HD盐水处理技术在一次盐水中的应用

徐德飞，邱满意，顾森荣，周 林

（江苏杨化工集团有限公司，江苏 杨州 2525009）

HD盐水处理技术在一次盐水中的应用

徐德飞，邱满意，顾森荣，周 林

（江苏杨化工集团有限公司，江苏 杨州 2525009）

介绍了HD盐水处理技术在一次盐水的应用，同时分析了该技术分别在颇尔过滤器、戈尔过滤器及DrM过滤器3种过滤工艺中的应用情况。

HD盐水处理技术；颇尔过滤器；戈尔过滤器；DrM过滤器；树脂塔再生

江苏扬农化工集团有限公司（以下简称扬农集团）2015年6月引进南通三圣化工科技有限公司（以下简称南通三圣）HD盐水处理技术，并将该技术在一次盐水颇尔过滤器、戈尔过滤器以及DrM过滤器系统上分别进行了应用研究。

1 HD盐水处理技术机理

南通三圣HD盐水处理技术主要是在采用Na2CO3除去大部分Ca2+后，将HD缓释剂（主要成分含有磷酸盐）加入到化盐反应桶后，由于Ca3（PO4）2的溶度积约2.0×10-29，远低于碳酸钙的2.8×10-9。盐水中溶解的Ca2+进一步反应生成难溶的Ca3（PO4）2，含有CaCO3和Ca3（PO4）2颗粒的盐水通过过滤器制成合格的一次盐水。Mg2+与HD缓释剂生成Mg3（PO4）2，其溶度积约 4.2×10-26，远低于氢氧化镁的 1.9×10-13，盐水的Mg2+进一步去除，一次盐水中的杂质低于200×10-9，二次盐水精制的处理量大幅度下降，达到了延长树脂塔再生周期的目的。

2 HD盐水处理技术应用

2.1 HD盐水处理技术工艺流程

扬农集团HD盐水处理技术在一次盐水颇尔过滤器、戈尔过滤器、DrM过滤器上运用的工艺流程分别见图1、图2和图3。HD盐水处理技术在一次盐水系统应用中，主要研究了HD精制剂添加对盐水质量的影响。

图1 颇尔过滤器系统HD盐水处理工艺流程

图2 戈尔过滤器HD盐水处理工艺流程

图3 DrM过滤器HD盐水处理工艺流程

2.2 HD盐水技术在颇尔过滤器上的运用

扬农集团在HD盐水处理装置自2015年6月11日完成安装后，分别于6、7、10月在一次盐水颇尔过滤器系统进行了3轮调试。

2.2.1 一次盐水钙镁离子变化

HD装置3轮调试前后对颇尔过滤器一次盐水全分析数据收集分别见表1、表2。

表1 调试前颇尔过滤器盐水数据 ×10-9

从表1、表2数据可以看出，在HD装置调试前，颇尔出口一次盐水钙镁离子含量平均维持500×10-9～600×10-9。HD 调试期间，颇尔出口一次盐水钙镁离子含量均降至 200×10-9～250×10-9，基本达到一次盐水钙镁小于200×10-9的要求。

2.2.2 颇尔过滤器压差变化

HD装置3轮调试期间过滤器压差变化情况见表3。

从表3统计HD装置调试期间过滤器运行数据可以看出，过滤器压差上升较快，平均7天左右过滤器必须化学清洗1次，同时HD投加点的改变以及HD计量泵控制精制剂加量的改变均未能延缓过滤器压差的上升。

表2 调试后颇尔过滤器盐水数据 ×10-9

表3 颇尔过滤器运行情况

2.3 HD盐水技术在戈尔过滤器上的运用

扬农集团为验证HD盐水精制工艺能否在戈尔过滤器上运行平稳，于2015年11月16日至12月31日在一次盐水戈尔过滤器系统进行一轮调试。

2.3.1 一次盐水钙镁离子变化

HD装置调试前及调试期间戈尔过滤器一次盐水全分析数据收集分别见表4、表5。

表4 调试前戈尔过滤器盐水数据 ×10-9

从表4、表5数据可以看出，在HD调试前，戈尔出口一次盐水钙镁离子含量平均维持在700×10-9～800×10-9。HD调试期间，戈尔出口一次盐水钙镁离子含量均降至 200×10-9～300×10-9，基本达到一次盐水钙镁小于200×10-9的要求。

表5 调试期间戈尔过滤器盐水数据 ×10-9

2.3.2 戈尔过滤器压差变化

HD装置在一次盐水戈尔过滤器系统调试期间过滤器压差变化情况见表6。

表6 戈尔过滤器运行情况

从表6可以看出，戈尔过滤器在45天的运行周期内压差上升13kPa，过滤器未出现压差上升过快情况，且运行周期与调试前运行周期45天一致，运行稳定。

2.4 HD盐水技术在DrM过滤器上的运用

为验证HD盐水精制工艺能否能在DrM过滤器上运行。该公司于2017年2月25日在一次盐水新系统DrM过滤器系统进行新一轮调试。

2.4.1 一、二次盐水钙镁离子变化

HD装置调试前及调试期间DrM过滤器一次盐水全分析数据收集见分别表7、表8。

表7 调试期间DrM过滤器盐水数据

从表7数据可以看出，HD调试期间，DrM过滤器出口一次盐水钙镁离子含量由1 000×10-9降至200×10-9以下，达到了一次盐水钙镁小于200×10-9的要求。

表8 调试期间二次盐水数据

从表8数据可以看出，在DrM过滤器出口一次盐水钙镁离子含量降至200×10-9以下后，树脂塔在线运行周期明显延长至7天，且二次盐水钙镁小于20×10-9的要求。

2.4.2 DrM过滤器运行周期变化

HD装置在一次盐水DrM过滤器系统调试期间过滤器运行周期变化情况见表9。

表9 DrM过滤器运行情况

从表9可以看出，DrM过滤器运行周期与调试前运行周期60 h一致，运行稳定，可以确定HD精制剂添加后对DrM过滤器运行周期无影响。

3 HD盐水处理技术应用分析

3.1 HD技术对颇尔过滤器的应用分析

3.1.1 HD技术对颇尔过滤器运行周期影响

HD装置在颇尔过滤器系统3轮调试期间，通过跟踪过滤器过滤时压差以及下一周期脉冲清洗前的过滤压差进行数据分析，见图4、图5，同时采集未投运HD装置期间，颇尔过滤器过滤时压差以及下一周期脉冲清洗前的过滤压差数据见图6。

图4 8月4日至8月8日HD调试期间过滤数据

图5 10月14日至10月23日HD调试期间过滤数据

图6 11月20日至12月1日未添加HD时过滤数据

从收集过滤器压差数据可以分析，HD添加与不添加情况下，过滤器压差变化趋势相差明显。在添加HD精制剂后，颇尔过滤器压差上升很快，而不添加HD精制剂时，颇尔过滤器压差上升平缓。可见HD精制剂对颇尔过滤器运行周期影响很大，能使过滤器生产能力急剧下降。

3.1.2 HD精制剂对颇尔过滤器影响分析

颇尔过滤器是表面膜过滤器，是在PE滤芯外表面烧结了1层厚度为200μm的膜，膜孔径为1μm，颇尔膜为软刚性结构，其多孔支承会使滤芯更易被杂质堵塞，过滤器过滤与反洗均需正压。

在HD精制剂在颇尔过滤器系统添加过程中，经过过滤器的盐水中的固体颗粒种类发生了变化（增加了Ca3（PO4）2颗粒），而其余条件均未改变。调试前后进入过滤器固体颗粒性质见表10。

表10 粗盐水中固体颗粒性质

在HD精制剂未投加前，过滤器运行周期正常为45天。HD精制剂投加后，运行周期降至7天。根椐表10所列粗盐水中固体颗粒性质可以分析，HD精制剂未投加前进入过滤器的粗盐水中固体颗位大部分是含CaCO3颗粒，而Mg（OH）2已在浮上桶除去，故颇尔过滤器运行周期较长。而在HD精制剂投加后，进入颇尔过滤器的固体颗粒增加了Ca3（PO4）2颗粒。由于Ca3（PO4）2颗粒直径小，易进入过滤器滤芯，从而在滤芯内堵塞造成过滤器压差上升。

在颇尔过滤器3轮调试压差上升后，进入化学清洗步骤时，在稀酸清洗过滤器后，过滤器性能均恢复正常。可以证明，由于Ca3（PO4）2颗粒堵塞滤芯造成过滤器压差上升。在酸洗时，滤芯内Ca3（PO4）2颗粒与酸反应，反应式：Ca3（PO4）2+6HCl=3CaCl2+2H3PO4，Ca3（PO4）2颗粒反应生成溶于水的CaCl2，过滤器性能恢复。

通过上述分析可以看出，增加的Ca3（PO4）2颗粒对颇尔过滤器运行压差产生了明显影响，但性能在酸洗后能恢复，故HD盐水处理技术若要在颇尔过滤器系统稳定运行需要进一步的探讨。

3.2 HD技术对戈尔过滤器的应用分析

3.2.1 HD技术对戈尔过滤器运行周期影响

HD装置在对戈尔过滤器系统调试期间，通过跟踪过滤器过滤起始压差以及反冲前的过滤压差数据分析见图7，同时采集未添加HD期间过滤器过滤起始压差以及反冲前的过滤压差数据见图8。

从图7、图8收集过滤器压差数据可以看出，戈尔过滤器在HD添加情况下，过滤器压差上升趋势较平缓，在运行周期后期上升速率略有加快，45天周期内戈尔过滤压差仅上升13 kPa。而在未添加HD精制剂时，戈尔过滤器压差平缓，45天周期内过滤压差基本未上升。可见HD精制剂对戈尔过滤器压差影响较小，对戈尔运行周期无影响。

图7 11月16日至12月31日HD调试期间过滤数据

图8 9月13日至11月13日HD未调试期间过滤数据

3.2.2 HD精制剂对戈尔过滤器影响分析

戈尔过滤器是表面过滤器，过滤器内采用ZF膜，ZF膜是以膨体四氟乙烯为原料，采用拉伸技术一次成型，膜孔径0.2 μm，具有质密、多孔、光滑、极低的摩擦系数和优良的不黏性能等特点，ZF膜过滤与反洗均在微正压操作。反洗时，一方面利用ZF膜的柔性使膜的张力下反冲，使膜孔加大；另一方面利用反冲液流出时，芯管外部形微负压，膜产生振动，加速滤饼与膜分离。

HD精制剂在戈尔过滤器系统添加后，经过过滤器的盐水所含固体颗粒亦增加了Ca3（PO4）2颗粒。增加的Ca3（PO4）2颗粒对戈尔过滤器运行压差未产生明显影响，同时在酸洗后能恢复性能，故HD盐水处理技术在戈尔过滤器系统运行稳定。

4 结语

扬农集团此次HD盐水处理装置在一次盐水颇尔过滤器、戈尔过滤器及DrM过滤器系统应用过程中，一次盐水钙镁含量均已明显下降，达到延长树脂塔再生的要求。

从应用技术角度来看，目前该技术满足氯碱企业节能减排需求，但在盐水过滤器运行周期方面，3种过滤器表现各不相同，扬农集团此次应用研究表明HD处理技术在戈尔过滤器、DrM过滤器上适合应用。在颇尔过滤器上应用不理想，主要是颇尔过滤器是带压过滤，颇尔膜的孔径设计当时考虑的是碳酸钙的孔径。磷酸钙的孔径小于碳酸钙，堵塞过滤孔，造成过滤时间大幅度下降。同样带压过滤的DrM过滤器采用α-纤维素预涂，不存在堵塞过滤孔的问题，戈尔过滤器常压过滤，不易堵塞过滤孔，能正常运行。

在实际运用该技术时，需要根据过滤器的不同进行工艺研究与优化，使之不仅仅能够为氯碱企业带来节能减排的效果，更要确保装置安全稳定运行。

2017-06-09

中美签署首单乙烷进口合同配套建制乙烯项目

2017年11月9 日，美国乙烷公司与南山集团就进口美国乙烷签署贸易合同。这是中国进口美国乙烷的首单合同。

据美国乙烷公司CEOJohnHoughtaling介绍，此次美国乙烷公司与南山集团签订的是20年长约CIF（到岸价）合同。根据合同，美国乙烷公司将每年向南山集团供应260万t乙烷，并参与投资南山集团规划的200万t/a乙烷制乙烯项目。

美国乙烷公司亚太区总裁司马威说，此次长约合同将根据“美国当地乙烷市场交易价+液化费用+船费”的模式来交易，按照当前美国乙烷价格计算，合同总额超过200亿美元。

Houghtaling表示，在页岩气革命后，美国乙烷的供应大幅增加，出口亚洲已成为必然趋势。将美国的乙烷带到中国，不仅顺应了美国能源开发和输出的战略，也顺应了中国石油化工产业的绿色清洁转型趋势。

与传统的石脑油制乙烯相比，乙烷制乙烯有着工艺流程短、占地面积小，装置区投资小、转化率高等优势，目前已有多家中国化企对相关项目表现了兴趣，而原料和运输问题则成为中方企业关注的重点。

Application summary of HD brine treatment technology in primary brine

XU De-fei，QIU Man-yi，GU Sen-rong，ZHOU Lin

（Jiangsu Yangnong Chemical Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225009，China）

This paper introduces the mechanism of HD brine treatment technology in a application of the first brine filtrate.And the difference of Pall Filter，Gore Filter and DrM Filter were introduce.

HD brine treatment technology；Pall Filter；Gore Filter；DrM Filter；resin tower regeneration

TQ114.26+1

B

1009－1785(2017)11-0006-05