蒸气冷凝水除油,回收高品质凝结水
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摘要：利用先进除油系统全部回收炼油、化工装置蒸气凝结水，减少水资源的浪费以及热量的回收，为企业降低成本、保护环境起到了事半功倍的效果，同时也起到了一定的社会效益，是企业节能减排的有效措施。
0 引言
2000年初与美国拓峰阿姆斯壮公司合作，开始组建凝结水回收系统，于同年底投入运行，初步实现了全厂凝结水封闭式回收。
由于当初受技术瓶颈限制，其除油系统采用传统的活性炭除油技术，由石化行业凝结水经常含有轻质油，导致该系统运行三个月后活性炭失效，再生后明显除油效果下降，经过几次活性炭的更换，仍然解决不掉含油问题，为保障后部离子交换系统的安全，2002年后开始将含油凝结水全部拍放掉，造成高品质凝结水的浪费和对环境的污染。
2011年06月新凝结水除油回收系统建成后，将这部分冷凝水回收到动力车间作为中压锅炉给水，减少锅炉除氧器蒸汽消耗，同时减少水处理的处理量同和酸碱再生剂的消耗量，排污水量相应减少，取得了环保效益，使高品质的蒸汽冷凝水得到更合理的应用。
1 冷凝水除油的技术特点
作为蒸汽冷凝水再回收利用，该项技术已经在热力发电厂等企业广泛得到利用，但是由于石化行业的特殊性，除使大部分蒸汽冷凝水中铁离子除去以外，经常还由于透平机械密封不好造成油泄露和冷换设备的介质泄露而含有油类，所以在石化行业上蒸汽冷凝水的再利用一直存在一个比较重要的除油的问题，以便保障后续的设备安全。
根据提凝结水实际参数、组分以及要求达到的成品水品质。经过严格的考察与调研后，经研究决定采用超微过滤、纤维吸附组合工艺对凝结水进行处理。
工艺流程如下：
为了提高装置的抗冲击性、保障装置运行的安全，凝结水在进入处理系统前需进行相关指标的监测，监测项目包括油、电导、pH和温度，未达到进水要求的超标凝结水自动进入企业污水处理系统，以确保装置安全长周期稳定运行。达到进水要求的凝结水进入原水箱（可以利旧），经泵提升依次进入超微过滤器、纤维吸附罐，以脱除凝结水中的机械杂质、悬浮物，除去油和高价金属离子。出水再次经在线检测，未合格的净化水则由自控系统自动切入原水箱重新处理，合格的净化水进入除氧器。超微过滤器、纤维吸附罐运行一段时间后需进行蒸汽反向再生，再生排水排放至企业污水处理系统。
2 设备性能特点
2.1 超微过滤器 超微过滤器选用耐高温陶瓷过滤元件，运用中能环科专有技术，用化学药剂在微孔内覆盖搭桥，使陶瓷过滤元件表面形成纳米级活性分子膜，是吸附、表面过滤、深层过滤相结合的一种过滤方式。过滤机理主要是化合、惯性冲撞、扩散和截留。这样不仅可以起到物理的过滤作用，还有范德华力及化学键的吸附作用，可除去乳化态、溶解态的油及高价金属离子。活性分子膜适用温度不高于300℃，pH>6，分子膜的有效使用周期大于3年。
2.2 超微过滤器参数
型号：ZN-C-50
公称直径：DN1200
设备数量：2台
设计压力：0.78 MPa
设计温度：180 ℃
单台额定出力：50t/h
本体材质：Q235+SS304
运行参数：运行流量：30～60t/h
操作压力：
反洗蒸汽流量：约50kg/次
2.3 纤维吸附罐 该装置所选的吸附材料由复合吸附纤维毡制成。活性碳纤维是集吸附、分离、催化、过滤为一体，吸脱附速度快，吸附容量大，纳米微孔大小和表面化学性质可调，材料为可方便多次再生的低成本材料。吸脱附速度是常规活性炭的10～100倍，吸附容量是常规活性炭的5～10倍，再生容易且彻底。比表面积：1600m2/g，COD和氨氮化合物能大量脱除。纤维毡经活化加入各种官能团，这些官能团可根据凝结水不同的水质情况（以现场检测为准）作不同的活化工艺。多官能团烧结温度为900℃，复合活性碳纤维的有效使用周期大于3年。
2.4 纤维吸附罐参数
型号：ZN-X-50
公称直径：DN1200
设备数量：2台
设计压力：0.78 MPa
设计温度：180℃
单台额定出力：50t/h
本体材质：Q235+SS304
运行参数：运行流量：30～60t/h
操作压力：
反洗蒸汽流量：约250kg/次
2.5 处理前后凝结水水质（图2） 经过一系列的处理，水质可以达到国家中压锅炉标准，即含铁≤50PPb；含油≤1mg/L。其处理前后的水质指标对比见表1。
3 除油系统的自动控制
根据工艺的技术要求，凝结水自动控制系统进行集中控制，实现对工艺流程、运行工况进行监视、控制、报警、数据处理、数据记录、实时/历史数据曲线显示等功能。
采用PLC+上位PC机+工控软件的结构模式，控制系统采用可编程序控制器（PLC）进行程序控制，顺控逻辑设计符合工艺系统的控制要求。PLC的CPU内置以太网通讯接口，无须另外配置通讯模块，即可通过高速的以太网与上位机通讯。
4 效益计算
年回收凝结水量：50t/h×8400h=42×104t。
凝结水热值：按处理后凝结水95℃与常温25℃下热能差值折算标煤为6.5元/吨。
凝结水水值：按凝结水价格（12元）与新水价格（4元）差价计为8元/吨。
凝结水总价值：6.5元/吨+8元/吨=14.5元/吨。
年回收凝结水效益：42万吨×14.5元/吨=609万元。
年运行成本费约：17.45万元（含蒸汽：1.96万元、 水：2.86万元、电：12.63万元）。
5 结束语
蒸气凝结水的合理有效的回收利用，是企业挖潜增效的捷径之一，较小的投资取得较大的效益，同时取得了环保和社会的良好效果。但凝结水除油系统尚存在一定的缺陷，含油>2mg/l时凝结水排放掉是一种浪费，增设高效除油设备，把这部分凝结水回收回来，效益相当可观。
参考文献：
[1]陈安民.石油化工过程节能方法和技术[M].年中国石化出版社出版.1995.
[2]Armstrong公司.《蒸气、空气和热水系统》，2012.06.25.
[3]刘晓敏，董石正.炼油厂蒸汽凝结水的回收利用[J].炼油设计. 1999（10）.