庆阳石化公司坐落在庆阳市董志镇,地处陇东黄土高原区域,降水量偏少,工业用水及日常饮用水主要依赖于下雨收集的地表水。同时,由于人口的逐年递增,社会和经济的发展对水资源的需求逐年增加,使庆阳地区水资源的供需矛盾更加突出。因此,随着环保考核日益严格,庆阳石化公司在新厂建设中针对老厂炼油新鲜水单耗高的问题,结合当地水资源严重匮乏和环评对炼油新鲜水单耗指标的要求,分析造成新鲜水用量大的因素,着重解决降低循环水蒸发量、提高蒸汽冷凝水回收及废水回用率等问题,并通过在生产运行过程中的工艺完善、挖潜增效、强化生产运行管理和对标考核,运行至今原油加工新鲜水单耗逐年降低。

　　 庆阳石化公司是以石油炼制为主的石油化工生产企业,一次加工能力300万t/年,二次加工能力为160万t/年,有主要炼化生产装置11套,主要产品有汽油、柴油、航空煤油、硫磺、苯、聚丙烯等10余种。新鲜水主要用于锅炉除盐水、各冷却换热设备循环水、各生产装置加药、机泵冷却水、消防用水、生活用水等。具体各部分用水量分布情况如图1所示,其中锅炉除盐水用水占65%,循环水补水用量占20%,工艺用水占12.5%,生活用水占2.5%。

　　 根据以上分析,要降低新鲜水用量,达到节水减排的的目标,主要做好“开源”和“节流”工作。开源就是充分利用再生水源,提高水重复利用率,主要做好以下工作:①充分回用达标废水做为工业用水;②充分回收蒸汽凝结水做为除盐水;③优化用水结构,提高水利用率。节流就是降低新鲜水各用水点的用量,主要做好以下工作:①降低除盐水的用量;②降低循环水补水用量;③降低各工艺用水点的用量。

　　 目前,为了降低新鲜水用量,炼油企业将达标废水经过深度处理后作为工业用水的替代水源。庆阳石化公司废水回用技术采用的是预处理+双膜技术,达标废水经气浮氧化池+高效精密滤器+多腔活性炭滤器处理产生的初级再生水供给普通循环水系统作补充水;再经UF+RO工艺处理产生的优质再生水供给化学站和优质循环水补水。双膜系统设计处理能力为200m³/h。这套装置2010年9月30日建成投产后运行至今,经过对系统工艺完善、强化运行管理和对标管理,目前污水回用率达到50%~55%。

　　 经过对整体运行工况分析,废水回用双膜工艺主要解决两方面的问题:①初级再生水杀菌效果差易滋生生物粘泥造成用量受限;②生物粘泥易造成双膜污堵,反渗透产水率偏低问题。因此,对以上因素分析,采取以下措施:①通过完善初级再生水杀菌设施和优化加药点,保证初级再生水补水水质,提高了初级再生水作为循环水补水量;②通过在废水处理厂的二级生化BAF前增加臭氧+BAF出水循环处理工艺,降低双膜进水COD,解决双膜系统的膜污堵问题,提高了优质再生水产水率。

　　 庆阳石化凝结水回收技术采用的是陶瓷膜除油除铁工艺,设计处理能力50×3 m³/h,充分回收全厂的凝结水,通过陶瓷膜除油除铁装置处理后,作为除盐水供锅炉生产蒸汽。

　　 在长期运行过程中,对原装置进行了相应的工艺完善,解决了以下问题:

　　 (1)主要通过对全厂蒸汽回收管网的疏水器和管网进行完善,提高蒸汽回收量。2012年实施对蒸汽凝结水系统机泵更新、回收站扩容、重新选型更换1 800余台疏水器,通过对热媒水系统流程梳理改造等措施手段对全厂的蒸汽直排点进行改造、消灭“小白龙”,提高管网蒸汽回收量。

　　 (2)解决陶瓷膜管污堵问题。凝结水中含有杂质、金属铁氧化物等物质难以去除,经常出现膜管堵塞,迫使蒸汽凝结水大量进入原水系统回用,导致产水率快速下降等问题,虽然对除油除铁膜管频繁进行药剂清洗,但效果甚微。

　　 针对以上问题,主要解决以下问题:①在除油除铁装置进口安装1台5μm精密过滤器,提高凝结水除油除铁装置蒸汽进口质量;②对凝结水回收罐内部构造进行改造,提高出水管口至1.5m,加大底部排凝,保证储油除铁装置凝结水进水水质;③自制蒸汽对膜管反吹洗管,定期对陶瓷膜进行清洗。

　　 庆阳石化新厂原设计循环水根据使用要求分为优质循环水和普通循环水,总设计规模为21 000m³/h,其中优质循环水12 000m³/h,设计4座冷却塔,单塔处理能力3 000m³/h,主要为余热发电装置、空分空压站、聚丙烯装置、压缩机缸套等不锈钢冷换设备提供冷却水;普通系统规模为9 000m³/h,设计3座冷却塔,单塔处理能力3 000m³/h,为全厂其他装置工艺换热器提供冷却水。2009年新厂建设期间,为了降低新鲜水消耗量,4台优质循环水冷却塔在选型时采用节水环保型冷却塔,3台普通循环水冷却塔采用的是传统的机械通风填料冷却塔。

　　 节水环保型冷却塔综合了干式冷却塔没有水蒸发损失及湿式冷却塔热交换效率高,造价低的特点。在环保节水型冷却塔中,高温循环水先经过空气冷却器与空气非直接接触利用空气干球温度与入塔高水温之间的温差进行热交换,降低了填料段的冷却负荷,从而减少了蒸发损失量。

　　 两套循环水系统自2010年7月份投运以来,普通循环水冷却塔运行中蒸发和飞溅损失较大,特别是进入冬季以来,在优质系统和普通系统运行参数基本相同的情况下,优质系统节水环保型冷却塔蒸发水雾明显少于普通塔,有效地改善了周围环境。为此,庆阳石化公司在2012年5月大检修期间,将3台普通循环水冷却塔改造为节水环保型冷却塔。根据单塔补水量计算,3 000m³/h单塔可减少蒸发损失10.8万m³/年,2012年经改造后,3座普通循环水冷却塔可减少蒸发损失32.4万m³/年。

　　 炼油企业目前仍有很多工艺环节应用直流冷却水,最典型的部位是机泵冷却水。机泵冷却水主要是用来冷却机泵的轴承箱。2012年将常压11台泵冷缺直排水就近改造至普通循环水回水系统中,节约了新鲜水用量。

　　 将含硫废水经汽提处理后的净化水作为常压蒸馏装置电脱盐注水,酸性水量为39.6m³/h,常压蒸馏装置电脱盐注水回用22m³/h,占总净化水量的55.6%。

　　 2013年初将废水处理厂新鲜水用水(机组冷却水、焚烧及生物除臭装置喷淋、卫生间洗涤用水)全部改为初级再生水,节约新鲜水用水10m³/h;将初级和优质再生水的补水管线同时引入优质和普通循环水作为补水,然后根据循环水浊度、电导指标灵活调整补水量,以做到补水最大化使用再生水源。

　　 净水厂反洗水原设计回收利用,但根据运行现状,2台回收泵均在池底安装,无法实现泥、水分离,且回收泵易堵塞,回收水进入絮凝池后影响产水浊度。2012年对净水厂反洗水工艺调整并将回收泵进行更换,重新安装2台潜水泵,分高低水位安装,底部泵排泥,高位泵回收上清液至絮凝沉淀池,达到节水目的。

　　 (1)优化补水水质和补水比例。目前循环水系统补水为新鲜水、初级再生水、优质再生水,初级再生水水质相对差,因此需加强初级再生水杀菌剂的投加管理,保证初级再生水水质,提高初级再生补水量;根据循环水水质情况,随时调整3种补充水补水比例,保证循环水水质。

　　 (2)初级再生水作为循环水系统补水难点主要原因在于微生物和COD控制情况,针对此问题,对循环水杀菌药剂进行筛选,加强循环水余氯分析管理,保证循环水水质,减少循环水排污量。

　　 (3)对循环水旁滤系统进行改造。2012年对循环水旁滤内部结构材质由纤维束改造为多介质,提高旁滤反洗效率,减少旁滤反洗用水。

　　 (4)在循环水系统停工检修后开工前对其进行清洗预膜,降低冷换设备泄漏率,减少置换用水量。

　　 (5)修订了工艺指标,普通循环水给水电导率从4 800μS/cm调整到6 000μS/cm,优质循环水给水电导率从2 400μS/cm调整到3 200μS/cm。增大了浓缩倍数范围,减少了补水量。

　　 通过以上措施实施,循环水浓缩倍数控制在2~6。

　　 庆阳石化公司新厂于2010年9月建成投运至今,在通过采用节水新技术及通过对其工艺的完善、优化用水结构、强化节水设施的运行管理和节水关键指标对标管理相结合等措施,2015年庆阳石化公司炼油新鲜水单耗由2009年老厂0.75m³水/t油降低至0.51m³水/t油,目前处于中石油中上水平;且新鲜水单耗逐年降低,节水减排效果明显,完成庆阳市政府和中石油下达工业用水定额(0.63m³水/t油),有一定的经济效益和社会效益。