淺談煉油廠循環(huán)水處理技術(shù)

＊馬孟印

（陜西延長(zhǎng)石油延安煉油廠供排水車(chē)間 陜西 727406）

1.循環(huán)水系統(tǒng)簡(jiǎn)介

煉油廠內(nèi)部生產(chǎn)加工過(guò)程中為了避免造成水資源的浪費(fèi)，通常會(huì)應(yīng)用循環(huán)水處理來(lái)對(duì)污水進(jìn)行二次處理，使其能夠服務(wù)于后續(xù)的石油化工生產(chǎn)。煉油廠循環(huán)水處理一般采用間接循環(huán)開(kāi)式冷卻系統(tǒng)。循環(huán)冷卻水與被冷卻介質(zhì)間接傳熱，在循環(huán)冷卻過(guò)程中與大氣接觸散熱。系統(tǒng)包括循環(huán)冷卻水泵、循環(huán)冷卻水管路、循環(huán)井、相應(yīng)的水處理設(shè)備和水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

2.循環(huán)水管理及處理現(xiàn)狀

(1)循環(huán)水處理管理現(xiàn)狀

循環(huán)水處理在煉油廠的應(yīng)用過(guò)程中，它的管理對(duì)于最終煉油廠水資源的持續(xù)供應(yīng)也是有很大程度的影響的。因?yàn)槿绻龊孟鄳?yīng)的管理工作，就可以避免循環(huán)水處理相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)各式各樣的故障，保證循環(huán)水處理的高效運(yùn)行。但是當(dāng)前很多煉油廠企業(yè)內(nèi)部對(duì)于循環(huán)水處理管理工作不重視，對(duì)循環(huán)水處理運(yùn)行過(guò)程不進(jìn)行詳細(xì)的登記記錄，以至于后續(xù)出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并找出原因來(lái)進(jìn)行有效的維護(hù)保養(yǎng)，這也在很大程度上使得循環(huán)水處理在煉油廠的科學(xué)運(yùn)行很難長(zhǎng)久。而且因?yàn)橄嚓P(guān)的管理相對(duì)比較疏松，不能保證定期對(duì)于循環(huán)水處理進(jìn)行有效的保養(yǎng)維護(hù)，這也使得循環(huán)水處理出現(xiàn)故障的幾率大大增加，影響了后續(xù)煉油廠的相應(yīng)水資源供應(yīng)。

(2)循環(huán)水處理技術(shù)及水質(zhì)分析

煉油廠中循環(huán)水后續(xù)要被利用必須要通過(guò)一定的處理技術(shù)，使得相應(yīng)的水質(zhì)符合后續(xù)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)才能真正的投入使用。而具體的循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中需要添加相應(yīng)的藥劑來(lái)緩蝕、殺菌、阻詬。但是很多煉油廠在循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中所應(yīng)用的相應(yīng)藥劑效果參差不齊，與先進(jìn)企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用的循環(huán)水品質(zhì)還存在很大的差異，因而最終所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也很難得到有效保障。

(3)循環(huán)水的監(jiān)測(cè)分析

循環(huán)水最終投入煉油廠的后續(xù)水資源供應(yīng)中就必須要保證水質(zhì)，只有符合相應(yīng)水質(zhì)要求的水，才能真正的投入使用，保證最終煉油廠相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量。而在循環(huán)水處理進(jìn)行處理凈化過(guò)程中需要經(jīng)歷多個(gè)環(huán)節(jié)，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，最終循環(huán)水的水質(zhì)也會(huì)受到很大程度的影響。因此在循環(huán)水處理應(yīng)用過(guò)程中，要對(duì)循環(huán)水處理內(nèi)部的腐蝕速率、生物黏泥、水質(zhì)指標(biāo)中的水硬度和懸浮物等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并在相應(yīng)設(shè)備的接口處進(jìn)行取樣檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行后續(xù)優(yōu)化處理，進(jìn)而保證循環(huán)水水質(zhì)合格，可以真正的應(yīng)用于煉油廠后續(xù)的相關(guān)生產(chǎn)。

3.水質(zhì)控制及反應(yīng)機(jī)理

目前，循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行會(huì)因工作時(shí)間和熱負(fù)荷的變化而產(chǎn)生細(xì)菌誘導(dǎo)的結(jié)構(gòu)和腐蝕，因此必須進(jìn)行化學(xué)處理。因此，冷卻水系統(tǒng)的總循環(huán)劑采用復(fù)合磷配方，以避免水中金屬板的腐蝕和結(jié)垢。煉油企業(yè)根據(jù)自身的具體情況，主要采用由有機(jī)合成緩蝕劑組成的四種藥劑：緩蝕阻垢劑、氧化特性殺菌劑和滅藻劑，粘液去皮劑和非氧化和殺阿爾及利亞的特性消毒。合成有機(jī)緩蝕劑的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)主要由極性基團(tuán)（含有N、O、S和P等孤電子對(duì)的分子）和非極性疏水基團(tuán)組成。緩蝕原理是氣體電子的給定極性基團(tuán)與金屬原子表面配位并結(jié)合形成化學(xué)吸附層，從而使金屬分子與表面形成的雙電層結(jié)合。非極性基團(tuán)被定向排放，形成一層水，以控制侵蝕反應(yīng)。

4.煉油廠循環(huán)供熱量處理工藝關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

隨著化學(xué)工業(yè)的蓬勃發(fā)展，石化企業(yè)逐漸意識(shí)到節(jié)約用水的必要性，逐步將直流電改為循環(huán)熱水，應(yīng)用于石化生產(chǎn)過(guò)程，提高供熱的多重集中度，最大限度地節(jié)約工業(yè)用水，減少未經(jīng)處理土壤的侵蝕和結(jié)垢。通常，煉油廠通過(guò)自動(dòng)循環(huán)冷卻水管理系統(tǒng)完成循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水管理。本文以勝利油田公司為例，簡(jiǎn)要介紹了該技術(shù)在供熱管理中的應(yīng)用。

(1)結(jié)垢處理工

從技術(shù)上講，冷卻水系統(tǒng)中結(jié)垢的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣沉積物通常附著在高溫加熱器的內(nèi)壁或冷卻水塔的填料上，這限制了水的順暢流動(dòng)。主要方法有：水軟化法、硫酸酸化法、添加結(jié)垢劑和抑制物質(zhì)處理法。

(2)關(guān)于冷卻水的腐蝕和微生物腐蝕的處理

加熱時(shí)氧氣濃度高，水中溶解的水溶性無(wú)機(jī)鹽較多，存在較強(qiáng)的熱腐蝕，這也是一種解決方案。膜清洗系統(tǒng)使用前后，管道表面需要預(yù)清洗劑；解決細(xì)菌污染問(wèn)題的主要途徑是對(duì)細(xì)菌進(jìn)行消毒。通常，殺菌氧化劑和非氧化殺菌劑被整合或整合多次進(jìn)行消毒。

(3)水穩(wěn)藥劑的使用

水穩(wěn)定劑的應(yīng)用還提高了處理水的水質(zhì)，從而提高了循環(huán)水系統(tǒng)處理過(guò)程的良好穩(wěn)定性。

(4)循環(huán)水系統(tǒng)日常運(yùn)行管理

雖然循環(huán)水管理技術(shù)非常重要，但所謂的“三點(diǎn)技術(shù)和七點(diǎn)管理”側(cè)重于管理工作流中的換熱系統(tǒng)：為了適應(yīng)不斷變化的水質(zhì)，應(yīng)定期對(duì)換熱現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行測(cè)試和分析，以確保換熱系統(tǒng)保持正常工作狀態(tài)。主要研究鑒定內(nèi)容包括：鈣、總堿度、pH值、總磷、正磷酸鹽、氯離子溶液、粘土、細(xì)菌的合理應(yīng)用等。在實(shí)際工作過(guò)程中，必須記錄和規(guī)定這些數(shù)量，并采取管理措施，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)水處理過(guò)程中水質(zhì)和冷卻速度的最佳優(yōu)化，確保水產(chǎn)品的安全有效使用。

(5)冷卻水處理系統(tǒng)的清潔及預(yù)膜方案

清潔循環(huán)水控制系統(tǒng)是維持裝置正常運(yùn)行和延長(zhǎng)工作時(shí)間的必要步驟。表面的污漬和沉淀物可以通過(guò)清洗去除，從而使設(shè)備恢復(fù)正常生產(chǎn)條件。通常，清洗時(shí)應(yīng)使用緩蝕劑，以減少洗滌劑對(duì)設(shè)備的腐蝕。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的預(yù)膜處理可以在金屬表面形成一層致密的保護(hù)層，減少化學(xué)物質(zhì)對(duì)金屬表面的腐蝕。

5.煉油廠循環(huán)水水質(zhì)改進(jìn)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用

機(jī)械設(shè)備老化和腐蝕導(dǎo)致原材料損失，導(dǎo)致水質(zhì)和水系統(tǒng)設(shè)備污染，導(dǎo)致水系統(tǒng)質(zhì)量差的惡性循環(huán)。有幾種方法可以改善水質(zhì)：

(1)緩釋阻垢劑的優(yōu)選

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，gf-4在緩控釋、阻垢、抗水污染等方面均優(yōu)于其它阻垢劑。事實(shí)上，緩控釋劑在實(shí)際使用中與環(huán)境監(jiān)測(cè)有關(guān)的技術(shù)指標(biāo)和數(shù)據(jù)滿(mǎn)足或優(yōu)于中石油相關(guān)規(guī)范的要求；最近，在使用gf-4期間對(duì)煉油廠設(shè)備進(jìn)行的鑒定和檢查結(jié)果也表明，水相管道的梁和頭部沒(méi)有明顯的腐蝕和油污染，特別是在自然環(huán)境的困難條件下，仍具有良好的緩控釋和抑制階梯特性。

(2)殺菌劑的優(yōu)選

由于現(xiàn)代歷史上循環(huán)水的倍數(shù)增加，細(xì)菌耐藥性問(wèn)題日益明顯。因此，迫切需要選擇具有良好愈合效果的殺菌劑。選擇的結(jié)果是氧化性殺菌劑和非氧化性殺菌劑交替使用。實(shí)踐結(jié)果還表明，這些滅菌方法可以將煉油廠循環(huán)冷卻系統(tǒng)中的異氧細(xì)菌、鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原細(xì)菌的數(shù)量控制在國(guó)家指標(biāo)范圍內(nèi)。

(3)水冷器工藝技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展進(jìn)步

冷水機(jī)組工藝技術(shù)對(duì)循環(huán)水處理過(guò)程具有緩釋阻垢作用。冷水機(jī)組的工藝技術(shù)也需要通過(guò)改進(jìn)工藝手段來(lái)提高，以保證水體的質(zhì)量。包括對(duì)冷水機(jī)組推進(jìn)系統(tǒng)管道進(jìn)行技術(shù)改造，適當(dāng)增加冷水機(jī)組管徑，提高水流量。

6.循環(huán)冷卻水處理的新技術(shù)應(yīng)用

（1）在企業(yè)循環(huán)系統(tǒng)冷卻水的管理中，人們逐漸探索出一種既能提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，又具有良好環(huán)境效益的新技術(shù)，即，公司循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水經(jīng)過(guò)普通的預(yù)膜處理工藝加臭氧和磁化處理。在二者的共同作用下，探索了公司循環(huán)系統(tǒng)冷卻水管理的新方法。其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：殺菌、適度、阻垢同時(shí)進(jìn)行，具有良好的綜合效益；基本無(wú)污染，屬于環(huán)保型水處理技術(shù)；同時(shí)具有良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)這種工藝技術(shù)，循環(huán)冷卻水處理工藝在煉油企業(yè)的石化產(chǎn)品生產(chǎn)中也取得了良好的效益。

（2）進(jìn)一步改進(jìn)水處理技術(shù)，采取節(jié)水、節(jié)能、延長(zhǎng)裝置使用壽命的必要手段，充分提高裝置和設(shè)備高效運(yùn)行的商業(yè)效益，在實(shí)施熱交換處理的過(guò)程中，煉油廠或石油生產(chǎn)商需要借助他人的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，使用具有節(jié)水、減少排放和效益的新技術(shù)。例如，所有ZJ1720高效有機(jī)慢化劑在熱交換處理中的實(shí)際應(yīng)用表明，該慢化劑具有減緩和抑制結(jié)垢的優(yōu)良特性。主要表現(xiàn)在：含鈣量高，對(duì)磷酸鈣垢的抑制性好，抗泥強(qiáng)度好，對(duì)氧化鐵的侵蝕擴(kuò)散力好，鋅的截留力強(qiáng)（提高原材料的緩蝕性能）等。與普通緩蝕劑相比，ZJ1720在煉油廠換熱處理中的緩蝕效果為0.5倍。

7.實(shí)例分析

進(jìn)水循環(huán)水水質(zhì)的調(diào)節(jié)也直接影響到終端的使用，其中換熱器的問(wèn)題是最重要的。由于鉆孔和鎖定線圈造成的平均氣密性，很容易導(dǎo)致對(duì)流換熱效率低。其中，往復(fù)平均序列是非常有害的，因?yàn)槿绻麑?duì)流熱交換介質(zhì)是危險(xiǎn)的，燃料將流入熱交換系統(tǒng)，在池中積聚氣體或爆炸，如果熱水在中間流動(dòng)，將在過(guò)程中引起各種問(wèn)題。例如，由中間的水引起的壓縮機(jī)振動(dòng)聯(lián)鎖、高露點(diǎn)溫度下的水凍結(jié)以及化學(xué)反應(yīng)失效。本文選取了一些實(shí)例，進(jìn)一步闡明了循環(huán)冷卻水應(yīng)用終端存在的主要問(wèn)題。

8.循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中的注意事項(xiàng)

(1)杜絕系統(tǒng)泄露

上文中我們已經(jīng)了解循環(huán)水處理技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，因?yàn)橄到y(tǒng)管理不當(dāng)，非常容易出現(xiàn)系統(tǒng)泄漏的問(wèn)題。此類(lèi)問(wèn)題一旦發(fā)生，會(huì)對(duì)整個(gè)煉油廠的相關(guān)生產(chǎn)線產(chǎn)生不利影響，因此在具體的循環(huán)水處理應(yīng)用過(guò)程中一定要盡可能杜絕系統(tǒng)泄漏。首先循環(huán)水處理過(guò)程中有一定的水分損耗是正常的，但是根據(jù)水分損耗來(lái)判斷是否發(fā)生系統(tǒng)故障也是相對(duì)比較可行的，因?yàn)槌苏舭l(fā)損耗分區(qū)損耗、風(fēng)吹損耗和排污損耗之外，其他方面的水分損耗幾乎是可以忽略不計(jì)的。因此除此之外發(fā)生了水分損耗的話(huà)，就有可能是系統(tǒng)泄漏發(fā)生，這時(shí)候就要進(jìn)行及時(shí)的排查，避免污染整個(gè)工廠的生產(chǎn)線。而在具體的排查工作中首先需要禁止循環(huán)水的排放和使用，其次要使用相應(yīng)的專(zhuān)用儀器設(shè)備進(jìn)行水量等其他測(cè)定，進(jìn)而尋找泄露發(fā)生的點(diǎn)，及時(shí)處理避免泄露帶來(lái)的污染。

(2)確定最佳工藝條件

循環(huán)水處理應(yīng)用過(guò)程中需要應(yīng)用復(fù)雜的循環(huán)水處理技術(shù)來(lái)凈化水質(zhì)中的雜質(zhì)，并將不符合標(biāo)準(zhǔn)含量的相關(guān)物質(zhì)降到合理范圍，而常用的循環(huán)水處理技術(shù)中所應(yīng)用的工藝通常需要配比一定的藥劑來(lái)進(jìn)行緩蝕、阻垢、殺菌。但是所選用藥劑的配比含量對(duì)于最終的效果影響是非常大的，不同的配比比例所達(dá)到的效果也存在很大差異。但是當(dāng)前循環(huán)水處理技術(shù)中，對(duì)于相關(guān)藥劑的使用也要根據(jù)煉油廠本地內(nèi)部的具體情況來(lái)進(jìn)行考察，進(jìn)而選擇合適的藥劑以及科學(xué)的配比來(lái)進(jìn)行循環(huán)水處理。因此在實(shí)際的循環(huán)水處理中，也要盡可能根據(jù)本身的水質(zhì)來(lái)選擇最佳的循環(huán)水處理工藝來(lái)保證最終的凈化效果，使最終循環(huán)水水質(zhì)能夠符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，投入使用，不影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

(3)加強(qiáng)循環(huán)水水冷設(shè)施的管理

循環(huán)水水冷設(shè)施本身在循環(huán)水處理中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，它的材質(zhì)和型號(hào)對(duì)于其最終的應(yīng)用效果也會(huì)產(chǎn)生很大程度的影響。因此在循環(huán)水處理應(yīng)用過(guò)程中對(duì)于循環(huán)水水冷設(shè)施一定要加強(qiáng)管理，對(duì)相應(yīng)的材質(zhì)型號(hào)做好登記記錄，將合適材質(zhì)和型號(hào)的循環(huán)水水冷設(shè)施應(yīng)用在合理的場(chǎng)景，進(jìn)而保證其可以發(fā)揮最大的作用。另外，本身循環(huán)水水冷設(shè)施的精密度也是相對(duì)較高的，其中任何部件出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)影響整個(gè)循環(huán)水處理的應(yīng)用，因此要對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行定期的維護(hù)檢查，保證其正常運(yùn)行。

9.前景展望

自1995年以來(lái)，美國(guó)提出了“綠色化學(xué)”的概念，即使用化學(xué)技術(shù)和方法從根本上減少或消除對(duì)人類(lèi)健康或環(huán)境有害的原材料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、溶劑和試劑的生產(chǎn)和應(yīng)用?？梢灶A(yù)見(jiàn)，“綠色化學(xué)”革命將成為21世紀(jì)化學(xué)和化學(xué)工程的序曲和研究熱點(diǎn)，將成為21世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要支撐，無(wú)疑將是21世紀(jì)水處理劑發(fā)展的中心戰(zhàn)略。綠色水處理技術(shù)的核心是水處理化學(xué)品的綠色化，也就是說(shuō)，用于水處理的化學(xué)品無(wú)毒、無(wú)害、可生物降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，加工和生產(chǎn)的化學(xué)過(guò)程是環(huán)保的。

國(guó)內(nèi)外水處理技術(shù)的發(fā)展和水質(zhì)穩(wěn)定劑的開(kāi)發(fā)為解決高硬度含油污水處理問(wèn)題提供了依據(jù)。此外，首先，加強(qiáng)節(jié)水管理；其次，改進(jìn)用水流程，盡可能減少冷卻水的消耗；最后，實(shí)施污水回用，針對(duì)不同的回用對(duì)象，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的污水處理回用技術(shù)，解決水資源短缺與需求之間的矛盾。

10.小結(jié)

煉油廠內(nèi)部的循環(huán)水處理對(duì)于提升工業(yè)用水效率有很大的作用，其中循環(huán)處理技術(shù)的應(yīng)用更是置關(guān)重要。上文中我們已經(jīng)針對(duì)當(dāng)前煉油廠循環(huán)水管理應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深入探究，也針對(duì)循環(huán)水處理技術(shù)的相應(yīng)注意事項(xiàng)進(jìn)行了深入探究，我們有理由相信隨著相應(yīng)技術(shù)的不斷深入研發(fā)，一定可以更好地保證循環(huán)水處理技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)，使工業(yè)用水的水利用率更高，節(jié)約成本。