HD鹽水處理技術在一次鹽水中的應用

徐德飛，邱滿意，顧森榮，周 林

（江蘇楊化工集團有限公司，江蘇 楊州 2525009）

HD鹽水處理技術在一次鹽水中的應用

徐德飛，邱滿意，顧森榮，周 林

（江蘇楊化工集團有限公司，江蘇 楊州 2525009）

介紹了HD鹽水處理技術在一次鹽水的應用，同時分析了該技術分別在頗爾過濾器、戈爾過濾器及DrM過濾器3種過濾工藝中的應用情況。

HD鹽水處理技術；頗爾過濾器；戈爾過濾器；DrM過濾器；樹脂塔再生

江蘇揚農化工集團有限公司（以下簡稱揚農集團）2015年6月引進南通三圣化工科技有限公司（以下簡稱南通三圣）HD鹽水處理技術，并將該技術在一次鹽水頗爾過濾器、戈爾過濾器以及DrM過濾器系統上分別進行了應用研究。

1 HD鹽水處理技術機理

南通三圣HD鹽水處理技術主要是在采用Na2CO3除去大部分Ca2+后，將HD緩釋劑（主要成分含有磷酸鹽）加入到化鹽反應桶后，由于Ca3（PO4）2的溶度積約2.0×10-29，遠低于碳酸鈣的2.8×10-9。鹽水中溶解的Ca2+進一步反應生成難溶的Ca3（PO4）2，含有CaCO3和Ca3（PO4）2顆粒的鹽水通過過濾器制成合格的一次鹽水。Mg2+與HD緩釋劑生成Mg3（PO4）2，其溶度積約 4.2×10-26，遠低于氫氧化鎂的 1.9×10-13，鹽水的Mg2+進一步去除，一次鹽水中的雜質低于200×10-9，二次鹽水精制的處理量大幅度下降，達到了延長樹脂塔再生周期的目的。

2 HD鹽水處理技術應用

2.1 HD鹽水處理技術工藝流程

揚農集團HD鹽水處理技術在一次鹽水頗爾過濾器、戈爾過濾器、DrM過濾器上運用的工藝流程分別見圖1、圖2和圖3。HD鹽水處理技術在一次鹽水系統應用中，主要研究了HD精制劑添加對鹽水質量的影響。

圖1 頗爾過濾器系統HD鹽水處理工藝流程

圖2 戈爾過濾器HD鹽水處理工藝流程

圖3 DrM過濾器HD鹽水處理工藝流程

2.2 HD鹽水技術在頗爾過濾器上的運用

揚農集團在HD鹽水處理裝置自2015年6月11日完成安裝后，分別于6、7、10月在一次鹽水頗爾過濾器系統進行了3輪調試。

2.2.1 一次鹽水鈣鎂離子變化

HD裝置3輪調試前后對頗爾過濾器一次鹽水全分析數據收集分別見表1、表2。

表1 調試前頗爾過濾器鹽水數據 ×10-9

從表1、表2數據可以看出，在HD裝置調試前，頗爾出口一次鹽水鈣鎂離子含量平均維持500×10-9～600×10-9。HD 調試期間，頗爾出口一次鹽水鈣鎂離子含量均降至 200×10-9～250×10-9，基本達到一次鹽水鈣鎂小于200×10-9的要求。

2.2.2 頗爾過濾器壓差變化

HD裝置3輪調試期間過濾器壓差變化情況見表3。

從表3統計HD裝置調試期間過濾器運行數據可以看出，過濾器壓差上升較快，平均7天左右過濾器必須化學清洗1次，同時HD投加點的改變以及HD計量泵控制精制劑加量的改變均未能延緩過濾器壓差的上升。

表2 調試后頗爾過濾器鹽水數據 ×10-9

表3 頗爾過濾器運行情況

2.3 HD鹽水技術在戈爾過濾器上的運用

揚農集團為驗證HD鹽水精制工藝能否在戈爾過濾器上運行平穩，于2015年11月16日至12月31日在一次鹽水戈爾過濾器系統進行一輪調試。

2.3.1 一次鹽水鈣鎂離子變化

HD裝置調試前及調試期間戈爾過濾器一次鹽水全分析數據收集分別見表4、表5。

表4 調試前戈爾過濾器鹽水數據 ×10-9

從表4、表5數據可以看出，在HD調試前，戈爾出口一次鹽水鈣鎂離子含量平均維持在700×10-9～800×10-9。HD調試期間，戈爾出口一次鹽水鈣鎂離子含量均降至 200×10-9～300×10-9，基本達到一次鹽水鈣鎂小于200×10-9的要求。

表5 調試期間戈爾過濾器鹽水數據 ×10-9

2.3.2 戈爾過濾器壓差變化

HD裝置在一次鹽水戈爾過濾器系統調試期間過濾器壓差變化情況見表6。

表6 戈爾過濾器運行情況

從表6可以看出，戈爾過濾器在45天的運行周期內壓差上升13kPa，過濾器未出現壓差上升過快情況，且運行周期與調試前運行周期45天一致，運行穩定。

2.4 HD鹽水技術在DrM過濾器上的運用

為驗證HD鹽水精制工藝能否能在DrM過濾器上運行。該公司于2017年2月25日在一次鹽水新系統DrM過濾器系統進行新一輪調試。

2.4.1 一、二次鹽水鈣鎂離子變化

HD裝置調試前及調試期間DrM過濾器一次鹽水全分析數據收集見分別表7、表8。

表7 調試期間DrM過濾器鹽水數據

從表7數據可以看出，HD調試期間，DrM過濾器出口一次鹽水鈣鎂離子含量由1 000×10-9降至200×10-9以下，達到了一次鹽水鈣鎂小于200×10-9的要求。

表8 調試期間二次鹽水數據

從表8數據可以看出，在DrM過濾器出口一次鹽水鈣鎂離子含量降至200×10-9以下后，樹脂塔在線運行周期明顯延長至7天，且二次鹽水鈣鎂小于20×10-9的要求。

2.4.2 DrM過濾器運行周期變化

HD裝置在一次鹽水DrM過濾器系統調試期間過濾器運行周期變化情況見表9。

表9 DrM過濾器運行情況

從表9可以看出，DrM過濾器運行周期與調試前運行周期60 h一致，運行穩定，可以確定HD精制劑添加后對DrM過濾器運行周期無影響。

3 HD鹽水處理技術應用分析

3.1 HD技術對頗爾過濾器的應用分析

3.1.1 HD技術對頗爾過濾器運行周期影響

HD裝置在頗爾過濾器系統3輪調試期間，通過跟蹤過濾器過濾時壓差以及下一周期脈沖清洗前的過濾壓差進行數據分析，見圖4、圖5，同時采集未投運HD裝置期間，頗爾過濾器過濾時壓差以及下一周期脈沖清洗前的過濾壓差數據見圖6。

圖4 8月4日至8月8日HD調試期間過濾數據

圖5 10月14日至10月23日HD調試期間過濾數據

圖6 11月20日至12月1日未添加HD時過濾數據

從收集過濾器壓差數據可以分析，HD添加與不添加情況下，過濾器壓差變化趨勢相差明顯。在添加HD精制劑后，頗爾過濾器壓差上升很快，而不添加HD精制劑時，頗爾過濾器壓差上升平緩。可見HD精制劑對頗爾過濾器運行周期影響很大，能使過濾器生產能力急劇下降。

3.1.2 HD精制劑對頗爾過濾器影響分析

頗爾過濾器是表面膜過濾器，是在PE濾芯外表面燒結了1層厚度為200μm的膜，膜孔徑為1μm，頗爾膜為軟剛性結構，其多孔支承會使濾芯更易被雜質堵塞，過濾器過濾與反洗均需正壓。

在HD精制劑在頗爾過濾器系統添加過程中，經過過濾器的鹽水中的固體顆粒種類發生了變化（增加了Ca3（PO4）2顆粒），而其余條件均未改變。調試前后進入過濾器固體顆粒性質見表10。

表10 粗鹽水中固體顆粒性質

在HD精制劑未投加前，過濾器運行周期正常為45天。HD精制劑投加后，運行周期降至7天。根椐表10所列粗鹽水中固體顆粒性質可以分析，HD精制劑未投加前進入過濾器的粗鹽水中固體顆位大部分是含CaCO3顆粒，而Mg（OH）2已在浮上桶除去，故頗爾過濾器運行周期較長。而在HD精制劑投加后，進入頗爾過濾器的固體顆粒增加了Ca3（PO4）2顆粒。由于Ca3（PO4）2顆粒直徑小，易進入過濾器濾芯，從而在濾芯內堵塞造成過濾器壓差上升。

在頗爾過濾器3輪調試壓差上升后，進入化學清洗步驟時，在稀酸清洗過濾器后，過濾器性能均恢復正常。可以證明，由于Ca3（PO4）2顆粒堵塞濾芯造成過濾器壓差上升。在酸洗時，濾芯內Ca3（PO4）2顆粒與酸反應，反應式：Ca3（PO4）2+6HCl=3CaCl2+2H3PO4，Ca3（PO4）2顆粒反應生成溶于水的CaCl2，過濾器性能恢復。

通過上述分析可以看出，增加的Ca3（PO4）2顆粒對頗爾過濾器運行壓差產生了明顯影響，但性能在酸洗后能恢復，故HD鹽水處理技術若要在頗爾過濾器系統穩定運行需要進一步的探討。

3.2 HD技術對戈爾過濾器的應用分析

3.2.1 HD技術對戈爾過濾器運行周期影響

HD裝置在對戈爾過濾器系統調試期間，通過跟蹤過濾器過濾起始壓差以及反沖前的過濾壓差數據分析見圖7，同時采集未添加HD期間過濾器過濾起始壓差以及反沖前的過濾壓差數據見圖8。

從圖7、圖8收集過濾器壓差數據可以看出，戈爾過濾器在HD添加情況下，過濾器壓差上升趨勢較平緩，在運行周期后期上升速率略有加快，45天周期內戈爾過濾壓差僅上升13 kPa。而在未添加HD精制劑時，戈爾過濾器壓差平緩，45天周期內過濾壓差基本未上升。可見HD精制劑對戈爾過濾器壓差影響較小，對戈爾運行周期無影響。

圖7 11月16日至12月31日HD調試期間過濾數據

圖8 9月13日至11月13日HD未調試期間過濾數據

3.2.2 HD精制劑對戈爾過濾器影響分析

戈爾過濾器是表面過濾器，過濾器內采用ZF膜，ZF膜是以膨體四氟乙烯為原料，采用拉伸技術一次成型，膜孔徑0.2 μm，具有質密、多孔、光滑、極低的摩擦系數和優良的不黏性能等特點，ZF膜過濾與反洗均在微正壓操作。反洗時，一方面利用ZF膜的柔性使膜的張力下反沖，使膜孔加大；另一方面利用反沖液流出時，芯管外部形微負壓，膜產生振動，加速濾餅與膜分離。

HD精制劑在戈爾過濾器系統添加后，經過過濾器的鹽水所含固體顆粒亦增加了Ca3（PO4）2顆粒。增加的Ca3（PO4）2顆粒對戈爾過濾器運行壓差未產生明顯影響，同時在酸洗后能恢復性能，故HD鹽水處理技術在戈爾過濾器系統運行穩定。

4 結語

揚農集團此次HD鹽水處理裝置在一次鹽水頗爾過濾器、戈爾過濾器及DrM過濾器系統應用過程中，一次鹽水鈣鎂含量均已明顯下降，達到延長樹脂塔再生的要求。

從應用技術角度來看，目前該技術滿足氯堿企業節能減排需求，但在鹽水過濾器運行周期方面，3種過濾器表現各不相同，揚農集團此次應用研究表明HD處理技術在戈爾過濾器、DrM過濾器上適合應用。在頗爾過濾器上應用不理想，主要是頗爾過濾器是帶壓過濾，頗爾膜的孔徑設計當時考慮的是碳酸鈣的孔徑。磷酸鈣的孔徑小于碳酸鈣，堵塞過濾孔，造成過濾時間大幅度下降。同樣帶壓過濾的DrM過濾器采用α-纖維素預涂，不存在堵塞過濾孔的問題，戈爾過濾器常壓過濾，不易堵塞過濾孔，能正常運行。

在實際運用該技術時，需要根據過濾器的不同進行工藝研究與優化，使之不僅僅能夠為氯堿企業帶來節能減排的效果，更要確保裝置安全穩定運行。

2017-06-09

中美簽署首單乙烷進口合同配套建制乙烯項目

2017年11月9 日，美國乙烷公司與南山集團就進口美國乙烷簽署貿易合同。這是中國進口美國乙烷的首單合同。

據美國乙烷公司CEOJohnHoughtaling介紹，此次美國乙烷公司與南山集團簽訂的是20年長約CIF（到岸價）合同。根據合同，美國乙烷公司將每年向南山集團供應260萬t乙烷，并參與投資南山集團規劃的200萬t/a乙烷制乙烯項目。

美國乙烷公司亞太區總裁司馬威說，此次長約合同將根據“美國當地乙烷市場交易價+液化費用+船費”的模式來交易，按照當前美國乙烷價格計算，合同總額超過200億美元。

Houghtaling表示，在頁巖氣革命后，美國乙烷的供應大幅增加，出口亞洲已成為必然趨勢。將美國的乙烷帶到中國，不僅順應了美國能源開發和輸出的戰略，也順應了中國石油化工產業的綠色清潔轉型趨勢。

與傳統的石腦油制乙烯相比，乙烷制乙烯有著工藝流程短、占地面積小，裝置區投資小、轉化率高等優勢，目前已有多家中國化企對相關項目表現了興趣，而原料和運輸問題則成為中方企業關注的重點。

Application summary of HD brine treatment technology in primary brine

XU De-fei，QIU Man-yi，GU Sen-rong，ZHOU Lin

（Jiangsu Yangnong Chemical Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225009，China）

This paper introduces the mechanism of HD brine treatment technology in a application of the first brine filtrate.And the difference of Pall Filter，Gore Filter and DrM Filter were introduce.

HD brine treatment technology；Pall Filter；Gore Filter；DrM Filter；resin tower regeneration

TQ114.26+1

B

1009－1785(2017)11-0006-05