石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用.doc

石油化工企业是耗能大户，在各项能源消耗中除了燃料消耗所占比例比较大以外，由于生产工艺的需要，蒸汽的消耗量也是相当大的，为了制取大量的蒸汽，需要耗用大量的新鲜水和燃料12。表1为某公司2008年各项能耗消耗实物量。凝结水的直接排放不仅浪费了大量的水资源，石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用李立岩（中石化股份公司金陵分公司，南京210033）摘要：石油化工企业是耗能大户，是耗蒸汽的大户，是凝结水产生大户。制取生产过程中所需的大量蒸汽要耗用大量的新鲜水和燃料，有效利用生产装置产生的凝结水，对于石化企业节能、节水、减排有重大作用。文中介绍了中石化股份公司金陵分公司对生产装置产生的凝结水进行处理回用的技术改造经验，在石化企业中有一定借鉴价值。关键词：凝结水；回收利用；效益中图分类号：TK09文献标志码：A文章编号：1001-5523（2009）06-0046-03表1 2008年某公司能耗构成一览表类别单位实物量消耗折热量/t标准油占比例/%蒸汽量t 1 079 284 90 518 13.30水量t 3 011 307 451 0.07燃料量t 262 402 249 681 36.70电量万kWh 66 295.83 172 369 25.34烧焦t 176 036 167 234 24.59总计680 253 100也排放了大量的热量，同时增加了企业的外排水总量。随着技术的不断进步，企业近年来进行了大量的凝结水回收工作，并且取得了比较好的效果。1凝结水的产生和改造前处理方式在石油炼制的过程中，形成大量的凝结水，包括蒸汽重沸器的凝结水、凝汽式透平的凝结水、各种蒸汽加热器及蒸汽伴热凝结水等。化工生产装置产生的凝结水时常会带有微量的油，该凝结水不能直接回收，因此在没有进行凝结水回收改造前，炼油装置中的常减压装置、催化裂化装置、延迟焦化装置、气体分离装置、油品分厂等几十套生产装置产生的凝结水，就地与循环水场的排污水合并称为假定净水，直接排入长江；或与经过处理的生产装置的含油污水合并排入长江。如图1所示。2凝结水处理技术在石化生产工艺中，各生产装置使用蒸汽后形成的凝结水中，当杂质含量超标时，就不能直接回用到除盐水中。为了能够长周期、稳定地回用凝结水，就要对凝结水进行除油、除铁的处理，处理后的凝结水可以作为除盐水加以利用。2.1凝结水除油除铁处理的工艺图1凝结水来源示意图现场经验2009年第6期表4凝结水处理前后的技术指标时间凝结水来水过滤器出水除油除铁装置出水混床出水浊度/(NTU)油/(mgL-1)铁/(gL-1)浊度/(NTU)油/(mgL-1)铁/(gL-1)电导率/(scm-1)8:00 2.2 3.7 110 0.71 0.01 110 0.1312:00 1 330 0.82 0.01 150 0.1616:00 2.4 0.72 0.01 0.120:00 3.1 0.77 0.01 0.090:00 0.1 0.71 0.01 0.094:00 0.1 0.61 0.01 0.128:00 2.1 3.4 230 0.62 0.01 80 0.1516:00 0.2 300 1.94 0.01 230 120:00 0.1 5.21 0.01 0.740:00 0.2 0.78 0.01 0.874:00 0.1 0.91 0.01 1.178:00 1.4 2.8 70 0.73 0.01 70 2.86项目消耗量凝结水量/t 4 478电量/kWh 4 557.84盐酸/t 0.32氢氧化钠/t 0.3木质纤维素/kg 10活性炭粉/kg 8表3凝结水处理设备48 h主要消耗指标先将各生产装置形成的凝结水经气动泵汇聚到水处理站，然后进入除盐除铁系统进行处理。凝结水除油除铁处理的工艺过程为：凝结水来水凝结水罐凝结水泵换热器高效过滤器复合膜凝结水除铁除油装置混床离子交换器一、二级除盐水箱除盐水系统管网。凝结水除油除铁处理后的主要技术指标见表2。凝结水经过这个工艺流程后可以作为一级或二级除盐水加以利用。凝结水除油除铁处理的工艺中，复合膜凝结水除油除铁装置利用滤料的架桥原理，将粉状的滤料覆盖在一种特制的多孔管件（滤元）上，使它形成一层薄而均匀致密的覆盖层，凝结水由管外通过滤膜和孔进入管内，经过滤达到除油除铁净水的目的。2台100 t/h的精密过滤器，1用1备，以实现系统连续运行，如果复合膜过滤器的运行出现问题时，该设备截留出水中的滤料和杂质。2.2设备选型公司经过调研发现，凝结水的回收量不稳定，尤其是夏季与冬季的凝结水产生量相差较大；凝结水可能随时会有带油、带铁等一些杂质情况出现。针对这种情况，选择了两套凝结水处理设备，其处理能力为100 t/h。建成的处理装置运行后状况比较好，目前实际处理凝结水量为120170 t/h。凝结水除油除铁设备运行指标和凝结水处理前后的主要技术指标分别见表3和表4。从以上数据可以看出，凝结水出水指标达到了一级除盐水的水质指标，尤其是除油效果非常明显，经过除油除铁后的凝结水中的油含量稳定在小于0.01 mg/L。3回收凝结水的效益分析3.1节省除盐水制取费用改造前，公司日常生产中需要制取约300 t/h的表2除油除铁处理后凝结水的水质要求水样名称指标水质标准凝结水来水20300电导率/(scm-1)0.2含钠量/(gL-1)800硅酸根/(gL-1)500过滤器出水浊度/NTU1.0除油、除铁装置出水油/(mgL-1)1铁/(gL-1)50混床出水电导率/(scm-1)5.0含钠量/g/L200硅酸根/g/L100铁/(gL-1)油/(mgL-1)浊度/NTU李立岩，石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用现场经验4720%，则年节电量：794.3432430080%104=152.51(万kWh)电价按0.62元/kWh，节电费用：152.510.62=95.56(万元)若加热热水所需热量均由蒸汽提供，以企业外购蒸汽焓值2 048.56 kJ/kg、单价140元/t，则所利用蒸汽折合标准煤：206.243 6007 20029 307103=182.40(tce)。年减少蒸汽费用：206.243 6007 2002 048.56107140=36.53(万元)合计年节约能源成本132.09万元，静态回收期为24个月左右。4.2燃煤热载体锅炉余热利用项目两锅炉安装蒸汽发生装置后，合计可产生蒸汽383 kg/h（蒸汽压力0.6 MPa、焓值2 763.29 kJ/kg），按年运行7 200 h，年可产生蒸汽约2 757.6 t。产生蒸汽量折合标准煤：2 757.62 763.2929 307=260(tce)年减少蒸汽费用：2 757.6140104=38.61(万元)静态回收期为10个月左右5环境效益分析上述两项目合计节约等价标准煤量为976.19tce，可减少向大气中排入2 44 0.48 t CO2、16.11 tSO2。收稿日期：2009-09-04余热锅炉系统设备费用测算表设备名称数量单价/万元总价/万元余热锅炉2 10 20锅炉给水泵4 0.6 2.4软水系统1 2 2锅炉给水控制系统2 1.5 3锅炉附件2 1.5 3合计30.4现场经验李立岩，石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用除盐水，除盐水制取工艺采用常规的阴阳离子交换器产生一级除盐水，继续经过混合床离子交换器后产生二级除盐水，除盐水的造价约为7元/t。改造后，按照单套运行120 h，共计处理凝结水量：Q11 196t，耗电量：D11 395.2 kWh，耗100%盐酸量：S0.32 t，耗用100%氢氧化钠量：H0.3 t，耗用木质纤维素量：M10 kg，耗用活性炭粉量：G8 kg。费用合计0.55 D+1 189 S+1 891 H+14 157 M+11 000 G=7 445.15元；该装置的凝结水吨水处理费用=7 445.15/11 196 t=0.66元/t。若两套凝结水除油除铁回收装置正常运行，预计年处理凝结水85万t，将节约除盐水制取费用近538.9万元。3.2余热利用效益凝结水的热量也加以利用，高温凝结水与成品除盐水进行换热，提高除盐水出装置温度，减少除盐水进除氧器需要的除氧蒸汽量。预计年处理凝结水85万t，凝结水可利用热量为10.5万kJ/t，热价按0.388元/万kJ计算，凝结水余热利用的效益为346.3万元/a。4结语凝结水回收改造后，仅节约除盐水制取费用和减少除盐水进除氧器需要的除氧蒸汽量两项