脫鹽水陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期縮短原因分析及處理

焦玉香，馬轉(zhuǎn)娥，雷聲

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

脫鹽水陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期縮短原因分析及處理

焦玉香，馬轉(zhuǎn)娥，雷聲

（中國(guó)石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

脫鹽水陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期縮短，直接影響裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)這種情況，進(jìn)行了一系列原因分析，制定了相應(yīng)的措施，保證了陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期。

離子交換器；周期縮短；原因分析；處理對(duì)策

寧夏石化公司脫鹽水裝置原設(shè)計(jì)水量為500 m3/h，主要負(fù)責(zé)供給合成、尿素裝置和鍋爐所需的合格脫鹽水。該裝置主要用水來(lái)自地下水和化肥二廠產(chǎn)生的工藝?yán)淠骸⑼钙嚼淠骸⒔馕鏊⒓状妓取Ｆ渲泄に嚴(yán)淠骸⒄羝淠骸⒔馕鏊⒓状妓畬儆谠偕h(huán)利用水。脫鹽水系統(tǒng)主要設(shè)備有反滲透、陰陽(yáng)離子交換器，混床。其工藝流程（見(jiàn)圖1）。

圖1 脫鹽水流程簡(jiǎn)圖

1 問(wèn)題的出現(xiàn)

2012年6月到2013年初，脫鹽水陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期大幅縮短，運(yùn)行周期由96 h下降至58 h左右，最低運(yùn)行周期為38 h，制水量大幅下降，同時(shí)陰陽(yáng)離子交換器再生頻繁，不但造成酸堿消耗增大，更主要會(huì)造成脫鹽水裝置制水緊張局面，隨時(shí)會(huì)影響二化肥裝置高負(fù)荷運(yùn)行，針對(duì)這種情況，部門(mén)組織技術(shù)人員積極主動(dòng)查找原因，尋求解決陰陽(yáng)離子交換器周期縮短的有效途徑。

2 原因分析

主要原因是解析水和含甲醇冷凝液來(lái)水指標(biāo)不穩(wěn)定，反復(fù)對(duì)陶粒池進(jìn)行沖擊，造成微生物活性低，處理效果差等原因，使不合格的冷凝液進(jìn)入陰陽(yáng)離子交換器，導(dǎo)致脫鹽水離子交換器運(yùn)行周期短，周期制水量大幅下降，曾一度造成脫鹽水供水緊張，直接影響化肥二廠的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。

2.1 蒸汽冷凝液來(lái)水指標(biāo)超標(biāo)嚴(yán)重，陰陽(yáng)床運(yùn)行周期短

蒸汽冷凝液來(lái)水指標(biāo)超標(biāo)的主要原因是：2013年3月來(lái)自化肥二廠合成裝置的123-C泄漏氨，造成蒸汽冷凝液處于超標(biāo)回收狀態(tài)，從而使離子交換樹(shù)脂污染、中毒，離子交換樹(shù)脂交換容量大幅下降，陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期短。從蒸汽冷凝液的分析數(shù)據(jù)來(lái)看，蒸汽冷凝液中平均含NH4+量在53.85×10-6W、平均pH為10.04，平均電導(dǎo)率為82.75 μs/cm。污染的蒸汽冷凝液是造成離子交換樹(shù)脂中毒、污染的主要原因。

表1 污染后蒸汽冷凝液來(lái)水指標(biāo)

2.2 工藝?yán)淠簛?lái)水溫度高

工藝?yán)淠簛?lái)水溫度高，主要是因?yàn)閬?lái)自二尿素的工藝?yán)淠簱Q熱器E-131B板式換熱器處于循環(huán)水給水末端流速慢、易堵塞等緣故，造成工藝?yán)淠簻囟雀哌_(dá)90℃～100℃，時(shí)間達(dá)6個(gè)月，使陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂破損、老化，同時(shí)使陰離子交換樹(shù)脂除硅效果降低，造成陰陽(yáng)離子交換器運(yùn)行周期由96 h下降到周期38 h左右，相應(yīng)酸堿消耗增大。

2.3 不合格的解析水和含甲醇冷凝液進(jìn)入陶粒池帶入中間水池

脫鹽水陶粒池裝置用于處理來(lái)自尿素裝置的解析水和合成裝置的含甲醇冷凝液，由于化肥二廠裝置波動(dòng)時(shí)，崗位人員調(diào)整不及時(shí)，造成不合格的解析水和含甲醇冷凝液進(jìn)入陶粒池處理后回收至中間水池，主要因?yàn)檫@兩股冷凝液來(lái)水無(wú)在線監(jiān)測(cè)裝置，且分析頻率為1次/天，當(dāng)來(lái)水指標(biāo)發(fā)生變化或超標(biāo)時(shí)，操作人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排放，使不合格的冷凝液直接進(jìn)入陶粒池，當(dāng)化肥二廠系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)停車(chē)和大波動(dòng)時(shí)，來(lái)水氨氮含量超標(biāo)會(huì)影響微生物活性，降解了微生物處理有機(jī)物的能力，不合格的冷凝液送入離子交換器后，帶入微生物粘泥，污染離子交換樹(shù)脂，使離子交換樹(shù)脂結(jié)塊，從而引起陽(yáng)離子交換器床層壓力高、運(yùn)行周期短、頻繁再生等不良后果，從而給裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)帶來(lái)很大的隱患。

2.4 陰、陽(yáng)床離子交換器運(yùn)行負(fù)荷高、造成離子交換器運(yùn)行周期短

化肥二廠50%擴(kuò)能后，脫鹽水裝置未進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)建，改造后回收冷凝液：濃水回收增加水量50 m3/h；冷凝液增加100 m3/h；含甲醇水回收增加40 m3/h；二化尿素析水40 m3/h。以上冷凝液送入中間水池，造成陰陽(yáng)床長(zhǎng)期的超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致陰陽(yáng)床運(yùn)行周期短。

3 處理對(duì)策

（1）針對(duì)蒸汽冷凝液指標(biāo)長(zhǎng)期超標(biāo)回收，化肥二廠借年檢修之際，對(duì)123-C泄漏點(diǎn)進(jìn)行消漏處理后，蒸汽冷凝液指標(biāo)合格回收，至此影響陰陽(yáng)床運(yùn)行周期縮短的這一隱患徹底消除。

（2）針對(duì)二尿素工藝?yán)淠簛?lái)水溫度高，借化肥二廠檢修之際，更換換熱器E-131B后，來(lái)水溫度降低到50℃左右，使冷凝液的水溫達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足生產(chǎn)需求。

（3）對(duì)冷凝液系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造。增加了除鐵過(guò)濾器、ASM過(guò)濾器和殺菌系統(tǒng)等裝置后，有效避免有機(jī)物帶入脫鹽水系統(tǒng)，減少離子交換器被污染的機(jī)會(huì)，延長(zhǎng)了離子交換器的使用壽命，確保了離子交換器的運(yùn)行周期。

（4）通過(guò)技改新建一臺(tái)混合離子交換器，利用冷凝液泵將過(guò)濾后的工藝?yán)淠汉驼羝淠核腿胄禄齑玻源藖?lái)減少陰陽(yáng)離子交換器的運(yùn)行負(fù)荷；同時(shí)通過(guò)技改將部分蒸汽冷凝液直接送入鍋爐疏水箱，減少陰陽(yáng)離子交換器的制水量，從而有效的緩解了陰陽(yáng)床超負(fù)荷運(yùn)行的被動(dòng)局面。

通過(guò)分析數(shù)據(jù)來(lái)看，蒸汽冷凝液來(lái)水指標(biāo)均優(yōu)于鍋爐疏水箱控制指標(biāo)，完全滿足鍋爐給水，部分蒸汽冷凝液送入疏水箱，緩解陰陽(yáng)離子交換器的制水壓力，有效延長(zhǎng)了離子交換器的運(yùn)行周期。

4 結(jié)論

通過(guò)技術(shù)改造處理，脫鹽水離子交換器運(yùn)行周期由最低38 h左右上升至90 h左右，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)運(yùn)行周期，有效控制陰陽(yáng)離子交換器的運(yùn)行周期，確保脫鹽水裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。在日常工作中采取如下措施：定期對(duì)換熱器123-C出口樣進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。加強(qiáng)各種冷凝液來(lái)水監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)含甲醇冷凝液和解析水設(shè)置指標(biāo)超標(biāo)報(bào)警和聯(lián)鎖設(shè)置，有效杜絕不合格冷凝液進(jìn)入污染水質(zhì)，影響陶粒池裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。對(duì)進(jìn)裝置的工藝?yán)淠哼M(jìn)行換熱處理，使其水溫滿足生產(chǎn)需求。

［1］唐受印，戴友芝，等編.水處理工程師手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［2］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［3］王方.鍋爐水處理［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2000.

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