（中海石油寧波大榭石化有限公司 浙江 315812）

1.引言

凝結(jié)水混床作為傳統(tǒng)的離子交換器廣泛應(yīng)用在國內(nèi)外各發(fā)電廠和石油化工行業(yè)，但石油煉化行業(yè)普遍存在回收的凝結(jié)水含部分油類和總鐵，即使經(jīng)過各種除油除鐵設(shè)施，凝結(jié)水總殘余的油類和總鐵仍舊對凝結(jié)水混床的制水能力產(chǎn)生不利影響。

中海石油寧波大榭石化三期項(xiàng)目凝結(jié)水站的2臺混床進(jìn)水以經(jīng)過無機(jī)單結(jié)晶超微過濾器和纖維吸附罐的除油除鐵后的凝結(jié)水為主，凝結(jié)水量約占總進(jìn)水量的3/4，其余組成為自產(chǎn)一級除鹽水?；齑沧?019年1月1日開始投用，正常處理量約100t/h，經(jīng)過3個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)其制水周期由15天逐漸下降至7天左右，壓差明顯上升，反洗時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)布水管堵塞的現(xiàn)象，同時(shí)反洗排水水質(zhì)呈現(xiàn)黑色、渾濁并攜帶油氣味。打開其中1臺混床人孔后發(fā)現(xiàn)，其樹脂最頂部有一層約5mm的黑色油泥類物質(zhì)，經(jīng)過化驗(yàn)分析其主要成分為鐵和油類，與布水管中堵塞的物質(zhì)相同。

使用何種方法在再生前去除該類含油和鐵的雜質(zhì)，儼然成為提高混床再生合格率和延長制水周期的關(guān)鍵操作。因除鹽水站內(nèi)加藥設(shè)施和流程有限，只能采用現(xiàn)有的注酸或者注堿的辦法來進(jìn)行試驗(yàn)。

2.實(shí)驗(yàn)操作對比

(1)鹽酸再生液浸泡沖洗

操作步驟：在混床A失效停運(yùn)后，排盡存水，往混床注入2%濃度的鹽酸再生液，控制再生液溫度45℃，直至溢流，測得排水PH＜1后停注酸再生液，浸泡混床8h后，再繼續(xù)注入2%濃度40t/h鹽酸再生液持續(xù)約0.5h，同時(shí)開非凈化風(fēng)進(jìn)行攪拌，進(jìn)行氣水反洗。0.5h后停酸計(jì)量泵，繼續(xù)用45℃除鹽水沖洗，直至反洗排水顏色恢復(fù)澄清。然后再對混床A進(jìn)行反洗分層、酸堿同步再生、沖洗、攪拌、正洗的同步再生操作，合格后備用。對各項(xiàng)操作持續(xù)時(shí)間及再生效果記錄見下表1。

表1 混床A酸反洗再生數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

(2)堿再生液直接沖洗

操作步驟：在混床B失效停運(yùn)后，排盡存水，往混床注入2%濃度的堿再生液，控制再生液溫度45℃，直至溢流，測得排水pH＞12后停注堿再生液，從底部持續(xù)注入45℃除鹽水和非凈化風(fēng)進(jìn)行氣水反洗，直至反洗排水顏色恢復(fù)澄清。然后再對混床B進(jìn)行與混床A一樣的同步再生操作，合格后備用。對各項(xiàng)操作持續(xù)時(shí)間及再生效果記錄見下表2。

表2 混床B堿反洗再生數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

因混床結(jié)構(gòu)進(jìn)酸再生液管線注入位置在混床底部，可以進(jìn)行邊進(jìn)酸再生液邊進(jìn)非凈化風(fēng)的氣水反洗操作。但是進(jìn)堿再生液管線注入位置位于混床樹脂層的中上部，氣水反洗操作時(shí)若同時(shí)進(jìn)堿再生液，堿再生液還未與樹脂內(nèi)雜質(zhì)進(jìn)行充分反應(yīng)就已經(jīng)從反洗排水排出，造成堿液浪費(fèi)，所以只采取灌滿再生液后再進(jìn)行沖洗的操作。

3.原理及效果分析

用鹽酸再生液浸泡樹脂，可以使堵塞在樹脂通道內(nèi)或包裹在樹脂外層的鐵銹固體顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)殍F鹽溶解在水中，隨反洗排水排出混床，其化學(xué)反應(yīng)式如下：

鹽酸環(huán)境下，促進(jìn)油類進(jìn)行水解反應(yīng)并不完全，無法進(jìn)一步去除油類物質(zhì)。而油類物質(zhì)對樹脂的包裹能力和孔道堵塞能力極強(qiáng)，若去除不完全，則再生時(shí)分層后混床下層陽樹脂因孔道被油類物質(zhì)堵塞依然無法與鹽酸進(jìn)行有效反應(yīng)，致使混床再生合格率降低。

用堿再生液進(jìn)行氣水反洗操作，經(jīng)過非凈化風(fēng)充分的攪拌，油類物質(zhì)能與氫氧化鈉進(jìn)行皂化反應(yīng)，反應(yīng)式如下：

NaOH+RCOOH=RCOONa+H2O

皂化反應(yīng)產(chǎn)生的RCOONa極易溶于水，能隨水排出混床。

非凈化風(fēng)攪拌能使樹脂顆粒均勻分散，有利于堿液與包裹樹脂的油層進(jìn)行充分接觸，推動反應(yīng)的進(jìn)行，同時(shí)提高溫度也有助于反應(yīng)的進(jìn)行，但是由于水溫超過50℃容易使陰陽樹脂水解，所以盡可能將水溫控制至45℃。同時(shí)，高水溫也有利于提高油污在水中的溶解度，加速油污溶解。雖然堿液無法與氧化鐵直接進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，但經(jīng)過除油除鐵過濾器后的凝結(jié)水中存在的鐵銹顆粒粒徑＜1μm，與油污混合富集在樹脂上層，當(dāng)油污被堿液反應(yīng)排出混床的同時(shí)，鐵銹顆粒大部分也一并隨著油污被排出混床外，使混床樹脂能得到充分的清洗，恢復(fù)了樹脂的交換容量，提高了再生合格率，延長了制水周期。

從表1可以看出酸反洗再生期間的再生時(shí)長明顯高于堿反洗再生表2的再生時(shí)長，且酸反洗再生后混床制水周期也明顯低于堿反洗再生的制水周期約7天左右時(shí)間，從中可以證明用堿液反洗混床去除油鐵雜質(zhì)的效果明顯優(yōu)于用鹽酸反洗。

4.成本對比

從表1、表2可以得出，每次用酸或堿反洗消耗酸堿量比正常再生消耗各約增加0.8噸，而目前江浙滬地區(qū)市場價(jià)30%濃度鹽酸價(jià)格為200元/噸，30%濃度堿液價(jià)格為1200元/噸，反洗所用除鹽水按一級除鹽水單價(jià)為6.5元/噸，酸反洗制水周期平均為15天，堿反洗制水周期平均為23天計(jì)算，每年鹽酸反洗需額外消耗鹽酸費(fèi)用為365/15*200*0.8=3893元，除鹽水費(fèi)用為365/15*8*6.5=1265元，總共額外產(chǎn)生費(fèi)用5158元。堿反洗需額外消耗堿液費(fèi)用為365/23*0.8*1200=15234元，除鹽水費(fèi)用為365/23*5.75*6.5=593元，總共額外產(chǎn)生費(fèi)用15827元。

5.結(jié)論

（1）用鹽酸再生液進(jìn)行混床再生前的氣水反洗操作，有一定的除鐵銹效果，但在提高再生合格率延長制水周期方面的效果并不明顯。

（2）使用堿再生液進(jìn)行混床再生前的氣水反洗操作能有效清除掉樹脂層表面的油污、鐵銹等雜質(zhì)，明顯提高了再生合格率，并明顯延長了制水周期，但長期運(yùn)行后混床內(nèi)樹脂富集的鐵積累到一定程度影響出水指標(biāo)時(shí)，需要對混床樹脂進(jìn)行一次酸洗，以恢復(fù)樹脂活性。

（3）鑒于堿液反洗費(fèi)用較鹽酸反洗產(chǎn)生費(fèi)用高，在混床失效前差壓不高的前提下可以適當(dāng)減少堿液反洗次數(shù)或者降低堿液消耗量，以減少藥劑損耗。

（4）使用酸堿再生液反洗混床操作步驟繁瑣，且頻繁操作還存在損壞樹脂的風(fēng)險(xiǎn)，如何提高除油除鐵設(shè)備的去除油鐵等雜質(zhì)的效率，同時(shí)減少源頭供水的油鐵等雜質(zhì)的含量，是保護(hù)混床樹脂，提高制水周期的重要研究方向。