催化裂化催化劑裝置節水減排措施

方斐霞

摘 要：文章從帶濾機系統、工藝流程、工藝管理等多個方面采取措施和進行優化，開展催化裂化催化劑生產裝置——微球裝置的節水減排工作，降低了催化裂化催化劑制備過程中的新鮮水耗量，減少了外排污水量，節約了裝置能源和污水處理費用，改善了裝置的環保狀況。

關鍵詞：帶濾機；真空泵；焙燒爐；尾氣處理塔

中圖分類號：TE624.41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0165-03

催化劑長嶺分公司微球裝置是生產催化裂化（FCC）催化劑的主要生產裝置。其生產過程是：將分子篩、高嶺土和擬薄水鋁石混合，加酸成膠后，通過噴霧干燥成型為細小的催化劑微球。這些微球經高溫焙燒后再進行漿化處理，進入后洗帶濾機進行過濾洗滌，經氣流干燥后形成催化劑成品。在整條生產線中引入新鮮水，一方面用于噴淋捕塵，降低尾氣中的粉塵含量；另外用于過濾洗滌，目的是除去成膠過程中引入的鈉和氯等雜質。為保證產品質量，必須加大生產過程中新鮮水用量，因此造成水耗和外排污水量大。隨著近幾年裝置生產規模不斷擴大，用水量和排污量日益增大，為適應更加嚴格的環保要求，節水減排勢在必行。

節水減排不僅是簡單粗暴的減少新鮮水的用量，而且要以嚴格的管理制度為基礎、以科學技術為依據，在保證產品質量的前提下，適當的降低新鮮水的消耗量，從源頭上減少污水的產生。環保觀念從以前單純的“末端治理”改為預防和治理相結合，特別強調生產過程的環境治理。現裝置主要的耗水設備有：連續移動真空帶式過濾機、真空泵、風機泵、尾氣處理塔。通過在車間耗水設備上面下工夫，進行工藝流程改造，同時加強各設備之間的水回用，做好裝置的水平衡，裝置節水減排工作成效顯著。

1 裝置節水減排存在的問題和解決方法

1.1 裝置使用年限久，歷史問題遺留

微球裝置建于二十世紀七十年代，隨著產品的不斷更新換代，裝置也一直在不斷的改造升級。但裝置很多設備還是一直利舊下來在使用，不利于降低設備的耗水量，且裝置設計之初，對于污水排放考慮較少。雨水季節，雨水進入了污水池，造成外送綜合的污水量增大。同時，（大坪區域）主廠房區域排污溝由于（長期腐蝕，土壤酸性較強）清污分流不徹底，（遇到下大雨的情況，土壤中的酸根離子滲透到明溝中），易導致明溝氨氮和PH值都不合格。

改進措施：清污分流、污污分流。在雨水進低氨氮污水溝處砌圍堰，讓雨水進明溝，減少因大量雨水進低氨氮系統造成低氨氮裝置處理能力超負荷。改造前因雨水竄入低氨氮污水系統，P1848氣流污水泵曾出現外送量為60 m3/h仍不足以送走低氨氮污水的情況，改造后通過下雨時觀察，發現P1848氣流污水泵外送量為40～50 m3/h即可滿足低氨氮污水系統外送平衡，雨水進低氨氮切除效果明顯。

對大坪明溝全程進行貼麻石改造，以避免下雨時雨水帶走大坪酸性土壤竄入明溝，造成明溝水PH值低，氨氮含量高。改造后明溝水超標頻次減少，超標幅度減輕。改造前采樣14次，有9次氨氮含量超標，最大值為958；改造后采樣21次，只有5次氨氮含量超標，最大值僅為121。

1.2 工藝流程設計問題與優化方案

裂化劑生產過程中主要耗水過程為過濾洗滌過程，降低過濾洗滌過程中的新鮮水耗量，是裝置節水減排的重點。

1.2.1 裝置原有帶濾機選型的缺點

微球裝置原有過濾洗滌設備采用的是移動盤式水平真空帶式過濾機。由于該機的洗滌工藝流程要兼顧原有的葉式真空過濾機，因而洗滌工藝流程不是很合理。這就直接雜質洗滌的難度較大，外排污水量較大。其洗滌過濾流程見圖1，典型的洗滌過濾流程是：自焙燒爐尾打漿罐V-1810來的催化劑漿液送網帶式過濾機進行洗滌過濾；而從石墨換熱器來的化學水供給真空泵使用后，經過回收池收集后送網帶濾機洗布；洗完布的水和部分催化劑進入V-221進行收集，再送往帶濾機的三級、四級、五級洗餅；五級的洗餅水和進料端的零級濾液一起進入小回收罐V-219收集后，再通過大回收罐V-220送往焙燒爐尾打漿罐V-1810進行打漿；四級加入氨水，濾液直接和一級、二級濾液一起進入大回收罐V-220進行收集；三級濾液進入V-222收集后，送往帶濾機一級、二級洗餅；二級加入硫銨洗滌。

從整個洗滌過濾流程可以看出，洗滌液硫銨、氨水加入帶濾機均只進行了一次洗滌，就直接進入了回收系統，沒有進行再次利用，因而在實際生產中往往通過增加洗滌液的加入量來保證產品質量。這樣就勢必造成外排污水量和氨氮量大幅度增加，給下游污水處理帶來困難。針對這一現狀，車間認為在新帶濾機的流程設計中可以考慮在帶濾機的洗滌過程中實現逆流洗滌，即加入新鮮洗滌液進行洗滌后的濾液再送往前面一級進行洗滌。利用其中過剩的洗滌液對催化劑產品進行初步洗滌，這樣就可以在保證產品質量的前提下，有效地降低洗滌液的加入量，減少外排污水量。

1.2.2 帶濾機流程改造

建成后的帶濾機洗滌過濾流程見圖2。

本工藝流程是：石墨換熱器來的冷卻水經過真空泵使用后，通過泵送往帶濾機洗布；洗布水及帶濾機磨擦帶冷卻水進入收集罐V-1905/5進行收集后，再送網帶濾機的三級和六級洗餅；六級洗餅后的濾液進入V-1905/4進行收集后，送往帶濾機五級洗餅，并在五級加入新鮮氨水進行洗滌；五級洗完餅的濾液中含有部分未反應完全的氨水，經過V-1905/3收集后，再送往帶濾機四級洗餅；四級濾液進入回收罐V-219；帶濾機三級加入新鮮硫銨進行洗滌，洗完餅的濾液中含有部分未反應完全的硫銨，經過V-1905/2收集后，再送往帶濾機二級進行洗餅；在雜質不好洗滌時，可以在二級加入硫銨，濾液通過V-1905/1收集后，送往帶濾機一級洗餅；一級和零級濾液也進入回收罐V-219；V-219中收集的濾液經過沉降后，濃料送往焙燒爐尾打漿罐V-1810進行催化劑打漿；而各濾液收集罐的溢流則通過V-219/1收集后，送往V-219進行回收。

從整個工藝流程可以看出，新鮮硫銨在三級加入帶濾機系統后，經過了二級、三級兩次逆流洗滌再利用，而新鮮氨水從五級加入帶濾機系統后，也經過了四級一次逆流洗滌再利用。整個帶濾機除去洗布采用的是新鮮水外，沒有再加入新鮮水，這樣就可以在保證產品質量的前提下，盡量減少洗滌液的加入量。同時，在設計中，車間將濾液收集罐由原來的平底罐改為錐底罐，減少了通過濾布穿濾的催化劑顆粒在罐底的沉積，減少了產品切換過程中的互相影響，提高了產品收率。

通過對裝置耗水大戶帶濾機的改造，裝置的新鮮水耗得到大幅度降低。

1.2.3 帶濾機系統優化

微球新裝置于2009年投用，由于最開始帶濾機的設計問題，帶濾機洗滌雜質的能力有限，卸料端的物料氧化鈉含量經常較三級濾餅的含量還高。主要是因為裝置將帶濾機水環真空泵的循環冷卻水回收利用，進入罐V1847，再經過泵送至帶濾機，作為帶濾機三六級噴淋液如圖3。帶濾機六個真空受液罐的上層的空間較小，從而含有氧化鈉的濾液被真空泵抽走與循環冷卻水混合進入V1847，再經過泵送至帶濾機作為噴淋洗滌液，使成品氧化鈉偏高。為了保證產品雜質含量滿足出廠要求，只能在焙燒爐尾的打漿罐加入一定的新鮮水，導致新鮮水消耗量增加。

另外帶濾機系統耗水大，排水也多，各級噴淋液噴淋后進入后洗儲存罐大部分溢流排掉實在有點浪費，真空泵循環水使用流程如圖3所示。

改進措施為：

①增大真空受液罐上下層的空間，保證上層的濾液有足夠的抽濾時間（上層濾液抽至下層的時間），避免濾液被抽至真空泵，因此帶濾機三六級噴淋液基本不含鈉離子等雜質。受液罐改造前后的示意圖如圖4所示。帶濾機改造后，焙燒爐尾停止加4 m3/h的新鮮水。

②帶濾機新增二級洗布水，二級洗布水為回用水，降低了一級洗布水即新鮮水的消耗量。一級洗布水主要使用真空泵水池水，因此減少了真空泵水池補水頻次如圖5所示。帶濾機的新鮮水消耗量由20 m3/h減少到15 m3/h。

③帶濾機后洗罐收集各級洗滌后濾液后，可以重新進行回用，車間通過流程改造配管，回用到噴霧尾氣和焙燒尾氣處理塔作為補充水來進行除塵降溫，以前這里都是靠新鮮水來捕塵降溫。這一措施的實施可節省裝置新鮮水5 m3/h。

1.4 裝置非計劃停工

由于裝置使用年限較長，設備及管線存在一定的腐蝕和老化，因此裝置每個月都存在噴水或者短暫停工的情況，來處理設備異常。只要出現非計劃停工，當班產量較低。因此非正常停工時間的長短，決定了車間的年產量，間接的對車間的噸產品能耗、物耗產生一定的影響。

改進措施為：減少裝置的非計劃停工，在各班組開展非計劃停工勞動競賽，每月考評，當月獎金兌現，大大調動班組減少非計劃停工的積極性。

1.5 工藝管理存在問題

由于環保意識淡薄，車間工藝管理對于節水減排工作管理松散，如設備的風機冷卻水流量較大，遇到裝置非正常停工時，冷卻水流量還是和正常生產時一樣；二套PLC的真空泵水池水，用于帶濾機的洗布水及（摩擦）密封帶等部位的用水，遇到池子液位較低時，崗位操作人員打開新鮮水確保池子液位維持在正常水平。但池子液位較高時，崗位操作人員不會及時關閉補水閥，從而導致池子水溢流。不但增加了新鮮水的消耗，而且造成外排污水量的增加。

改進措施主要包括以下幾個方面。

1.5.1 加強工藝管理

①帶濾機雜質洗滌效果較改造前好，焙燒爐尾打漿罐停止加新鮮水，如圖6所示。

②加強對投料民工使用新鮮水的管理力度。對投料休息室旁邊的龍頭長流水使用情況進行監督；成膠轉料時遇到轉料困難時，使用新鮮水沖篩網，控制好回用水的加入量，保證終膠產品粘度；加大物料回用力度，在成膠崗位設裝樣桶，對所采物料進行全面回收，降低外排污水中氨氮含量。嚴格監控成膠崗位化學水的使用后。

③大型風機冷卻水以前直接外排明溝，現在改為進焙燒爐尾打漿罐如圖6所示。督促崗位人員調整好帶濾機各級洗滌液的用量，特別是提高三、六級噴淋液的用量，從而減少硫銨和氨水的加入量，從源頭上減少氨氮的使用。

④將新鮮水消耗作為班組的一個重要考核指標，規定裝置的噸產品新鮮水消耗量，對水耗較低的班組進行嘉獎，對水耗超規定的班組進行考核；同時車間工藝人員每天對各個崗位的用水點進行跟蹤檢查，將節水減排這個制度落實到每天的工作中。

1.5.2 提高節水意識

①強化對車間水量的控制和管理，畫出兩套裝置較為詳盡的用水分布圖，指導并督促員工弄清兩套裝置各崗位新鮮水和污水產生的源頭。

②利用交接班會向所有員工傳達公司環保的壓力，將車間制定的用水指標分解到班組，對每月各班組排放的污水量和環保設備維護運行情況嚴格依照分廠指標進行跟蹤考核，做到獎懲結合，提高節水的意識。

③遇到非計劃停工時，提醒崗位操作人員，大型設備如風機等可調低轉速，同時減少風機冷卻水用量。

2 節水措施的效果

通過采用多種節水措施，微球裝置今年噸產品水耗為8.9 m3，與以往裂化劑生產的噸產品水耗10-20 m3以及去年同期的11.8 m3/t的新鮮水耗相比，有了明顯下降。節水前后各工序新鮮水用量如表1所示。

參考文獻：

[1] 中國石油化工集團公司人事部編.催化劑制造工[M].北京：中國石化出版社，2010，（11）.