一級除鹽制水裝置脫瓶頸優化改造

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，運行方式為浮床+混床，總計四套一級制水系統，單套制水能力為140 m3/h，設計最大制水能力為420 m3/h，松花江來的新鮮水經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 ℃，進入活性炭過濾器預處理后送入清水箱，作為系統用水，清水泵將清水箱內水送至陽浮床離子交換器，除去水中金屬陽離子，再經除CO2器除去水中CO2，進入中間水箱，由中間水泵打入陰浮床離子交換器除去水中酸根離子，再經混床進一步除去水中殘留離子制成二級除鹽水，送往各裝置使用。由于各裝置的擴能改造，在實際生產運行中除鹽制水能力不足，嚴重制約著裝置的生產負荷，作者利用反滲透制水工藝成功將除鹽一級制水系統進行擴能改造，滿足了生產需求。

1 除鹽裝置一級制水系統存在的問題

1.1 一級制水能力不足

由于乙烯裝置擴產時未對除鹽制水系統進行改造，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)，需要運行三套制水系列及一套裝置返回凝結水精制系統，用水量已經超過三套系列的制水能力，嚴重制約著各裝置生產負荷。

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是運行周期短，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需求，運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，運行的系列一旦出現故障，設備需要進行緊急搶修，嚴重影響了裝置的穩定運行。

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，運行兩套系列時產生的廢水量為560 m3/d，用水量增加后，三套系列運行，產生的酸堿性廢水量達到840 m3/d，增加了污水處理系統的壓力，同時對社會環境也造成一定的影響。

2 改造方案

根據現有生產運行狀況，通過對國內水處理的調研及對陰陽離子交換床與反滲透制水技術的對比，采用GE公司反滲透膜元件及整機設備，增上一套140 m3/h的二級反滲透制水系統，替代傳統的陰陽離子交換制水設備[1]，新增反滲透制水系統產水與原陰陽離子交換床產水一同進入混床進一步脫鹽，滿足生產需求。

2.1 反滲透工作原理

反滲透系統主要元件是反滲透膜，該膜是一種半透膜，當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，在相反側形成稀溶液，而在加壓側形成濃溶液，從而達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過水-水換熱器、汽-水換熱器預熱后，通過活性炭過濾器過濾預處理后的原水，分別進入到一級制水系統中四套制水系列中的陽離子交換器進行交換，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，然后分別進入對應的中間水箱，通過中間水泵送入陰離子交換器，進行離子交換，除去水中的大部分酸根離子，生產出合格的一級除鹽水，然后進入混床進一步脫鹽，具體流程見圖1。

圖1 一級制水系統改造前工藝流程圖

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出合格的一級除鹽水、送出到混床入口母管，與除鹽老系統陰陽離子交換系列產生的一級除鹽水一同進入混床，進行二級除鹽，生產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

反滲透制水項目實施后，在夏季運行一套反滲透制水系統和一套制水系列就能夠滿足生產；冬季生產高峰期，運行兩套制水系列和一套反滲透制水系統能夠充分滿足生產需要，避免了三套系列運行，一套系列頻繁再生的緊張狀況，給安全生產提供了有利的保障，達到了預期目標，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，經濟效益和社會環境效益是非?？捎^的[3]。

3.1 經濟效益

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

3.2 社會環境效益

除鹽增上一套反滲透一級制水系統，大大減少了酸堿性廢水的排放，同時對產生的濃水進行回收再利用，實現零排放，對改良環境具有顯著的社會效益[4]。

4 結 論

通過除鹽裝置一級制水系統增加一套140 m3/h的反滲透制水的技術改造，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，滿足裝置安全穩定長周期運行，在節約了大量的酸堿消耗，降低生產運行成本的同時，減少了污水的排放總量，具有良好的社會環境效益。

參 考 文 獻：

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

[2] 張衛鋒.反滲透制水技術的優化[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用與研究[J].內蒙古石油化工，2011,35(5)：57-58.

[4] 許駿,王志,王繼孝,王世昌.反滲透膜技術研究與應用進展[J].化學工業與工程，2010,13(14)：74-75.