有機硅單體工業(yè)循環(huán)水處理與評價

袁木平++劉超宇++舒巧

[摘 要]針對不同工藝狀況的循環(huán)水系統(tǒng)進行有效的化學清洗和預膜處理，是有機硅單體循環(huán)水系統(tǒng)正常運行的基礎和關鍵，而加強對系統(tǒng)中現(xiàn)場工藝參數(shù)、換熱器和特征性水質(zhì)指標的監(jiān)控，及時有效制訂和實施物料泄漏等應急處理預案則是保證有機硅單體生產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)安全穩(wěn)定長周期運行的重要內(nèi)容。

[關鍵詞]有機硅產(chǎn)業(yè) 工業(yè)循環(huán)冷卻水 水處理

中圖分類號：F426.7 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）03-0262-01

2010年底由興發(fā)集團控股子公司湖北興瑞化工有限公司完成了6萬噸/年有機硅單體項目建設，并于2011年通過技術改造，項目產(chǎn)能由6萬噸/年提高到8萬噸/年，與此配套建成了循環(huán)水量達9000 m3/h的工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。為進一步豐富興發(fā)集團宜昌精細化工園的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)保效益最大化，2015年，公司完成了10萬噸/年有機硅單體二期擴建項目建設，整個項目配套的工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)循環(huán)量達到12000 m3/h。整個循環(huán)水系統(tǒng)涵蓋氯甲烷合成、硅粉加工、甲基氯硅烷單體合成、甲基氯硅烷單體分離、二甲基二氯硅烷水解、水解物裂解及環(huán)體蒸餾等裝置。本文主要介紹了有機硅單體一期舊系統(tǒng)進行了不停車的剝離和預膜處理，并針對系統(tǒng)出現(xiàn)的物料泄漏等建立的應急處理預案，并對對有機硅單體二期新系統(tǒng)進行了清洗剝離和預膜評價。

1 工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)處理與評價

1.1 有機硅單體一期舊系統(tǒng)的維護與應急處理

由于該循環(huán)冷卻水系統(tǒng)長期運行，未經(jīng)過徹底的停車清洗，特別是由于舊系統(tǒng)中因單體合成及精餾工段的塔冷凝器破裂穿孔導致有機硅單體、鹽酸等酸性物料泄漏，系統(tǒng)設備及管道內(nèi)表面存在不少鐵銹、油污、雜物和粘泥[1]等，甚至造成因設備腐蝕造成的惡性循環(huán)的嚴重后果。因此，系統(tǒng)經(jīng)過一系列的剝離清洗和預膜處理，并加強了酸性物料泄漏的前期預警和應急處理，有力維持了循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定。

經(jīng)系統(tǒng)剝離清洗之后，循環(huán)水濁度的變化如下圖（圖1-1）所示，由圖可知，高濃度剝離劑的投加使循環(huán)水濁度達到峰值，大量菌藻、黏泥被殺滅剝離后懸浮于循環(huán)水中。

循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)基礎投加處理并正常穩(wěn)定運行幾個月，通過對pH值、濁度、電導率、鐵、鈣、堿度等諸多水質(zhì)指標的分析和監(jiān)測，結(jié)果如圖1-2所示，在此過程中，循環(huán)水水質(zhì)得到根本好轉(zhuǎn)，循環(huán)水清澈干凈，循環(huán)水的pH值、電導率、鈣、堿度、氯離子含量長期保持穩(wěn)定且在控制范圍之內(nèi)，循環(huán)水濁度和鐵含量也遠低于控制上限，在循環(huán)水的濃縮倍數(shù)長期維持在3-4的同時，循環(huán)水中緩蝕阻垢劑和殺菌滅藻劑的藥劑濃度長期保持基本穩(wěn)定，藥劑的緩釋阻垢和殺菌性能明顯，循環(huán)水并無明顯的腐蝕，并且碳酸鈣、磷酸鈣結(jié)垢傾向也不明顯，此外，循環(huán)水中菌藻等微生物的滋生也得到了有效的控制。

循環(huán)水處理期間，有機硅3℃冷凍機組的換熱效果如圖1-3所示，冷凝器小溫差為冷凝器飽和溫度與循環(huán)水出水溫度的差值，冷凝小溫差的大小可以間接反映循環(huán)水換熱效果的好壞[2， 3]。上表中，冷凝器小溫差較小，冷凝器飽和溫度與循環(huán)水出水溫度相近，表明3℃冷凍機組的單臺換熱效果良好。

此外，有機硅單體循環(huán)水舊系統(tǒng)發(fā)生物料泄漏總是難以預料，但對物料泄漏的及時預警和監(jiān)控就顯得格外重要，相關水質(zhì)指標的異常變化更是可作為物料泄漏的顯著特征。例如有機硅硅烷車間單體分離工段的一甲和二甲冷凝器發(fā)生有機硅單體泄漏，單體進入循環(huán)水并與之反應，生成了一定量的油和鹽酸，由此導致整個循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水部分水質(zhì)指標出現(xiàn)異常（圖1-4），循環(huán)水中堿度和氯離子濃度相對于pH值的劇烈變化表明，有機硅單體循環(huán)水系統(tǒng)中水中堿度和氯離子濃度的異常變化可作為物料泄漏的顯著特征。

1.2 有機硅單體二期新系統(tǒng)的清洗與防護

鑒于有有機硅單體生產(chǎn)二期新系統(tǒng)管道及設備內(nèi)部的油污及污泥較少，系統(tǒng)內(nèi)壁的污垢以浮銹為主，綜合各運行參數(shù)和現(xiàn)場情況，系統(tǒng)在不停車的情況下，分別進行了水清洗、酸性化學清洗、化學預膜等預處理，然后進行基礎投加并轉(zhuǎn)入系統(tǒng)正常運行。系統(tǒng)經(jīng)處理之后，采用掛片實驗檢驗清洗預膜的效果[5， 6]，清洗過程中監(jiān)測碳鋼掛片腐蝕速率<3g/（m2.h），符合標準要求[7]。預膜后的碳鋼掛片，表面有少量色暈，用硫酸銅檢驗，顯色時間≥10s。

2 結(jié)論及建議

（1）有機硅單體生產(chǎn)一期舊系統(tǒng)經(jīng)過一系列的剝離清洗和預膜處理，并通并加強了酸性物料泄漏的前期預警和應急處理，有力維持了循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定。

有機硅單體生產(chǎn)二期新系統(tǒng)經(jīng)酸性化學清洗、化學預膜等一系列預處理，有效保證了系統(tǒng)后續(xù)正常穩(wěn)定高效的運行和延長系統(tǒng)的使用壽命。

（2）有機硅單體生產(chǎn)循環(huán)水系統(tǒng)因物料化學活性較高、泄漏的物料酸性腐蝕較強，應著力加強循環(huán)水系統(tǒng)的日常監(jiān)控，在了解現(xiàn)場數(shù)據(jù)的同時，應加強對循環(huán)水中堿度和氯離子濃度等特征性水質(zhì)指標的監(jiān)控和關注。循環(huán)水的各項控制指標應嚴格控制在規(guī)定范圍之內(nèi)，如果超出規(guī)定范圍應及時采取相關應急處理機制，切勿長時間或經(jīng)常性超標。此外，對流速低（小于0.5米/秒）的換熱器（如空壓機、水走殼程的換熱器、板式換熱器）和工藝介質(zhì)溫度較高的換熱器（循環(huán)冷卻水出口溫度大于50℃）應盡可能地提高供水壓力或流量，并且利用小修、中修等一切可利用機會打開換熱器觀察結(jié)垢情況，必要時用高壓水槍沖洗，以提高換熱效果。

參考文獻

[1] 于海水，劉光華，徐美江，等.循環(huán)水系統(tǒng)夏季殺菌滅藻黏泥剝離處理實踐總結(jié)[J].工業(yè)水處理.2005，25（8）：65-66.

[2] 馬駁.大慶煉化公司循環(huán)水場運行方案優(yōu)化[D].大慶石油學院，2008.

[3] 杜巍.武漢石化循環(huán)水場工藝設計優(yōu)化及運行[D].華東理工大學， 2013.

[4] 吳立濤，黃維紅.循環(huán)水系統(tǒng)的不停車清洗、預膜[J].科技視界.2013（25）：25-26.

[5] 郭亞麗，朱玲.高濃縮倍數(shù)運行下的循環(huán)水控制[J].全面腐蝕控制.2011（06）：14-17.

[6] 馮瓊，張秋紅，馮平平.工業(yè)循環(huán)水運行評價和處理方案[J].橡塑技術與裝備.2009，35（8）：46-50.

[7] GB 50050-2007工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范[S].