胜利油田石油化工总厂始建于1987年,目前每年的原油加工能力为100万t,设有常减压、蜡油催化、重油催化、制氢、加氢等12套装置。
1997年5月,重油催化车间开工,为了给重油催化车间提供循环冷却水,第二循环水场于1997年5月正式开工运行。第二循环水场开始运行的前3个月,循环冷却水的水质状况很好。1997年8月底,由于十一号台风在东营的登陆及有关装置换热设备的介质泄漏,致使第二循环水场的循环水质发生了恶化,水质状况一直不好,在以后的8个月中,我们针对第二循环水场中存在的问题,进行了若干的技术改进从而解决了第二循环水场存在的问题。
1 系统存在问题
第二循环水场为重油催化车间、焦化车间、硫磺车间、二动力车间等6套装置提供循环冷却水。循环冷却水的好坏直接影响这几套装置能否正常运行。第二循环水场是开式循环冷却水系统。其循环水量:14000~16000m3/h;保有水量:4000~5500m3/h;补充水量:150~300m3/h;蒸发水量:100~200m3/h;风吹损失水量:50~100m3/h;旁滤水量:400~1200m3/h;设计浓缩倍数:K=2.0~2.5。
1.1 水质差,补充水水质波动大
我厂循环水的水质稳定剂为以磷系为主的配方,根据中华人民共和国国家标准GB50050—95,确定循环冷却水的水质指标如下:pH7.0~9.2;浊度≤20×10-6;甲基橙碱度≤500×10-6;钙离子30×10-6~200×10-6;总铁<1.0×10-6;氯离子≤1000×10-6;硅酸根离子≤175×10-6;油含量≤10.0×10-6。
我们从1997年5月开始对循环冷却水的水质进行监测和统计,根据上述标准我们统计出循环水的水质合格率。从统计结果中我们可以看出,1997年8月~1998年4月循环冷却水的水质合格率很低,低于50%,主要不合格方面为循环冷却水的浊度大,水中的生物粘泥多,铁离子含量偏大。
东营市位于黄河入海口处,我厂循环冷却水的补充水主要来源于供水公司耿井净化站的水,受黄河水断流的影响,每年的8月份左右,由于黄河水干枯,水源紧张,水质变化很大,尤其是水中的氯离子变化特别大,见表1。
1 2 系统中含有大量的生物粘泥
1997年5月第二循环水场开工以来,由于种种原因,循环水场一直未投加杀生剂,使循环冷却水中的细菌含量很大,生成大量的生物粘泥。我们对循环冷却水中的细菌总数进行过监测,细菌总数已超过5×105个/mL,严重超标。从监测换热器中取出的挂片可以看出,生物粘泥沉积于挂片上,沉积厚度可达1.0~1.5mm,生物粘泥很多。
1 3 工艺泄漏
1997年8月开始,由于腐蚀,换热设备发生了不同程度的内漏,有大量的工艺介质泄漏,使水质受到了严重的污染,泄漏点的油含量最高值达到817×10-6,循环水中的平均油含量达到300×10-6左右,油类物质的存在,为细菌和微生物的滋长提供了营养物质。同时引起水的浊度增大,最大值为103度,水质严重超标。
1 4 旁滤量效率低,达不到设计值
第二循环水场旁滤装置有4个砂滤罐,每个砂滤罐的设计值为100m3/h,砂滤罐的反冲洗液通过生产废水井外排,由于第二循环水场的地势较低,反冲洗液量大时,就从生产废水井外冒,致使砂滤罐冲洗不彻底。另外,进入旁滤罐的水为循环冷却水,水的压力较大,因此旁滤水量不易太大,太大就会使石英砂填料外溢,因此旁滤水量只为设计值的30%,没有达到设计的要求。
1 5 管线堵塞
为了配合重油催化车间的正常开工,给重油催化车间提供循环冷却水,第二循环水场所有管线未经过完全的清洗和冲洗就开工运行。开始运行时,由于补充水的水质较好,系统运行比较稳定,管线系统中的泥沙及粘泥未起什么副作用,当系统水质差,就体现出来了。一表现为系统的排污管线不畅通,二表现为旁滤罐的排污管线不畅通,致使整个系统的正常排污无法顺利进行。因此,当水中漏入油类物质时,使油类物质长期存在于系统中,产生大量的生物粘泥,造成设备严重腐蚀,影响正常生产。
2 寻求解决问题的方法
针对循环冷却水系统存在的问题,我们同有关的单位进行了详细的研究,逐个进行整改。
2.1 化学清洗
由于循环水场的排污管线一直不畅,致使无法清洗整个系统,根据系统的实际情况,我们对排污管线进行了清淤,并且在旁滤罐的反冲洗线上加排污管线,从而使系统排污畅通。在1998年5月份,我厂进行停工大检修,在停工检修之前,我们对整个循环冷却水系统进行了化学清洗,之后大量排污,使系统中的脏东西排出系统外。在大检修过程中,对每台换热器进行了单台清洗。开工之前,我们又对整个系统进行了一次化学清洗及冲洗,使检修过程中产生的脏物排出系统外。经过这次化学清洗,保证整个系统比较干净。
2.2 投加杀菌剂
为了减少系统中存在的菌藻量,剥离系统中设备表面的生物粘泥,我们在清洗过程中投加了大量的杀生剂,如氧化性杀菌剂的最高浓度为80mg/L,非氧化性杀菌剂的最高浓度为120×10-6。在正常运行过程中,我们交替投加氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂(如每三天投加一次氧化性杀生剂,每五天投加一次非氧化性杀生剂),保证系统中的细菌总数达到标准。我们对加过杀生剂后的循环冷却水的细菌总数进行监测,小于1000个/mL,挂片上的粘泥明显减少。
2.3 堵漏,断绝污染
工艺介质泄漏是系统产生细菌的主要原因,我厂的工艺介质主要为油类物质,它进入到循环冷却水中为水中的细菌提供营养源,产生大量的生物粘泥,从而使水质恶化。为了防止工艺介质的泄漏或者及时找出工艺介质的泄漏点,我们在各装置的循环冷却水的进出口总管处设置了循环水的取样点,及时对循环水进行全分析,了解各装置水冷却器是否有介质泄漏,如果有介质泄漏,及时找出泄漏源,堵漏,保证工艺介质不污染循环冷却水。当循环水的水质状况发生异常时,我们可以从各个装置的循环冷却水的取样点取样进行分析,找出泄漏点,从而为生产现场服务,找出生产中出现的问题。
2.4 调整水质稳定剂配方
根据补充水的水质变化情况,我们进行跟踪挂片腐蚀实验,随时调整水质稳定剂的配方,使循环冷却水的腐蚀倾向和结垢倾向达到最低。1997年8月份以前的配方采用以膦羧酸PBTC为主剂的配方,但实际使用中并不十分理想。目前根据补充水的夏季变化异常,水质腐蚀性比较严重,改进了水质稳定剂的配方,投加了部分无机磷,并取得了较好的防腐效果,改进后的配方阻垢率达到95%以上,同时提高了缓蚀效果。
在调整水处理配方的同时,我们调整了杀菌剂的投加剂量和投加频率,基本控制了菌藻的繁殖。
配方调整前后的腐蚀速率变化如下:1997年挂片的平均腐蚀率=0.3953mm/a;1998年挂片的平均腐蚀率=0.1145mm/a。
结果表明配方调整后腐蚀率达到了国标的要求。
2.5 加强管理
俗话说:“三分药剂,七分管理",在保证水处理稳定剂正确使用的前提下,我们进行了定岗、定点、定专业的合理化管理。加强了水质化验人员的力量,提高了化验的频率,每4h对循环冷却水进行全分析,提高化验人员本身的素质,保证化验结果准确无误。有专人负责循环冷却水的加药工作,这种合理化管理为循环水的水质良好提供了保证。
3 结论
经过近8个月的整改,循环冷却水的水质有了明显的改善,1998年5月份开工至今,循环冷却水的水质一直很好,为装置的顺利生产提供了保障。
装置开工近一年多,设备工艺介质的泄漏明显减少,可节水70000m3左右,节约水费用10万元;减少设备的泄漏可节约大量的化学清洗药剂,节约药剂费用30万元。提高循环冷却水的水质,减少设备的腐蚀,可以延长设备的使用寿命,减少设备的维修费用,节约设备检修费用30万元;从上面的数字我们可以看出提高循环冷却水的水质,可创造很大的经济效益。