蒸氣冷凝水除油，回收高品質凝結水

摘要：利用先進除油系統全部回收煉油、化工裝置蒸氣凝結水，減少水資源的浪費以及熱量的回收，為企業降低成本、保護環境起到了事半功倍的效果，同時也起到了一定的社會效益，是企業節能減排的有效措施。

關鍵詞：冷凝水 除油 凝結水

0 引言

2000年初與美國拓峰阿姆斯壯公司合作，開始組建凝結水回收系統，于同年底投入運行，初步實現了全廠凝結水封閉式回收。

由于當初受技術瓶頸限制，其除油系統采用傳統的活性炭除油技術，由石化行業凝結水經常含有輕質油，導致該系統運行三個月后活性炭失效，再生后明顯除油效果下降，經過幾次活性炭的更換，仍然解決不掉含油問題，為保障后部離子交換系統的安全，2002年后開始將含油凝結水全部拍放掉，造成高品質凝結水的浪費和對環境的污染。

2011年06月新凝結水除油回收系統建成后，將這部分冷凝水回收到動力車間作為中壓鍋爐給水，減少鍋爐除氧器蒸汽消耗，同時減少水處理的處理量同和酸堿再生劑的消耗量，排污水量相應減少，取得了環保效益，使高品質的蒸汽冷凝水得到更合理的應用。

1 冷凝水除油的技術特點

作為蒸汽冷凝水再回收利用，該項技術已經在熱力發電廠等企業廣泛得到利用，但是由于石化行業的特殊性，除使大部分蒸汽冷凝水中鐵離子除去以外，經常還由于透平機械密封不好造成潤滑油泄露和冷換設備的介質泄露而含有油類，所以在石化行業上蒸汽冷凝水的再利用一直存在一個比較重要的除油的問題，以便保障后續的設備安全。

根據提凝結水實際參數、組分以及要求達到的成品水品質。經過嚴格的考察與調研后，經研究決定采用超微過濾、纖維吸附組合工藝對凝結水進行處理。

工藝流程如下：

為了提高裝置的抗沖擊性、保障裝置運行的安全，凝結水在進入處理系統前需進行相關指標的監測，監測項目包括油、電導、pH和溫度，未達到進水要求的超標凝結水自動進入企業污水處理系統，以確保裝置安全長周期穩定運行。達到進水要求的凝結水進入原水箱（可以利舊），經泵提升依次進入超微過濾器、纖維吸附罐，以脫除凝結水中的機械雜質、懸浮物，除去油和高價金屬離子。出水再次經在線檢測，未合格的凈化水則由自控系統自動切入原水箱重新處理，合格的凈化水進入除氧器。超微過濾器、纖維吸附罐運行一段時間后需進行蒸汽反向再生，再生排水排放至企業污水處理系統。

2 設備性能特點

2.1 超微過濾器 超微過濾器選用耐高溫陶瓷過濾元件，運用中能環科專有技術，用化學藥劑在微孔內覆蓋搭橋，使陶瓷過濾元件表面形成納米級活性分子膜，是吸附、表面過濾、深層過濾相結合的一種過濾方式。過濾機理主要是化合、慣性沖撞、擴散和截留。這樣不僅可以起到物理的過濾作用，還有范德華力及化學鍵的吸附作用，可除去乳化態、溶解態的油及高價金屬離子。活性分子膜適用溫度不高于300℃，pH>6，分子膜的有效使用周期大于3年。

2.2 超微過濾器參數

型號：ZN-C-50

公稱直徑：DN1200

設備數量：2臺

設計壓力：0.78 MPa

設計溫度：180 ℃

單臺額定出力：50t/h

本體材質：Q235+SS304

運行參數：運行流量：30～60t/h

操作壓力：<0.5MPa

反洗蒸汽流量：約50kg/次

2.3 纖維吸附罐 該裝置所選的吸附材料由復合吸附纖維氈制成。活性碳纖維是集吸附、分離、催化、過濾為一體，吸脫附速度快，吸附容量大，納米微孔大小和表面化學性質可調，材料為可方便多次再生的低成本材料。吸脫附速度是常規活性炭的10～100倍，吸附容量是常規活性炭的5～10倍，再生容易且徹底。比表面積：1600m2/g，COD和氨氮化合物能大量脫除。纖維氈經活化加入各種官能團，這些官能團可根據凝結水不同的水質情況（以現場檢測為準）作不同的活化工藝。多官能團燒結溫度為900℃，復合活性碳纖維的有效使用周期大于3年。

2.4 纖維吸附罐參數

型號：ZN-X-50

公稱直徑：DN1200

設備數量：2臺

設計壓力：0.78 MPa

設計溫度：180℃

單臺額定出力：50t/h

本體材質：Q235+SS304

運行參數：運行流量：30～60t/h

操作壓力：<0.5MPa

反洗蒸汽流量：約250kg/次

2.5 處理前后凝結水水質（圖2） 經過一系列的處理，水質可以達到國家中壓鍋爐標準，即含鐵≤50PPb；含油≤1mg/L。其處理前后的水質指標對比見表1。

3 除油系統的自動控制

根據工藝的技術要求，凝結水自動控制系統進行集中控制，實現對工藝流程、運行工況進行監視、控制、報警、數據處理、數據記錄、實時/歷史數據曲線顯示等功能。

采用PLC+上位PC機+工控軟件的結構模式，控制系統采用可編程序控制器（PLC）進行程序控制，順控邏輯設計符合工藝系統的控制要求。PLC的CPU內置以太網通訊接口，無須另外配置通訊模塊，即可通過高速的以太網與上位機通訊。

4 效益計算

年回收凝結水量：50t/h×8400h=42×104t。

凝結水熱值：按處理后凝結水95℃與常溫25℃下熱能差值折算標煤為6.5元/噸。

凝結水水值：按凝結水價格（12元）與新水價格（4元）差價計為8元/噸。

凝結水總價值：6.5元/噸+8元/噸=14.5元/噸。

年回收凝結水效益：42萬噸×14.5元/噸=609萬元。

年運行成本費約：17.45萬元（含蒸汽：1.96萬元、 水：2.86萬元、電：12.63萬元）。

5 結束語

蒸氣凝結水的合理有效的回收利用，是企業挖潛增效的捷徑之一，較小的投資取得較大的效益，同時取得了環保和社會的良好效果。但凝結水除油系統尚存在一定的缺陷，含油>2mg/l時凝結水排放掉是一種浪費，增設高效除油設備，把這部分凝結水回收回來，效益相當可觀。

參考文獻：

[1]陳安民.石油化工過程節能方法和技術[M].年中國石化出版社出版.1995.

[2]Armstrong公司.《蒸氣、空氣和熱水系統》，2012.06.25.

[3]劉曉敏，董石正.煉油廠蒸汽凝結水的回收利用[J].煉油設計. 1999（10）.