煉廠樣板化學(xué)水廠改造實(shí)踐

熊碧華

（中國(guó)石化北海煉化有限責(zé)任公司，廣西北海 536016）

某煉廠于2012年建成投產(chǎn)，原油加工能力500萬(wàn)t/a。2015年底實(shí)施了產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)改造項(xiàng)目，原油加工能力提升至650萬(wàn)t/a。化學(xué)水系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)規(guī)模260 m3/h除鹽水水站、120 m3/h凝結(jié)水水站作為一級(jí)除鹽水供給裝置。

為促進(jìn)企業(yè)節(jié)水減排和環(huán)保運(yùn)行水平，推進(jìn)化學(xué)水場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化、信息化、智能化和友好化建設(shè)，逐步實(shí)現(xiàn)智慧水務(wù)，全面提高運(yùn)行管理水平和服務(wù)保障能力，根據(jù)中國(guó)石化資水[2017]2 號(hào)文件《化學(xué)水系統(tǒng)綜合治理工藝技術(shù)要點(diǎn)》、中石化資水[2018]3 號(hào)文件《樣板化學(xué)水場(chǎng)創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)》要求，對(duì)現(xiàn)有化學(xué)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。

1 化學(xué)水系統(tǒng)基本情況

煉廠化學(xué)水系統(tǒng)包括除鹽水水站和凝結(jié)水水站兩部分。除鹽水站預(yù)處理采用機(jī)械過濾技術(shù)，除鹽采用陽(yáng)單室浮動(dòng)床、陰雙室浮動(dòng)床技術(shù)。凝結(jié)水站預(yù)處理采用機(jī)械過濾、混床技術(shù)。除鹽水站和凝結(jié)水站設(shè)備統(tǒng)一布置，有效減少占地。除鹽水站和凝結(jié)水站共用酸、堿再生與廢水中和系統(tǒng)，同時(shí)除鹽水站的原水與凝結(jié)水站的凝結(jié)水換熱，合理利用能量。除鹽水系統(tǒng)按單元制設(shè)計(jì)，各單元的陽(yáng)床和對(duì)應(yīng)的陰床同時(shí)運(yùn)行、同步再生。公用輔助系統(tǒng)，降低投資費(fèi)用，便于運(yùn)行、管理和維護(hù)。

1）除鹽水工藝過程

除鹽水水站由預(yù)處理系統(tǒng)、除鹽系統(tǒng)、廢水中和系統(tǒng)和自動(dòng)加氨系統(tǒng)組成，設(shè)計(jì)容量為260 t/h。采用單元制，分三個(gè)系列，單系列規(guī)模150 t/h。主要工藝流程見圖1。

2）凝結(jié)水工藝過程

圖1 除鹽水工藝流程

凝結(jié)水水站由凝結(jié)水回收系統(tǒng)、除油/鐵系統(tǒng)、活性炭過濾系統(tǒng)、精制系統(tǒng)、儲(chǔ)罐和輸送系統(tǒng)組成，設(shè)計(jì)容量為120 t/h，其中混床規(guī)模為150 t/h，凝結(jié)水水站包括凝結(jié)水的熱回收和處理兩大過程，主要工藝流程見圖2。

圖2 凝結(jié)水處理工藝流程

除鹽水站、凝結(jié)水站處理后的除鹽水收集至除鹽水罐后外送裝置，主要供給動(dòng)力站和各裝置的鍋爐、產(chǎn)汽設(shè)備使用，部分用于工藝過程。根據(jù)GB/T 12145—2016《火力發(fā)電機(jī)組及蒸汽動(dòng)力設(shè)備水汽質(zhì)量》和工藝過程要求，給水水質(zhì)按一級(jí)除鹽水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。

2 存在問題及改造措施

化學(xué)水系統(tǒng)投用后，運(yùn)行平穩(wěn)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。為進(jìn)一步推進(jìn)裝置節(jié)水減排和環(huán)保運(yùn)行，提高裝置自動(dòng)化水平，滿足中國(guó)石化樣板水廠創(chuàng)建要求，采取了一系列措施進(jìn)行優(yōu)化改造。

2.1 化學(xué)水排水回用改造

2.1.1 存在問題

化學(xué)水系統(tǒng)排放污水，未進(jìn)行有效分質(zhì)收集處置，部分含油污水通過廠區(qū)設(shè)置的埋地含油污水管道輸送至污水處理場(chǎng)，經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放。

2.1.2 改造措施

陰床正洗排水氣動(dòng)閥與手閥之間增加DN100管線及閥門，匯總后進(jìn)入原水罐。酸堿間南側(cè)新建含油污水提升池，增加埋地含油污水管線（DN300），將含油污水引入，并切斷原有含油污水管與總管線的連接。對(duì)化學(xué)水站排水系統(tǒng)進(jìn)行改造，陰陽(yáng)床東、西側(cè)排水溝進(jìn)行隔離和防腐處置，混床再生排水單獨(dú)引管排至西側(cè)排水溝排至舊廢水中和池，過濾器及混床等其余排水經(jīng)東側(cè)排水溝排至含油污水提升池。收集至含油污水提升池的含油污水，通過新增的含油污水提升泵輸送，接入管架上新建含油污水總管線輸送至污水處理場(chǎng)含油污水系統(tǒng)。

2.1.3 改造效果

除鹽水站和凝結(jié)水站根據(jù)排水水質(zhì)情況，分別引入原水罐、含油污水系統(tǒng)、含鹽污水系統(tǒng)，原水罐排水再利用制取除鹽水，含油污水系統(tǒng)低含鹽排水經(jīng)處理合格后回用至循環(huán)水。通過不同水質(zhì)分級(jí)收集處置，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排和化學(xué)水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.2 化學(xué)再生廢水直排改造

2.2.1 存在問題

化學(xué)水再生廢水中和池主要收集離子交換樹脂再生廢水，該部分水含鹽量高，水質(zhì)穩(wěn)定性差，直排至雨水系統(tǒng)易引起外排雨水指標(biāo)超標(biāo)，且高含鹽雨水進(jìn)入雨水系統(tǒng)后，經(jīng)含油污水處理后再次回用至循環(huán)水系統(tǒng)，容易導(dǎo)致循環(huán)水水質(zhì)變差，造成惡性循環(huán)。此外，根據(jù)中國(guó)石化對(duì)假凈廢水集中治理要求，需將該部分廢水納入污水系統(tǒng)收集、處置。

2.2.2 改造措施

廢水中和池原有2 臺(tái)廢水泵更換為高揚(yáng)程提升泵。原中和池排污水至雨水系統(tǒng)管線埋地處截?cái)?，新增碰頭管線經(jīng)管廊引至含鹽污水系統(tǒng)，為避免含鹽污水造成管線腐蝕，系統(tǒng)輸送管線采用內(nèi)襯膠管。

2.2.3 改造效果

化學(xué)水系統(tǒng)各裝置排放假凈廢水全部納入含鹽污水系統(tǒng)處置合格后達(dá)標(biāo)外排，雨水外排口指標(biāo)穩(wěn)定合格，環(huán)保效益顯著。

2.3 化學(xué)水自動(dòng)化控制改造

2.3.1 存在問題

現(xiàn)有閥門故障率高，除鹽水站無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行和再生，且部分主要指標(biāo)未實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，不便于及時(shí)監(jiān)控水質(zhì)和運(yùn)行情況，無法實(shí)現(xiàn)智能化管理。

2.3.2 改造內(nèi)容

為保證生產(chǎn)安全、平穩(wěn)、高效及長(zhǎng)周期運(yùn)行，提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化和管理水平，進(jìn)行如下改造：

1）機(jī)泵改造。3臺(tái)一級(jí)除鹽水泵增加遠(yuǎn)程停車控制，其中1 臺(tái)外供一級(jí)除鹽水泵增加變頻控制，將裝置21臺(tái)機(jī)泵電流信號(hào)引入DCS。

2）增加4個(gè)再生計(jì)量系統(tǒng)酸堿自動(dòng)調(diào)節(jié)閥，分別與現(xiàn)有再生濃度計(jì)實(shí)現(xiàn)濃度自動(dòng)聯(lián)鎖控制。

3）更換高效纖維過濾器、活性炭過濾器、陽(yáng)單室浮動(dòng)床陽(yáng)離子交換器、陰雙室浮床陰離子交換器、酸堿再生系統(tǒng)等。更換氣動(dòng)開關(guān)蝶閥共83 個(gè)，閥位遠(yuǎn)傳控制開關(guān)及指示信號(hào)線利舊，引入DCS。

4）完善在線儀表。預(yù)處理進(jìn)水管設(shè)置1臺(tái)在線濁度儀、1 臺(tái)在線電導(dǎo)率儀和1 臺(tái)在線ORP 儀，陰床出水總管設(shè)置1 臺(tái)在線電導(dǎo)率儀和1 臺(tái)在線pH計(jì)，中和廢水排放管設(shè)置1臺(tái)在線pH計(jì)，蒸汽凝結(jié)水進(jìn)水管設(shè)置1臺(tái)在線TOC儀和1臺(tái)在線電導(dǎo)率儀，所有信號(hào)均引入DCS。

2.3.3 改造效果

化學(xué)水場(chǎng)主要指標(biāo)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控，除鹽水站實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)行管理，并且能夠穩(wěn)定自動(dòng)運(yùn)行和再生。

2.4 凝結(jié)水和采樣水收集改造

2.4.1 存在問題

除鹽水站和凝結(jié)水站采樣水、排凝水等就地排放，部分進(jìn)入雨水系統(tǒng)，部分進(jìn)入含油污水系統(tǒng)，經(jīng)分析該水質(zhì)良好，具備直接回用原水罐條件，直排造成資源浪費(fèi)。

2.4.2 改造措施

在廢水中和池東側(cè)新增10 m3回收水池，將除鹽水站、凝結(jié)水站在線儀表采樣水以及附近裝置蒸汽加熱器的凝結(jié)水集中回收，再輸送至原水罐，預(yù)計(jì)回收量20 m3/d。

2.4.3 改造效果

實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)水資源回收利用，有效降低公司噸油取水指標(biāo)。

2.5 酸堿管線改造

2.5.1 存在問題

酸堿間存在酸霧揮發(fā)，管線、閥門、計(jì)量罐等外表腐蝕嚴(yán)重。再生泵故障率高，酸堿再生系統(tǒng)穩(wěn)定性差，設(shè)備反復(fù)維修滴漏等造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣。

2.5.2 改造措施

酸堿間原有內(nèi)襯膠進(jìn)酸、進(jìn)堿管線更換為鋼骨架PE 管，原有酸堿再生系統(tǒng)增加酸堿噴射器。新增酸、堿計(jì)量罐，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)再生控制。

2.5.3 改造效果

酸堿再生系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，現(xiàn)場(chǎng)管線腐蝕問題有效解決，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境衛(wèi)生得到顯著改善，酸堿異味明顯減輕。同時(shí)節(jié)省管線刷漆防腐費(fèi)用。

2.6 中和池密閉收集改造

2.6.1 存在問題

化學(xué)水廢水中和池收集除鹽水站和凝結(jié)水站離子交換樹脂再生排水，為確保再生過程酸堿廢水混合均勻，采取泵回流和鼓風(fēng)攪拌方式，混勻過程酸霧揮發(fā)析出，腐蝕周圍空壓機(jī)組等關(guān)鍵設(shè)備，同時(shí)，散發(fā)異味對(duì)周圍環(huán)境造成影響。

2.6.2 改造措施

對(duì)化學(xué)水廢水中和池增加玻璃鋼蓋板，并引入酸霧吸收器，將酸性氣體進(jìn)行水洗后高處排放，減少對(duì)設(shè)備的腐蝕，改善周圍環(huán)境。

2.6.3 改造效果

化學(xué)水再生過程啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)和循環(huán)水泵，將酸性氣體進(jìn)行水洗處置后排放，現(xiàn)場(chǎng)異味大幅減輕，設(shè)備腐蝕現(xiàn)象得到明顯改善。

3 下一步改造計(jì)劃

1）凝結(jié)水系統(tǒng)精密除油效果差，一旦回收凝結(jié)水石油類含量超過10 mg/L 時(shí)，混床出水石油類含量指標(biāo)便超標(biāo)，造成大量凝結(jié)水直排損失，因此考慮在凝結(jié)水母管換熱設(shè)施前端增設(shè)耐高溫凝結(jié)水除油設(shè)施，提高凝結(jié)水系統(tǒng)應(yīng)對(duì)水質(zhì)異常風(fēng)險(xiǎn)能力，減少水質(zhì)波動(dòng)造成凝結(jié)水大量直排。

2）現(xiàn)有排水溝采用敞開式玻璃鋼隔板，再生排水過程酸堿揮發(fā)產(chǎn)生異味擴(kuò)散，需對(duì)現(xiàn)有玻璃鋼隔板進(jìn)行密閉改造，實(shí)現(xiàn)廢水密閉排放，減輕對(duì)周圍設(shè)備腐蝕，有效改善周圍環(huán)境。

3）鑒于該地區(qū)水質(zhì)好，企業(yè)樹脂體外清洗頻次低，未將體外清洗自動(dòng)化改造納入整改計(jì)劃，今后根據(jù)實(shí)際情況逐步完善自動(dòng)控制系統(tǒng)改造。

4）為實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)樣板水廠建設(shè)，考慮對(duì)現(xiàn)場(chǎng)腐蝕設(shè)備和管線進(jìn)行升級(jí)改造，對(duì)裝置區(qū)域水泥地坪、排水溝做新型防腐刷漆，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)施、管線標(biāo)識(shí)進(jìn)行完善。

4 結(jié)論

通過實(shí)施化學(xué)水系統(tǒng)改造，推進(jìn)化學(xué)水場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)水系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行，提高了運(yùn)行管理水平；同時(shí)，改造后節(jié)水減排成效顯著，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境大大改善。經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境效益良好，積累了豐富的改造經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于各煉化企業(yè)實(shí)施樣板水廠建設(shè)和優(yōu)化改造提供指導(dǎo)意義。