含油冷凝水除油除鐵系統(tǒng)及其改造

1、含油冷凝水除油除鐵系統(tǒng)及其改造陶衛(wèi)君(中國石油克拉瑪依石化公司 , 834003摘要 :介紹了某石化公司含油冷凝水除油除鐵裝置及運行中存在的主要問題 , 分析了裝置除油除鐵效果不佳的主要原因 。 根據(jù)裝置運行中存在的問題 ,提出對設備進行改造 , 增設前置快分離過濾器 , 更換現(xiàn)有 除油除鐵設備組件 , 調(diào)整系統(tǒng)運行方式 , 以改善裝置除油除鐵效果 。 關鍵詞 :含油冷凝水 除油除鐵系統(tǒng)改造文章編號 :16741099(2012 04004505中圖分類號 :TE09文獻標識碼 :A收稿日期 :2012-06-25。作者簡介 :陶衛(wèi)君 , 男 , 1980出生 , 2010年畢業(yè)于華北電力大

2、學技術經(jīng)濟及管理專業(yè) , 碩士 , 助理工程師 , 現(xiàn)從事設備管理 工作 。某石化公司含油冷凝水除油除鐵裝置設計處理能力為 100t /h, 于 2009年 9月投產(chǎn) , 主要回收 煉油裝置的含油冷凝水 。含油冷凝水經(jīng)換熱后進入含油冷凝水原水 罐 , 由除油水泵送入除油除鐵裝置 , 除完油后進入 含油冷凝水凈水罐 。 由于除油除鐵之后的冷凝水 的含油量和含鐵量等各項指標達不到中壓鍋爐水 水質(zhì)標準 , 不能直接直接進入除氧器向中壓鍋爐 水供水 , 只能作為軟化水降級使用 , 用作空冷設 備 、 加氫裝置和 0. 3MPa 低壓鍋爐用水 。 文章通過分析該裝置運行中存在的問題原因 , 提出設備改造

3、方案 , 以改善裝置運行狀況 。 1含油冷凝水除油除鐵系統(tǒng)改造前工藝流程見圖 1。 含油冷凝水除油除鐵系統(tǒng)采用活性分子膜超微過濾和多官能團 纖維吸附的組合工藝去除蒸汽凝結水中的油類 及高價金屬離子 。 裝置主要由在線甄別系統(tǒng) 、 超微過濾器 、 纖維吸附罐及自動反洗再生系統(tǒng) 等組成 。圖 1裝置改造前工藝流程1. 1在線甄別系統(tǒng)含油冷凝水經(jīng)在線甄別系統(tǒng)檢測 , 未達到除油除鐵裝置進水要求的含油冷凝水排入含油污水池 ; 達到進水要求的含油冷凝水進入 1#、 2#含油冷 凝水原水罐 , 經(jīng)除油水泵依次進入 1#和 2#超微過濾器 、1#和 2#纖維吸附罐進行過濾和吸附 。 經(jīng)過 處理的凈化水經(jīng)在線

4、甄別系統(tǒng)檢測 ,合格凈化水 進入 3#含油冷凝水凈水罐 , 不合格水返回 1#、2#含油冷凝水原水罐重新除油 。 在線甄別系統(tǒng)含油 冷凝水進水及除油除鐵處理后出水質(zhì)量控制標準見表 1。·54·第 28卷 第 4期 2012年 8月 石 油 化 工 技 術 與 經(jīng) 濟Technology Economics in Petrochemicals表 1冷凝水處理系統(tǒng)進 、 出水質(zhì)量控制標準 水質(zhì)指標 含油冷凝水進水 除油除鐵后出水 含油量 /(mg ·L 1 100 1含鐵量 /(g ·L 1 50電導率 /(s ·cm 1 30 5硬度 /(mol

5、 ·L 1 10 1. 51. 2超微過濾器超微過濾器采用耐高溫鍍膜陶瓷過濾元件 , 化學藥劑在過濾管表面及微孔內(nèi)形成多層固化的 活性分子膜 。 通過過濾和吸附作用 , 可去除機械 分散態(tài)油和部分乳化油 、 鐵離子等高價金屬離 子 1, 使水中油含量降低至 5 6mg /L, 鐵含量降 至 150g /L, 為后續(xù)纖維吸附罐內(nèi)的復合碳纖維 創(chuàng)造工作條件 , 延長碳纖維官能團的壽命 2。 1. 3纖維吸附罐纖維吸附罐屬精密過濾裝置 , 添加了大量相 關官能團的復合吸附纖維氈細孔密集 , 比表面 積大 , 吸附能 力 強 1。 在 復 合 吸 附 纖 維 氈 加 工 過程中 , 可根據(jù)不

6、同凝結水水質(zhì)情況 , 選擇不同 的活化物質(zhì) , 加入相應的官能團 , 從而進行不同 的活化處理 。 處理加工后的碳纖維具有選擇性吸 附功能 , 對凝結水中油類等有機污染物進行有效 吸附 , 使出水含油量不大于 1mg /L, 總鐵含量不 大于 50g /L。1. 4自動反洗再生系統(tǒng)超微過濾器和纖維吸附罐采用自動反洗再 生 , 根據(jù)污染物累積量自動進行再生操作 , 一般每 隔 24h 自動反洗一次 。 用壓力 0. 4 0. 6MPa 、 溫 度 160 260 的蒸汽對超微過濾器和纖維吸附 罐進行反向清洗 , 使分子膜和復合纖維氈脫除附 著的油污和雜質(zhì) , 活性分子和官能團得以再生 。2冷凝水

7、除油除鐵系統(tǒng)存在的問題含油冷凝水除油除鐵裝置開工至今一直存在 一些問題 , 經(jīng)過多次維護 、 處理效果仍不理想 。 2. 1水質(zhì)問題(1 含油冷凝水經(jīng)過除油除鐵后 , 凈水各項 水質(zhì) 指 標 均 達 不 到 凈 水 出 水 水 質(zhì) 指 標 要 求 。 2010年 1月份除油除鐵裝置試運期間 , 對除油除 鐵后的凈水進行了現(xiàn)場分析 , 結果表明含油量 0. 2 3. 7mg /L, 含鐵量 50 220g /L, 電導率為 7 15s /cm, 硬度 2. 0 6. 0mol /L, 除油 、 除鐵 效果不理想 , 電導率 、 硬度等指標也不達標 。(2 超微過濾器和纖維吸附罐設備用蒸汽進 行約

8、 1h 反沖洗再生后 , 凈水分析儀表顯示值凈 水含油量提高到 1 2g /g, 反沖洗期間凈水水 質(zhì)不合格 , 影響了水罐水質(zhì) 。 在反沖洗結束后對 凈水取樣分析 , 發(fā)現(xiàn)凈水中含有許多黑色塊狀雜 質(zhì) , 最大直徑達到 0. 7cm , 凈水濁度達到 2. 7FTU (正常運行時 , 濁度一般小于 1FTU 。2. 2設備問題(1 超微過濾器運行壓差大 , 流量 60t /h左 右 , 罐體壓力接近 0. 4MPa ; 封頭常漏水 (水壓試 驗 0. 7MPa 。(2 超微過濾器和纖維吸附罐的蒸汽進口氣 動閥內(nèi)漏嚴重 , 1#纖維吸附罐進口氣動閥更換了 2次 , 內(nèi)漏問題仍未解決 , 給裝置

9、運行埋下了安全 隱患 。(3 超微過濾器進水流量控制閥反應太滯 后 , 閥門開度與流量呈非線性關系 , 流量控制難度 大 。(4 在線甄別系統(tǒng)儀表測量準確度低 , 在線 儀表顯示值與實際人工取樣測量值之間存在誤 差 ; 纖維吸附罐出口凈水水中油分析儀表精度為 1g /g, 達不到 0. 1g /g精度要求 , 而且這種儀 表在維護清洗時 , 水在表盤上溢流 , 很容易造成儀 表內(nèi)部電路板燒毀 , 損壞儀表 。3冷凝水除油除鐵系統(tǒng)失效原因分析3. 1原水污染超微濾元從各裝置冷凝水質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)來看 , 正常運 行時水中油含量一般在 1. 2 15. 6mg /L。 當用 汽設備發(fā)生油泄漏時 , 冷

10、凝水含油量會急劇上升 , 通過對冷凝水取樣分析 , 最大含油量達 100mg /L。 煉油各裝置蒸汽冷凝水所含雜質(zhì)見表 2。表 2含油冷凝水所含雜質(zhì)及其來源含油冷凝水來源 雜質(zhì)四罐區(qū) 原油 、 污油和渣油 、 丙烷廢油 三罐區(qū) 污油和渣油 、 丙烷廢油1#、 2#丙烷脫瀝青裝置 丙烷氣 、 重脫油 、 輕脫油小焦化裝置 輕質(zhì)油 、 蠟油甲醇和氣體分離裝置 液化氣 、 甲醇潤滑油換熱站 潤滑油在含油冷凝水除油除鐵裝置開工初期 , 原水 罐殘留污油對超微過濾器分子膜和纖維吸附罐吸 附組件造成污染 , 雖經(jīng)過清理 , 實際濾元內(nèi)污染現(xiàn)·64·石 油 化 工 技 術 與 經(jīng) 濟Te

11、chnology Economics in Petrochemicals第 28卷 第 4期 2012年 8月象仍未得到根本杜絕 , 且原水中的非烴類污染物 (膠體 繼續(xù)累積 , 造成超微濾元嚴重污染 , 非烴 類污染物 (膠體 吸附在超微濾元外壁 ,形成 “ 門 簾 ” , 導致活性分子膜無法正常工作甚至失效 。 3. 2過濾法除乳化油效果不理想 凝結水中的油有游離態(tài)油 、 機械分散態(tài)油 、 乳化態(tài)油和溶解態(tài)油等 4種形態(tài) , 其中乳化態(tài)油和 溶解態(tài)油是主要存在形態(tài) 。 凝結水中的油經(jīng)過機 械運動 , 大部分因發(fā)生離散 、 碎解而在水中呈乳化狀態(tài) (油粒粒徑在 0. 1 0. 5m 之間 3

12、。 加之 凝結水溫較高 , 油粒在水體中的布朗運動增強 , 在 水體中的溶解性提高 , 溶解油以分子狀態(tài)存在于 水體 。 目前石化企業(yè)冷凝水除油使用的方法包括 過濾法 、 復合膜阻截除油法 、 樹脂除油法 、 表面過 濾加精密過濾法等 , 基本上不是阻截法就是過濾 法 。 從機理上講 , 阻截 、 過濾法只能有效處理游離 態(tài)油 、 機械分散油 , 處理乳化油分子和溶解油分子 十分困難 。 3. 3過濾法除鐵效果不理想要除掉冷凝水中粒徑比水分子還小的 Fe 2+和 Fe 3+, 阻截膜或過濾膜的孔徑必須非常細微 。高溫燒結的陶瓷濾料利用多孔和粗糙的表面密集層結構 , 將鐵離子和細小懸浮物過濾吸附

13、 。 通過濾料 的 粒 度 控 制 出 水 鐵 離 子 含 量 4。 但 由 于 Fe 3+為膠狀 , 它會附著在過濾膜的表面 , 堵塞濾料 的孔道 , 污染濾料 , 濾膜運行一段時間后其過濾吸附能力會降低 5。 另外 , 由于冷凝水的溫度比較 高 , 濾料會有雜質(zhì)溶出 , 出水硬度增大 , 對冷凝水形成二次污染 6。 4含油冷凝水除油除鐵系統(tǒng)改造及效果根據(jù)冷凝水除油除鐵裝置運行中存在的實際問題 , 決定對現(xiàn)有裝置流程進行改造 , 使裝置出水 水質(zhì)指標達到設計標準 。 4. 1增設前置快分離過濾器根據(jù)冷凝水除油除鐵系統(tǒng)實際運行情況及水 質(zhì)分析 , 在原流程中超微過濾裝置前增設前置快 分離過濾器

14、 。 前置快分離過濾裝置濾元采用活性 炭纖維球為過濾和吸附的基料 , 運用北京中能環(huán) 科公司的專有技術 , 在反復活化 、 炭化的同時 , 添 加大量官能團 , 使之有效阻截 、 吸附大量非烴類 、 烴類 、 膠 體 及 其 他 雜 質(zhì) , 保 障 后 續(xù) 設 備 運 行 條 件 , 使出水指標達到設計標準 。 改造后工藝流 程見圖 2 。圖 2改造后工藝流程經(jīng)在線甄別系統(tǒng)檢測 , 符合進水要求的冷凝水直接進入原水箱 , 經(jīng)泵提升后進入前置快分離 過濾器 , 去除水中大量非烴類 、 烴類 、 膠體及其他 雜質(zhì) 。 出水依次經(jīng)過超微過濾器和纖維吸附罐除去冷凝水中大部分的烴類及金屬離子 。 處理后

15、的 冷凝水需再次經(jīng)過在線甄別系統(tǒng)檢測 , 合格冷凝水進入 3#含油冷凝水凈水罐 。 一旦出現(xiàn)水質(zhì)超標 , 則凝結水通過自控系統(tǒng)返回 1#、2#含油冷凝水原水罐重新處理 。4. 2更換現(xiàn)有除油除鐵設備組件(1 更換現(xiàn)有的 2臺超微過濾器組件 , 并重 新進行預膜處理 ; 更換現(xiàn)有的 2臺纖維吸附罐組 件 , 以解決活性分子膜超微過濾器在污堵后工作 狀態(tài)不佳 , 無法保持較高活性 , 吸附效果下降 , 甚 至無法吸附雜質(zhì)等問題 , 同時解決碳纖維吸附裝 置出水有黑色雜質(zhì)的問題 。(2 更換存在泄漏問題的 4臺氣動閥 , 新供 閥門改換了密封形式 , 以適應現(xiàn)場存在較大溫差 工況 。 更換流量調(diào)節(jié)閥

16、 , 以滿足實際流量變化的 要求 , 提高反應速度 。(3 更換在線甄別系統(tǒng)檢測儀表 , 儀表測量 準確度和精度符合技術協(xié)議要求 , 尤其是水中油 檢測儀表精度達到 0. 1g /g。4. 3調(diào)整系統(tǒng)運行方式鑒于原水罐殘留污油對超微過濾器分子膜和 纖維吸附罐吸附組件造成污染 , 對冷凝水除油除 鐵裝置運行方式加以調(diào)整 。(1 含油冷凝水進入 1#冷凝水原水罐 , 蓄滿 7m 左右溢流 10min 以上 , 充分溢流掉冷凝水中 的游離態(tài)油和機械分散態(tài)油 。(2 含油冷凝水停止進入 1#冷凝水原水罐 , 改入 2#冷凝水原水罐 。(3 啟動除油裝置 , 抽 1#冷凝水罐冷凝水運 行 , 合格凈水進

17、 3#冷凝水凈水罐外供 , 不合格凈 水返回 1#原水罐 。(4 1#冷凝水罐抽到 1. 5m 左右時 , 若 2#冷 凝水罐已蓄滿 7m 左右并溢流 10min 以上 , 可切 換到 2#冷凝水罐 ; 若 2#冷凝水罐未蓄滿 , 可直接 把無油冷凝水切換到 1#冷凝水罐 , 關閉 3#冷凝水 罐閥 , 進入 1#冷凝水罐循環(huán)運行 , 直到 2#冷凝水 罐已蓄滿 7m 左右并溢流 10min 以上 , 再切換到 2#冷凝水罐 。4. 4改造后運行效果通過在除油除鐵裝置流程中增設前置快分離 過濾器 , 有效阻截 、 吸附含油冷凝水中的大顆粒非 烴類 、 烴類 、 膠體及其他雜質(zhì) , 改善了后續(xù)超

18、微過 濾器和纖維吸附罐等設備的運行條件 。 更換超微 過濾器和纖維吸附罐組件后 , 提高了超微過濾器 和纖維吸附罐分子膜和官能團的活性 。 除油除鐵 裝置及其運行方式經(jīng)過改造和調(diào)整 , 出水水質(zhì)有 了明顯改善 , 基本達到了裝置出水水質(zhì)設計指標 。 裝置改造前后水質(zhì)情況對比見表 3。表 3除油除鐵裝置改造前后水樣分析結果取樣序號改造前含油量 /(mg ·L 1含鐵量 /(g ·L 1電導率 /(s ·cm 1硬度 /(mol ·L 1改造后含油量 /(mg ·L 1含鐵量 /(g ·L 1電導率 /(s ·cm 1硬度 /

19、(mol ·L 112. 6831303. 34. 00. 766352. 01. 55 20. 9632106. 05. 00. 271523. 01. 96 30. 7553105. 05. 00. 372673. 31. 86 41. 3321108. 43. 50. 470325. 81. 25 53. 3781405. 04. 00. 882382. 71. 35 63. 5041306. 02. 50. 990344. 30. 65 73. 763804. 86. 00. 944223. 91. 535結論(1 含油冷凝水除油除鐵裝置出水水質(zhì)指標 達不到設計標準 , 主要

20、原因是含油冷凝原水中的 大顆粒油滴污染了超微過濾器和纖維吸附罐的分 子膜 , 使其喪失了過濾和吸附的功能 , 另外過濾法 除乳化油 、 溶解油和 Fe 3+的效果也不理想 。 (2 通過對冷凝水除油除鐵裝置增設前置快 分離過濾器 、 更換超微過濾器和纖維吸附罐組件 等流程和工藝設備的改造 , 以及調(diào)整系統(tǒng)運行方 式 , 除油除鐵效果得到了明顯改善 。(3 目前裝置改造之后運行時間不長 , 裝置 能否長周期運行還有待考驗 。 值得注意的是裝置 出水軟化處理效果不理想 , 如何控制陶瓷濾料在 高溫冷凝水中溶出 , 避免冷凝水受到二次污染是 應該進一步研究的問題 。參 考 文 獻1周麗莉 , 鄭黎

21、, 呂國輝 , 等 高溫凝結水精處理技術的應用實 踐 J 工業(yè)鍋爐 , 2011(4 :25272高登山 冷 凝 水 回 收 處 理 技 術 J 河 南 化 工 , 2008, 25, (11 :27303冷樹成 凝結水的凈化技術 J 工業(yè)水處理 , 2010, 30(3 : 64674徐佳 , 張宇舟 蒸汽冷凝水回收中的除鐵技術 J 工業(yè)鍋爐 , 2008(6 :40415高如龍 , 肖建國 , 郭建國 蒸汽冷凝水的兩種除鐵工藝的比 較 J 工業(yè)水處理 , 2002, 22(8 :41436王勝利 , 劉繼勇 , 張宇舟 蒸汽冷凝水回用過濾技術探討 J 工業(yè)水處理 , 2007, 27(9

22、:7577Oil and Iron Removal System of Oil condensate Water and its Improvement Tao Weijun(PetroChina Karamay Petrochemical Company , 834003ABSTRACTThe oil and iron removal device of oil condensate water in a petrochemical company and main problems in operation of the device was introducedThe main caus

23、es of poor oil and iron removal effect were analyzedBased on the actual problems in oil and iron removal device of condensate water , device process transformation scheme was proposed to add a lead fast separation filter , replace the existing oil and iron removal equipment assembly , and adjust sys

24、tem operation mode to improve the operation effectKeywords :oil condensate water , oil removal , iron removal ,櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵櫵system reconstruction我國芳構化企業(yè)面臨無米可炊近 4年以來 , 芳構化企業(yè)新裝置集中扎堆上 馬 , 過快 、 過多 , 導致了醚后 C 4“ 僧多粥少 ” 局面 , 讓芳構化這一液化氣深加工的朝陽產(chǎn)業(yè) , 剛剛起 步不久就陷入了開工率低 、 虧損運營的尷尬境地 。 業(yè)內(nèi)企業(yè)呼吁 :芳構化企業(yè)應控制產(chǎn)能 , 合理布 局 , 新項目上馬要慎重 , 無上游原料配套的企業(yè)投 資須三思而后行 。芳構化是以液化氣 (醚后 C 4 為原料生產(chǎn)高 辛烷值芳烴和高清潔液化氣的生產(chǎn)過程 。 由于芳 烴和汽油的附加值高 , 而液化氣價格相對便宜 , 因 此 , 將液化氣轉化為芳烴和汽油