脫鹽水陰陽離子交換器運行周期縮短原因分析及處理

焦玉香，馬轉(zhuǎn)娥，雷聲

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

脫鹽水陰陽離子交換器運行周期縮短原因分析及處理

焦玉香，馬轉(zhuǎn)娥，雷聲

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川750026）

脫鹽水陰陽離子交換器運行周期縮短，直接影響裝置的穩(wěn)定運行，針對這種情況，進行了一系列原因分析，制定了相應(yīng)的措施，保證了陰陽離子交換器運行周期。

離子交換器；周期縮短；原因分析；處理對策

寧夏石化公司脫鹽水裝置原設(shè)計水量為500 m3/h，主要負責(zé)供給合成、尿素裝置和鍋爐所需的合格脫鹽水。該裝置主要用水來自地下水和化肥二廠產(chǎn)生的工藝冷凝液、透平冷凝液、解析水、甲醇水等。其中工藝冷凝液、蒸汽冷凝液、解析水、甲醇水屬于再生循環(huán)利用水。脫鹽水系統(tǒng)主要設(shè)備有反滲透、陰陽離子交換器，混床。其工藝流程（見圖1）。

圖1 脫鹽水流程簡圖

1 問題的出現(xiàn)

2012年6月到2013年初，脫鹽水陰陽離子交換器運行周期大幅縮短，運行周期由96 h下降至58 h左右，最低運行周期為38 h，制水量大幅下降，同時陰陽離子交換器再生頻繁，不但造成酸堿消耗增大，更主要會造成脫鹽水裝置制水緊張局面，隨時會影響二化肥裝置高負荷運行，針對這種情況，部門組織技術(shù)人員積極主動查找原因，尋求解決陰陽離子交換器周期縮短的有效途徑。

2 原因分析

主要原因是解析水和含甲醇冷凝液來水指標(biāo)不穩(wěn)定，反復(fù)對陶粒池進行沖擊，造成微生物活性低，處理效果差等原因，使不合格的冷凝液進入陰陽離子交換器，導(dǎo)致脫鹽水離子交換器運行周期短，周期制水量大幅下降，曾一度造成脫鹽水供水緊張，直接影響化肥二廠的長周期穩(wěn)定運行。

2.1 蒸汽冷凝液來水指標(biāo)超標(biāo)嚴重，陰陽床運行周期短

蒸汽冷凝液來水指標(biāo)超標(biāo)的主要原因是：2013年3月來自化肥二廠合成裝置的123-C泄漏氨，造成蒸汽冷凝液處于超標(biāo)回收狀態(tài)，從而使離子交換樹脂污染、中毒，離子交換樹脂交換容量大幅下降，陰陽離子交換器運行周期短。從蒸汽冷凝液的分析數(shù)據(jù)來看，蒸汽冷凝液中平均含NH4+量在53.85×10-6W、平均pH為10.04，平均電導(dǎo)率為82.75 μs/cm。污染的蒸汽冷凝液是造成離子交換樹脂中毒、污染的主要原因。

表1 污染后蒸汽冷凝液來水指標(biāo)

2.2 工藝冷凝液來水溫度高

工藝冷凝液來水溫度高，主要是因為來自二尿素的工藝冷凝液換熱器E-131B板式換熱器處于循環(huán)水給水末端流速慢、易堵塞等緣故，造成工藝冷凝液溫度高達90℃～100℃，時間達6個月，使陰陽離子交換樹脂破損、老化，同時使陰離子交換樹脂除硅效果降低，造成陰陽離子交換器運行周期由96 h下降到周期38 h左右，相應(yīng)酸堿消耗增大。

2.3 不合格的解析水和含甲醇冷凝液進入陶粒池帶入中間水池

脫鹽水陶粒池裝置用于處理來自尿素裝置的解析水和合成裝置的含甲醇冷凝液，由于化肥二廠裝置波動時，崗位人員調(diào)整不及時，造成不合格的解析水和含甲醇冷凝液進入陶粒池處理后回收至中間水池，主要因為這兩股冷凝液來水無在線監(jiān)測裝置，且分析頻率為1次/天，當(dāng)來水指標(biāo)發(fā)生變化或超標(biāo)時，操作人員不能及時發(fā)現(xiàn)和排放，使不合格的冷凝液直接進入陶粒池，當(dāng)化肥二廠系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)停車和大波動時，來水氨氮含量超標(biāo)會影響微生物活性，降解了微生物處理有機物的能力，不合格的冷凝液送入離子交換器后，帶入微生物粘泥，污染離子交換樹脂，使離子交換樹脂結(jié)塊，從而引起陽離子交換器床層壓力高、運行周期短、頻繁再生等不良后果，從而給裝置的穩(wěn)定生產(chǎn)帶來很大的隱患。

2.4 陰、陽床離子交換器運行負荷高、造成離子交換器運行周期短

化肥二廠50%擴能后，脫鹽水裝置未進行相應(yīng)擴建，改造后回收冷凝液：濃水回收增加水量50 m3/h；冷凝液增加100 m3/h；含甲醇水回收增加40 m3/h；二化尿素析水40 m3/h。以上冷凝液送入中間水池，造成陰陽床長期的超負荷運行，導(dǎo)致陰陽床運行周期短。

3 處理對策

（1）針對蒸汽冷凝液指標(biāo)長期超標(biāo)回收，化肥二廠借年檢修之際，對123-C泄漏點進行消漏處理后，蒸汽冷凝液指標(biāo)合格回收，至此影響陰陽床運行周期縮短的這一隱患徹底消除。

（2）針對二尿素工藝冷凝液來水溫度高，借化肥二廠檢修之際，更換換熱器E-131B后，來水溫度降低到50℃左右，使冷凝液的水溫達到設(shè)計要求，滿足生產(chǎn)需求。

（3）對冷凝液系統(tǒng)進行技術(shù)改造。增加了除鐵過濾器、ASM過濾器和殺菌系統(tǒng)等裝置后，有效避免有機物帶入脫鹽水系統(tǒng)，減少離子交換器被污染的機會，延長了離子交換器的使用壽命，確保了離子交換器的運行周期。

（4）通過技改新建一臺混合離子交換器，利用冷凝液泵將過濾后的工藝冷凝液和蒸汽冷凝液送入新混床，以此來減少陰陽離子交換器的運行負荷；同時通過技改將部分蒸汽冷凝液直接送入鍋爐疏水箱，減少陰陽離子交換器的制水量，從而有效的緩解了陰陽床超負荷運行的被動局面。

通過分析數(shù)據(jù)來看，蒸汽冷凝液來水指標(biāo)均優(yōu)于鍋爐疏水箱控制指標(biāo)，完全滿足鍋爐給水，部分蒸汽冷凝液送入疏水箱，緩解陰陽離子交換器的制水壓力，有效延長了離子交換器的運行周期。

4 結(jié)論

通過技術(shù)改造處理，脫鹽水離子交換器運行周期由最低38 h左右上升至90 h左右，基本達到了設(shè)計運行周期，有效控制陰陽離子交換器的運行周期，確保脫鹽水裝置的穩(wěn)定運行。在日常工作中采取如下措施：定期對換熱器123-C出口樣進行分析，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。加強各種冷凝液來水監(jiān)測，同時對含甲醇冷凝液和解析水設(shè)置指標(biāo)超標(biāo)報警和聯(lián)鎖設(shè)置，有效杜絕不合格冷凝液進入污染水質(zhì)，影響陶粒池裝置的穩(wěn)定運行。對進裝置的工藝冷凝液進行換熱處理，使其水溫滿足生產(chǎn)需求。

［1］唐受印，戴友芝，等編.水處理工程師手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［2］周本省.工業(yè)水處理技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

［3］王方.鍋爐水處理［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.08.026

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