甲醇裝置排水綜合回收利用

曾凡平，龔長壽，羅干云

（重慶卡貝樂化工有限責任公司，重慶 長壽 401226）

我國是世界上13個最缺水的國家之一，可利用的水資源總量為28000億m3，工業用水重復利用率僅為55%，而發達國家平均為75%～85%[1]；未來隨著國民經濟發展和人民生活水平提高，需水量將不斷增長。因此，加強節水和科學用水，是我國工業經濟發展的必然要求[2]，而水資源的綜合利用尤為重要。

重慶卡貝樂化工有限責任公司是一家年產85萬噸甲醇的化工企業，采用英國DAVY工藝技術，以天然氣為原料，經過提壓脫硫后的天然氣與蒸汽混合增濕，再與從煙氣中回收的CO2混合并加熱后進入蒸汽轉化爐生成合成氣，合成氣經余熱回收并提壓后進入立式低壓合成塔反應生成粗甲醇，粗甲醇通過三塔精餾后獲得優級精甲醇。正常生產時，工業水主要作為裝置循環水系統、脫鹽水系統及CO2回收系統的補水。本文闡述了甲醇生產裝置給排水系統的優化改造及經濟效益分析。

1 工藝排水分析與回收系統的選擇

1.1 排水綜合利用分析

在實際操作中，被回收水的水質優于或者接近于回收系統補水的水質，水被回收到系統后，便于回收系統的工藝參數及加藥量等數據調整，越是接近回收系統補水水質的水，回收后系統調整越是簡單，有的只是對原補水量進行簡單的減量控制；但若被回收的水質較差，需要有針對性地處理。

圖1是甲醇裝置原設計給排水工藝簡圖，圖2是技改后的排水工藝簡圖。其中透平蒸汽冷凝液，由原設計回收至一級反滲透出口儲水罐，技改后回收至EDI裝置出口脫鹽水儲水罐；工藝蒸汽冷凝液，由原設計回收至脫鹽水系統超濾[3]裝置前的儲水罐，技改后回收至循環水塔下水池；脫鹽水系統濃排水，原設計排入廢水管網，技改后回收至循環水塔下水池；煙氣冷凝液，酸性水，原設計排入廢水管網，技改后回收至循環水塔下水池。

圖1 85萬t/a甲醇裝置原設計給排水工藝簡圖

圖2 85萬t/a甲醇裝置技改后的給排水工藝簡圖

在甲醇裝置的給排水工藝簡圖中有四種排水，如圖1所示，其取樣分析對比（見表1）：透平蒸汽冷凝液水質是最好的，且日常分析數據均在脫鹽水的控制指標范圍內；其次是工藝冷凝液，優于工業水的水質，但是含有微量有機雜質；再是煙氣冷凝液，含有硫酸根、亞硫酸根、硝酸根等離子，帶酸性且電導稍高，但是水質的濁度及COD參數很好；最后是脫鹽水系統的濃排水，它本身是由工業水經處理后的廢水，氯離子含量高，水質比工業水要差，但是電導、濁度、鈣硬度、COD參數均要比循環水的水質要好些。

表1水質分析數據對照表

1.2 排水綜合利用回收系統的選擇

通過水質檢測，如表1所示，針對四種工藝過程中的排放水有如下結果：

（1）透平蒸汽冷凝液，水質相比脫鹽水系統EDI裝置的出水水質要差些，但是滿足脫鹽水水質控制指標，因此選擇直接回收至脫鹽水儲水罐。

（2）工藝蒸汽冷凝液，水質相比工業水，pH值要高些，呈堿性，大部分水質參數均要優于工業水，原設計工藝蒸汽冷凝液進入脫鹽水系統，但含有微量甲醇，影響脫鹽水系統正常運行，因此選擇回收至補水要求較低的循環水系統。

（3）煙氣冷凝液，因為煙氣中含有硫氧化物、氮氧化物，所以呈酸性，其它參數均比工業水好，選擇循環水系統，并且回收煙氣冷凝進循環水系統可以用來中和回收的工藝蒸汽冷凝液。

（4）脫鹽水系統濃排水，水質比工業水要差些，但是絕大多數參數比循環水的控制指標要好，因此選擇回收至循環水系統，但是應注意循環水系統Cl-離子的控制。

2 排水綜合利用系統優化調整與效益分析

2.1 綜合利用系統優化調整

2.1.1 脫鹽水系統

因透平蒸汽冷凝液水質本身符合脫鹽水控制指標，相對脫鹽水系統EDI出水水質來說較低些，但是脫鹽水儲罐內水質整體是符合要求的，因此對脫鹽水系統工藝參數基本上不需要調整。

工藝蒸汽冷凝液改回收至循環水系統后，脫鹽水系統增加工業水量來替代，沒有微量甲醇等有機醇類對脫鹽水藥劑的影響，脫鹽水系統運行更穩定。

2.1.2 循環水系統

因循環水系統水量大，且回收了多種工藝排水，因此要按照循環水水質控制指標來調整工藝參數與加藥量，調整時應注意的事項：（1）每回收一種工藝排水時，要加強循環水質分析與工藝參數調整，待循環水水質調整穩定后才能回收其它工藝排水。（2）根據回收的工藝排水水質特點，有針對性地進行循環水參數調整，如回收帶酸性的煙氣冷凝液時，應在回收前適當地減少循環水中濃硫酸藥劑量；回收工藝冷凝液時，含有甲醇等微量有機物，應適當增加殺菌劑等。（3）回收工藝排水時，應先控制少量回收，待水質指標控制穩定后再慢慢加大回收量，特別是回收的水量較大且水質與補水水質差異大時。（4）脫鹽水系統濃排水回收至循環水系統后，應加強循環水水質中Cl-離子的監控。（5）回收工藝水應及時調整循環水系統的補水量和排水量，維持系統物料平衡。

總之，水系統在回收了其他排水后，因回收的排水水質與系統的補水水質存在一定的差異，為保障工藝水系統正常穩定運行，系統的水質控制指標應符合原設計指標要求，適當地對加藥量、加藥頻次等參數進行優化調整，以保證工藝水系統核心水質指標不變。同時，回收水可能會造成工藝系統參數的變化，為保證工藝系統變化在控制范圍內，不僅僅是工藝水系統，對涉及的整個裝置的工藝參數應進行監控，并對偏離控制范圍的工藝參數進行適當調整。

2.2 排水綜合利用效益

裝置的4種排水綜合回收利用改造均屬于非常規水源綜合利用[4]，脫鹽水系統濃排水和煙氣冷凝液由生產廢水回用為循環冷卻水補水[5]，每年減少循環水系統工業水補水量，按8000h/a計，(70＋20)t/h×8000h/a＝72萬t/a，工業水按2.04元/t計，則節約：72萬t/a×2.04元/t＝146.88萬元/a；同時，透平冷凝液直接回收也減少了脫鹽水系統的運行成本。

同時，工藝排水綜合利用，在給企業帶來經濟效益的同時也帶來了安全環保效益，每年將減少約72萬t廢水排放。

3 結束語

排水綜合回收利用不僅為企業帶來經濟效益，更是一項重要的節能減排環保措施。經過對裝置現場排放水的統計，發現還存在沒有回收的工藝排水，因回收經濟價值不高或者技術不成熟等原因暫時沒有回收。如水質很好但溫度較高的鍋爐排污[6]以及分布零散的蒸汽疏水冷凝液，需要選擇合適的回收系統或者經收集處理后才能回收；還有水質較差的循環水排水，可通過處理后用來澆灌綠化，實現裝置工業廢水“零”排放[7]。