乙烯裝置污水預處理pH控制調節系統的優化

張 囡，李元明，張家申

（1. 遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油撫順石化公司乙烯項目經理部， 遼寧 撫順 113004）

乙烯裝置污水預處理pH控制調節系統的優化

張 囡1，李元明2，張家申2

（1. 遼寧石油化工大學， 遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油撫順石化公司乙烯項目經理部， 遼寧 撫順 113004）

介紹撫順乙烯化工廠乙烯裝置污水預處理工藝流程，及其污水預處理pH控制調節系統在乙烯裝置上的應用。針對污水預處理pH控制調節系統在運行中存在的實際問題，提出優化措施，并給出優化前后乙烯裝置污水預處理效果的比較結果。

乙烯裝置；污水預處理；pH控制調節系統；優化措施

我國乙烯工業正處于高速發展階段，預計到2015年將達到21～23 Mt/a。乙烯裝置是工業取水和排水大戶。以加工量為1.0的Mt/a某乙烯廠為例，2007年總取新水量為1 611 m3/h，外排污水量約

1 000 m3/h［1］。如何處理好乙烯裝置排放的污水,使其排水符合國家環保法規的嚴格要求,將成為乙烯工業可持續發展的關鍵環節之一。

本文介紹撫順乙烯化工廠乙烯裝置污水預處理工藝流程，及其污水預處理pH控制調節系統在乙烯裝置上的應用。針對污水預處理pH控制調節系統在運行中存在的實際問題，提出優化措施，并給出優化前后乙烯裝置污水預處理效果的比較結果。

1 概 述

1.1 污水處理工藝流程介紹

1991年12月，撫順乙烯化工廠乙烯裝置正式投產，按外商設計乙烯裝置廢堿氧化系統排放的廢堿液、急冷系統排污水、儲運排污水、丁烯裝置排放生產廢水及乙烯化學池排放的廢堿液進入中和池后，通過pH值自動監測儀表對廢水的pH值進行監測，并通過控制系統由注酸泵自動向中和池中注酸，控制污水pH值6～9，然后流入調節池中與含油污水混合，經導流池后進入隔油池，采用API方式除油，廢油裝桶外售，除油后的污水進入提升池，通過提升泵送到污水場進行生化處理［2］。原設計處理能力30 t/h，14萬t/a乙烯裝置擴能改造后，預處理單元處理能力擴到60 t/h。

1.2 污水預處理pH調節系統介紹

P4加酸泵、pH傳感器、變頻調速器和CyboCon CE的MFA先進調節器共同構成pH值控制回路，對污水 pH值進行連續調節［2-5］。MFA先進調節器的應用，可以克服控制系統中的大滯后和非線性。當P4泵接近滿量程工作狀態時，自動啟動P3加酸泵作為補充。控制方案示意圖1。

2 當前pH控制存在的問題

當前pH控制存在的主要問題有以下三個方面：

（1）pH探頭被污物覆蓋。乙烯車間堿洗塔DA-203排放的廢堿中，含有黃油、低聚物等不可回收的物質，隨廢堿液一同排到污水池中，時間長了在污水中和池中形成粘稠狀聚合物，隨污水流動粘著在探頭表面，導致測量值與真實值偏差較大，引起外送污水pH超標。

（2）pH值探頭傳感器密封泄露，導致系統短路。污水外送系統的波動，造成污水有時顯堿性，有時顯酸性，長期的酸堿侵蝕使密封泄漏，水進入傳感器接線頭處使內部線路短路，pH值系統失去調節能力，造成污水超標。

（3）pH值控制系統死機。pH控制系統長期暴露在外部，精制水房粉塵較多，主機上積灰嚴重，造成系統短路，注酸泵停止工作，造成pH波動。

圖1 pH控制方案示意圖Fig.1 pH Control scheme diagram

3 優化措施

針對當前pH控制存在的主要問題，提出以下優化措施為：（1）根據污水流動方向，聚合物匯集地點，N2攪拌地點，將pH探頭由2＃中和池和出口中間處（聚合物匯聚相對較多處），移至中和池出口，依靠水流的沖力帶走聚合物。（2）把pH值信號引入控制室，這樣DCS人員可以時時監測外排污水pH值情況，有利于崗位人員提前做出動作。（3）在pH值探頭外面加了一層金屬網，以防止油狀聚合物覆蓋在pH值探頭上。（4）定期清理中和池中的油狀聚合物，油狀聚合物積累到一定量時，聯系安全環保部門把油狀聚合物出廠處理。（5）控制好堿洗塔排黃油操作，防止黃油排入中和池。（6）聯系儀表人員定期對探頭進行清洗；定期對電腦顯示系統進行重啟。（7）用密封膠對pH探頭連接處進行了密封，定期進行擦洗，以防酸堿侵蝕。

4 pH控制結果的比較及分析

4.1 平穩率比較

以2010年的3，4，5，6四個月的平穩律為例做比較，優化前后比較結果如圖2所示。

從圖2容易看出，在優化調整前的3，4月份pH波動非常大，波動范圍在2～14之間；在優化調整后的5，6月份pH波動在7.5～9之間，完全符合標準污水外送指標6.5～9。大大減輕了崗位及在線儀表人員的勞動強度，為車間環保工作提供了有利保障。

圖2 pH值比較圖Fig.2 PH value comparison chart

4.2 探頭清理次數比較

pH控制優化前，以2010年3、4月份為例，清理次數分別為8次和9次。優化后，以2010年5、6月份為例，清理次數分別為1次和0次。顯而易見，自從優化后探頭清理次數明顯減少，儀表人員勞動強度明顯下降，而且減少了探頭的損耗。避免了污水外送波動，造成水廠的沖擊。

5 結 論

實踐證明，污水預處理pH控制系統，采取優化措施后，pH值平穩律在要求的pH值范圍內更加穩定；明顯減少了探頭清理次數；使優化前污水的pH值時常出現短時間內不合格的情況得到改善，確保污水外送100%合格。

為更好的控制外排污水pH值，本文給出以下一些想法：（1）在中和池的調節池上再增加一個pH值探頭，這樣有兩個pH值探頭，能起到互相校正作用。（2）把化學污水池液位指示引導控制室，這樣DCS人員可以監測化學污水池入水及出水及液位情況，同時也有利于車間管理。（3）中和池提升池加一個液位指示，并引導控制室，這樣DCS人員可以監測提升池液位情況，防止提升池溢流。（4）對控制系統進行完善，在化學中和池外排污水管線上加一個流量表和堿濃度表，并把信號傳到控制系統，控制系統經過計算，得出需注酸量，通過開啟P3泵補入此需算量。這樣就能平穩的控制外排污水。

［1］ 傅曉萍，李本高．乙烯裝置污水回用循環水技術研究與應用[J].石油煉制與化工，2011，42（4）：83－86.

［2］ 姚偉清，高維松．先進pH值控制系統在污水預處理單元的應用:油氣儲運[DB/OL].http://www.gongkong.com/webpage/solutions/ 200411/D-A754-383352C5D124.htm.2007-9-19.

［3］ 李長俊，李海，周姜濤．淺析乙烯裝置急冷水和稀釋蒸汽發生系統的pH控制[J]. 石油化工安全技術，2000，6：16－18.

［4］ 李才付.控制污水排放推行清潔生產[J]. 乙烯工業，2004，16（2）：61－66.

［5］ 楊翠容，龐全．智能控制及在化工過程控制中的應用[J]. 自動化儀表，1999，20（8）：34－36.

Optimization of pH Control
System in Pretreatment of Ethylene Plant Sewage

ZHANG Nan1，LI Yuan-ming2，ZHANG Jia-shen2
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113004，China）

The ethylene wastewater pretreatment process in Fushun ethylene chemical plant was introduced as well as application of pH control system in the pretreatment of ethylene plant sewage. Based on practical problems of pH control system in the sewage pretreatment, the optimization measures were put forward, then pretreatment results of ethylene wastewater before and after the optimization were compared.

Ethylene device; Sewage pretreatment; PH control systems; Optimization measures

TE 624

B

1671-0460（2012）09-0990-02

2012-03-28

張囡（1980-），女，遼寧撫順人，工程師，碩士，2008年畢業遼寧石油化工大學，研究方向：控制理論與控制工程。