过换热的渗透盐水回化盐装置；一次换热后的脱氯淡盐水进入循环水换热器，与循环水换热，将淡盐水温度降至40～50℃；二次换热后的淡盐水加入盐酸，将盐水pH值调节至3.5～7.5，进入碳床，去除淡盐水中的游离氯。如果pH值或ORP不合格，联锁使旁通阀开，盐水经过盐水换热器后送至化盐装置；当pH值与ORP同时合格时，盐水进入保护过滤器，去除固体杂质，然后进入进料缓冲罐，再由泵打入膜组。在膜组内，盐水被分离成渗透盐水和浓缩液，渗透盐水经过盐水换热器换热后去化盐，浓缩液被送至盐硝厂进行热法提硝。

1.2第二套膜法脱硝装置工艺流程

第二套膜法脱硝装置工艺流程在第一套膜法脱硝装置上做了以下改进。

（1）脱氯淡盐水进入膜法脱硝装置的管线上增加ORP计。如果脱氯淡盐水ORP不合格，通过联锁使气动阀转换，脱氯淡盐水转至化盐装置。

（2）将进料缓冲罐前移。第一套膜法脱硝装置在运行的过程中，碳床后盐水pH值低于5而ORP合格时，进料缓冲罐盐水有时出现pH值低于3.5并含有微量游离氯的现象。这是因为在酸性条件下，氯酸盐分解产生游离氯。将进料缓冲罐前移，缩短酸性盐水的停留时间，避免pH值的降低和游离氯的产生。

（3）增加脱氯盐水与滤后盐水换热，回收热能。先采用以精盐水为冷源的钛板换热器进行一级换热，后采用纳滤膜分离后得到的渗透盐水为冷源的钛板换热器进行二级换热；经过二级换热利用了淡盐水大量热能，最后的余热采用以循环水为冷源的钛板换热器进行三级换热；经过三级换热，分步移出并合理利用了淡盐水热能，使淡盐水的温度达到纳滤膜的要求。

（4）加酸工艺改为两级加酸。第一级用于粗调，第二级用作精调。一级加酸粗调pH值至9，加酸点在进料缓冲罐入口；二级加酸精调pH值至5～8，加酸点在进料缓冲罐出口。改进后的工艺流程示意图见图2。

1-进料缓冲罐；2-滤后盐水换热器；3-渗透盐水换热器；4-循环水换热器；5-碳床；6-保护过滤器；7-高压泵；8-膜组图2　第二套膜法脱硝装置工艺流程示意图

2　调整工艺控制参数

2.1降低浓缩液硫酸钠浓度

第一套膜法脱硝装置浓缩液硫酸钠浓度控制在100 g/L；第二套膜法脱硝装置浓缩液硫酸钠浓度降为80 g/L。降低浓缩液硫酸钠浓度，可以避免膜组升负荷时膜表面结晶，还可以降低膜组的运行压力，延长纳滤膜的使用寿命。

2.2降低进膜盐水温度

第一套膜法脱硝装置进膜盐水温度控制在40～ 50℃；第二套膜法脱硝装置进膜盐水温度控制在30～40℃，增加温度联锁，温度超过控制指标时，碳床后旁通阀自动打开，盐水进保护过滤器气动阀自动关闭。膜法脱硝装置的纳滤膜为聚酰胺复合膜，温度越高，膜降解就越快。降低进膜盐水的温度，可延长纳滤膜的使用寿命，还可以提高膜组对硫酸钠的截留率。

2.3进膜盐水pH值控制在6.5～7.5

膜法脱硝装置纳滤膜对进料盐水pH值有严格的要求，pH值过高或过低都会对纳滤膜造成永久性的破坏。第二套膜法脱硝装置将膜盐水pH值控制在6.5～7.5，最大限度降低了进膜盐水对膜组的损害，延长纳滤膜的使用寿命。