炼油企业循环水系统不同物料泄漏的水质分析及处理研究
叶红成
中海石油宁波大榭石化有限公司 浙江 大榭 315812
摘要:炼油企业生产经营活动中,工艺设备众多,生产环节较为复杂,可能由于工艺控制不当出现物料泄漏问题。尤其是在当前资源总量急剧减少的背景下,劣质原油逐渐成为炼油企业加工生产的主要原料,泄漏频率进一步增加,如何快速定位漏油位置,及时有效处理,对于循环水系统及换热设备正常运转至关重要。本文在循环水系统发生不同物料泄漏的水质分析基础上,寻求合理有效的处理措施,对企业“安、稳、长、满、优”运行具有一定的指导意义。
关键词:水质分析 处理措施 物料泄漏 循环水系统 炼油企业
经济社会蓬勃发展,石油资源需求总量急剧增长,但是石油资源属于不可再生资源,为了保证企业生产活动顺利展开,开始注重对劣质原油的加工生产。由于劣质原油自身质量较差,对换热设备产生的腐蚀作用越来越强,增加了设备运行故障几率和物料泄漏频率,所以换热设备介质泄漏成为影响炼油企业生产活动的主要因素之一。加之当前技术限制,缺少满足炼油厂普遍需求的查漏仪器设备,难以及时有效的检测出漏油位置和具体原因,影响系统顺利运行。故此,应该高度关注循环水系统不同物料泄漏的水质情况,在此基础上寻求合理有效的处理措施,以求推动炼油企业可持续发展。
1 炼油企业不同物料泄漏的水质分析1.1 冷却器壳程气态介质
冷却器壳程气态介质,为炼油企业加工生产过程中的产物,属于热分解产物范畴。压缩富气、液化气和酸性气体等C1~C4组分中包含烷烃成分,同时还有烯烃、H
2S、N
2、CO和CO
2等成分,形成期间部分气体表现出NH3和H2S含量较高的特性。基于催化裂化车间分离器处理后排出的酸性水中,NH
3-H和H
2S物质浓度较高,达到了2000~6000mg/L范围
[1]。酸性水中汽提部分换热器发生泄漏,物料流入循环水,最直观的影响则是pH值和总碱度发生变化,在泄漏初期数值升高明显,一段时间后数值则直线下降,究其根本是受到硫化细菌、硝化细菌作用导致。
通常情况下,压缩气中硫化物浓度达到2000~3000mg/L,液化气中浓度则为1500~2500mg/L。在硫酸菌作用下,循环水中的硫化物发生化学反应,转化为硫酸,pH值在7以下,不适合用常规水处理剂处理,锌盐和有机磷会被破坏,致使循环水的pH值显著降低,锌浓度变低。总的看来,此种情况下一般泄漏周期长,现有检测仪器设备难以有效查出泄漏点
[2]。
1.2 氨液泄漏
氨液泄漏大多发生于氨压机级间冷却器,大量氨液泄漏进入到循环水,会导致循环水pH值先上升然后下降,主要是由于硝化菌和亚硝化菌属于自养型细菌,在循环水系统中发生硝化反应产生H
+,如果水中没有外来碱补充,循环水pH会急剧下降。此外,氨会被水中的游离氯氧化,致使循环水中余氯无法测出,微生物大量繁殖。所以,氨液泄漏进入循环水,导致pH值下降,大量微生物滋生,氧化性杀生剂效果变差,水质恶化,影响到循环水系统稳定运行。
1.3 C
4以上组分泄漏
对于C
4以上组分泄漏问题,多呈现明显的水面油迹,较为容易发现。受到有机物泄漏影响,致使循环水浊度上升,COD和悬浮物浓度随之增加。换热设备金属表面多数被油膜覆盖,导热性下降,同时一定程度上影响到缓蚀阻垢剂和金属表面之间的接触,阻碍保护膜效应充分发挥,设备腐蚀问题不断恶化
[3]。同时,其他有机物也会为微生物滋生繁殖提供养分支持,促使硫酸盐还原菌大面积滋生,循环水浊度不断升高,对换热设备运行效果产生较大的负面影响。
1.4 小结
总而言之,不同物料泄漏对循环水水质所产生的影响不同,可以归纳为以下几个方面:①轻组分。pH和总碱度先升高、后下降,化学需氧量(COD)和浊度升高,滋生大量的硫化物,循环水出现泡沫,如果泄漏量增加,会有液化气味出现。②汽油组分,COD和浊度升高,余氯消失速度变快,油含量升高,水面上呈现明显的油花痕迹和泡沫,泄漏量越多,循环水颜色越深,有汽油味存在
[4]。③轻柴油组分。含量和浊度显著升高,余氯消失速度变快,泄漏初期COD和浊度升高,出现一定的黄白色泡沫,泄漏量较大时导致循环水转变为不透明状态。④重柴油和蜡油。油含量和浊度显著升高,余氯消失速度变快,泄漏量逐步增加,水表面呈现黄白色物质,触感滑腻。⑤重油。油含量和浊度显著升高,余氯消失速度变快,伴随着泄漏量增加水体颜色变深,表面有块状黑色物质漂浮,触感黏稠,后期处理难度大。⑥氨液。pH值先上升后下降,大量微生物滋生。
由此可以看出,轻柴油组分、汽油组分、蜡油和重柴油组分等泄漏问题出现时,如果泄漏量较少,均表现为轻组分泄漏状况,可能导致技术人员判断混淆,做出错误的决策
[5]。如果轻微泄漏时间较长,并未真正的引起人员重视,则需要注重日常数据的收集和分析,选择切实可行的判断方法,避免损失扩大化。
2 循环水系统物料泄漏的处理措施2.1 泄漏后处理
(1)对于循环水系统物料泄漏后处理,无论是液相泄漏还是气相泄漏,一经发现,逐点排查,及时切除泄漏设备,避免对系统正常运行产生更恶劣的影响。处理措施为加入化学清洗剂及黏泥剥离剂,进行排污置换,直至系统正常运行。
(2)物料泄漏量较大情况下,应第一时间查找泄漏源,及时切除,并通过人工打捞方式去除水面上的泡沫或浮油。加入化学清洗剂100mg/L,运行一定时间后加入适量的杀菌剂,余氯控制在0.5~1.0mg/L范围内,运行4h,实现循环水全面消毒杀菌,抑制硝化细菌和硫酸盐还原菌等微生物滋生
[6]。然后加入一定量的黏泥剥离剂,用于处理管壁上残留的黏泥,可以有效改善腐蚀情况,提升换热设备的换热效率。运行24h后将水排出,进行水体置换,确保浊度在10mg/L以下,总铁浓度不超过1mg/L,排污停止,加入适量的缓蚀阻垢剂,直至系统正常运行。
(3)泄漏源无法及时排查,可以选择定期加入化学清洗剂,增大排污量,避免大量细菌滋生产生黏液,增加黏泥含量。化学清洗剂加入量大概为200mg/L,运行一段时间后再加入杀菌剂,控制余氯水平0.5~1.0mg/L,减少硝化细菌和硫酸盐还原菌大面积滋生。如若循环水水质得不到有效控制,可根据具体情况来调整后续加入的杀菌剂、化学清洗剂和黏泥剥离剂量
[7]。
加入化学清洗剂主要是为了避免油污过多黏附在管壁上,为微生物及细菌的滋生繁殖提供便利,从而避免设备腐蚀结垢等系列问题。因此,无论物料泄漏量大小,一经发现均应该立即寻找泄漏源,并迅速切断,将污染物尽快排出,避免循环水系统水质恶化。
2.2 构建配套处理机制
炼油企业在加工生产中,为了规避循环水系统物料泄漏问题出现,需要整合资源,契合具体情况构建完善的处理机制。加强水冷器管理,做好每台设备的登记,包括设备的材质、工艺介质操作压力温度、设备型号、使用时间、维修情况等。同时,结合循环水系统运行情况,加强循环水分析力度(含硫化物、氨氮和COD等分析项目),适当的调整水质分析频率。在相关数据支持下,可以为后续泄漏源排查提供参考,缩短排查时间,及时有效的解决物料泄漏问题。
3 结束语综上所述,炼油企业加工生产中,对于物料泄漏所产生的影响不容小觑,需要定期进行水质分析,检查是否有物料泄漏情况,一经发现,及时上报,由专业人员排查泄漏点,选择合适的方法尽快处理,避免水质恶化威胁到系统稳定运行。
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