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      一級除鹽制水裝置脫瓶頸優(yōu)化改造

      2016-06-06 02:37:19侯立波孫英策
      化工科技 2016年4期
      關(guān)鍵詞:制水混床反滲透

      辛 平,侯立波,孫英策,趙 琦

      (1.中國石油吉林石化公司 乙烯廠,吉林 吉林132022;2.中國石油吉林石化公司 研究院,吉林 吉林 132021)

      中國石油吉林石化公司乙烯廠除鹽水裝置為二級除鹽,運(yùn)行方式為浮床+混床,總計(jì)四套一級制水系統(tǒng),單套制水能力為140 m3/h,設(shè)計(jì)最大制水能力為420 m3/h,松花江來的新鮮水經(jīng)供排水車間升壓后送入動力車間水-水換熱器和汽-水換熱器加熱至40±2 ℃,進(jìn)入活性炭過濾器預(yù)處理后送入清水箱,作為系統(tǒng)用水,清水泵將清水箱內(nèi)水送至陽浮床離子交換器,除去水中金屬陽離子,再經(jīng)除CO2器除去水中CO2,進(jìn)入中間水箱,由中間水泵打入陰浮床離子交換器除去水中酸根離子,再經(jīng)混床進(jìn)一步除去水中殘留離子制成二級除鹽水,送往各裝置使用。由于各裝置的擴(kuò)能改造,在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中除鹽制水能力不足,嚴(yán)重制約著裝置的生產(chǎn)負(fù)荷,作者利用反滲透制水工藝成功將除鹽一級制水系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)能改造,滿足了生產(chǎn)需求。

      1 除鹽裝置一級制水系統(tǒng)存在的問題

      1.1 一級制水能力不足

      由于乙烯裝置擴(kuò)產(chǎn)時未對除鹽制水系統(tǒng)進(jìn)行改造,裝置用水高峰期,外供除鹽水量接近500 m3/h(包括乙烯裂解爐用水、鍋爐用水及高低密聚乙烯裝置用水),需要運(yùn)行三套制水系列及一套裝置返回凝結(jié)水精制系統(tǒng),用水量已經(jīng)超過三套系列的制水能力,嚴(yán)重制約著各裝置生產(chǎn)負(fù)荷。

      1.2 系列再生頻繁,酸堿消耗大

      除鹽一級制水系列本身的特點(diǎn)是運(yùn)行周期短,每天需要一次再生操作,在冬季用水高峰期,為了保證各裝置的生產(chǎn)需求,運(yùn)行三套一級制水系列,另一套制水系列頻繁再生,在酸堿消耗量增加的同時,運(yùn)行的系列一旦出現(xiàn)故障,設(shè)備需要進(jìn)行緊急搶修,嚴(yán)重影響了裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

      1.3 酸堿性廢水量增加

      除鹽制水系列的頻繁再生、投用,酸堿性廢水大量增加,運(yùn)行兩套系列時產(chǎn)生的廢水量為560 m3/d,用水量增加后,三套系列運(yùn)行,產(chǎn)生的酸堿性廢水量達(dá)到840 m3/d,增加了污水處理系統(tǒng)的壓力,同時對社會環(huán)境也造成一定的影響。

      2 改造方案

      根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)運(yùn)行狀況,通過對國內(nèi)水處理的調(diào)研及對陰陽離子交換床與反滲透制水技術(shù)的對比,采用GE公司反滲透膜元件及整機(jī)設(shè)備,增上一套140 m3/h的二級反滲透制水系統(tǒng),替代傳統(tǒng)的陰陽離子交換制水設(shè)備[1],新增反滲透制水系統(tǒng)產(chǎn)水與原陰陽離子交換床產(chǎn)水一同進(jìn)入混床進(jìn)一步脫鹽,滿足生產(chǎn)需求。

      2.1 反滲透工作原理

      反滲透系統(tǒng)主要元件是反滲透膜,該膜是一種半透膜,當(dāng)施加壓力于與半透膜相接觸的溶液,且該壓力超過溶液的天然滲透壓時,水就會流過半透膜,在相反側(cè)形成稀溶液,而在加壓側(cè)形成濃溶液,從而達(dá)到去除水中的絕大部分可溶性鹽分,同時可去除水中的膠體、有機(jī)物及微生物的目的[2]。

      2.2 改造前工藝流程

      松花江來的低硅水經(jīng)過水-水換熱器、汽-水換熱器預(yù)熱后,通過活性炭過濾器過濾預(yù)處理后的原水,分別進(jìn)入到一級制水系統(tǒng)中四套制水系列中的陽離子交換器進(jìn)行交換,除去水中陽離子后的酸性水被送入除碳器除去水中二氧化碳,然后分別進(jìn)入對應(yīng)的中間水箱,通過中間水泵送入陰離子交換器,進(jìn)行離子交換,除去水中的大部分酸根離子,生產(chǎn)出合格的一級除鹽水,然后進(jìn)入混床進(jìn)一步脫鹽,具體流程見圖1。

      圖1 一級制水系統(tǒng)改造前工藝流程圖

      2.3 改造后工藝流程

      利用原有系列陽床入口母管末端引出一條D219 mm支線專供反滲透一級制水使用,通過保安過濾器、一級高壓制水泵、一級反滲透濾膜、中間水箱、二級反滲透高壓泵、二級反滲透濾膜生產(chǎn)出合格的一級除鹽水、送出到混床入口母管,與除鹽老系統(tǒng)陰陽離子交換系列產(chǎn)生的一級除鹽水一同進(jìn)入混床,進(jìn)行二級除鹽,生產(chǎn)出合格的二級除鹽水供各用戶使用。改造后局部工藝流程見圖2,虛線為改造部分。

      圖2 一級制水系統(tǒng)改造后局部工藝流程圖

      3 改造后的效果分析

      反滲透制水項(xiàng)目實(shí)施后,在夏季運(yùn)行一套反滲透制水系統(tǒng)和一套制水系列就能夠滿足生產(chǎn);冬季生產(chǎn)高峰期,運(yùn)行兩套制水系列和一套反滲透制水系統(tǒng)能夠充分滿足生產(chǎn)需要,避免了三套系列運(yùn)行,一套系列頻繁再生的緊張狀況,給安全生產(chǎn)提供了有利的保障,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo),同時大大降低了系列再生操作的頻次,減少酸堿消耗及酸堿廢水的排放,經(jīng)濟(jì)效益和社會環(huán)境效益是非常可觀的[3]。

      3.1 經(jīng)濟(jì)效益

      以全年為例對反滲透制水系統(tǒng)與陰陽離子交換床運(yùn)行成本進(jìn)行比對,單套離子交換床運(yùn)行費(fèi)用為262.058 2萬元/a,而反滲透運(yùn)行費(fèi)用為123.82萬元/a,節(jié)約效益為138.238 2萬元/a,使全年除鹽水運(yùn)行成本降低1.5元/m3。

      3.2 社會環(huán)境效益

      除鹽增上一套反滲透一級制水系統(tǒng),大大減少了酸堿性廢水的排放,同時對產(chǎn)生的濃水進(jìn)行回收再利用,實(shí)現(xiàn)零排放,對改良環(huán)境具有顯著的社會效益[4]。

      4 結(jié) 論

      通過除鹽裝置一級制水系統(tǒng)增加一套140 m3/h的反滲透制水的技術(shù)改造,使除鹽一級制水能力由原來的420 m3/h增加到560 m3/h,制水能力大幅度提高,滿足裝置安全穩(wěn)定長周期運(yùn)行,在節(jié)約了大量的酸堿消耗,降低生產(chǎn)運(yùn)行成本的同時,減少了污水的排放總量,具有良好的社會環(huán)境效益。

      參 考 文 獻(xiàn):

      [1] 薛寒冰.彭城電廠反滲透的運(yùn)行與維護(hù)[J].工業(yè)水處理,2007,13(9):114-118.

      [2] 張衛(wèi)鋒.反滲透制水技術(shù)的優(yōu)化[J].齊魯石油化工,2003,31(4):294-296.

      [3] 王茹.反滲透在水處理中的應(yīng)用與研究[J].內(nèi)蒙古石油化工,2011,35(5):57-58.

      [4] 許駿,王志,王繼孝,王世昌.反滲透膜技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].化學(xué)工業(yè)與工程,2010,13(14):74-75.

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