含硫凈化裝置檢維修廢水量優(yōu)化

（中石化廣元天然氣凈化有限公司 四川 628400）

引言

某高含硫氣田凈化裝置加工原料天然氣中硫含量超高，長期運(yùn)行后淤積在設(shè)備及管線內(nèi)部的有毒有害等物質(zhì)較多，對裝置停工檢修的環(huán)境和安全帶來很大隱患。為保證設(shè)備及管道檢修時(shí)的干凈隔離，降低檢修現(xiàn)場因硫化氫、小分子硫醇、氨氮等發(fā)散出的惡臭，以及防止出現(xiàn)硫化亞鐵自燃燒壞設(shè)備和設(shè)備內(nèi)填料，繼而給裝置及檢修人員的安全帶來極大的威脅，因此裝置在停工檢修時(shí)需要進(jìn)行水洗和化學(xué)清洗。根據(jù)前幾次大檢修的統(tǒng)計(jì)，裝置水洗和化學(xué)清洗所產(chǎn)生的廢水高達(dá)1700余噸，出現(xiàn)的環(huán)保問題較多，廢液的處理也增加了公司的運(yùn)行成本。

為降低檢修廢水的產(chǎn)生，減少檢修廢水的處理費(fèi)用，同時(shí)節(jié)約除鹽水等公用介質(zhì)的消耗，有必要對裝置停工階段的水洗和化學(xué)清洗方案進(jìn)行優(yōu)化完善。本文通過采用優(yōu)化停工退液程序、采用新的化學(xué)清洗工藝、重復(fù)利用化學(xué)清洗劑等手段，實(shí)現(xiàn)了檢維修廢水量的優(yōu)化，開發(fā)出了凈化裝置檢維修廢水量優(yōu)化技術(shù)。

1.裝置檢維修廢水量現(xiàn)狀

(1)現(xiàn)狀分析

圖1 檢修廢水產(chǎn)生的來源及數(shù)量排列圖

對凈化裝置兩次檢修時(shí)的水洗和化學(xué)清洗過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)以往110裝置、120裝置檢修廢水量均高達(dá)1700余噸，耗時(shí)較長，經(jīng)濟(jì)效益低。根據(jù)清洗方案以及公用介質(zhì)的消耗，對已檢修裝置的廢水產(chǎn)生來源進(jìn)行調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，其中主要包括胺液系統(tǒng)退液后的二次水洗退液、除臭和鈍化后清洗劑的退液、化學(xué)清洗后的水洗退液，兩個(gè)聯(lián)合的檢修廢水量均超過1700噸。

(2)運(yùn)行存在問題

一方面水洗退液量近800噸，產(chǎn)生了大量的檢修廢水，要降低檢修廢水量，必須優(yōu)化退液程序，降低胺液退液后的水洗次數(shù)，另一方面全液相除臭、鈍化共使用清洗劑約1000噸，可以通過優(yōu)化除臭、鈍化工藝降低化學(xué)清洗劑的使用量。

2.原因分析

(1)裝置退液不徹底

凈化裝置的胺液系統(tǒng)在退液時(shí)由于設(shè)備和管道內(nèi)存在諸多死角，以及裝置內(nèi)的低壓區(qū)域壓力不足導(dǎo)致胺液不能完全退盡。系統(tǒng)和管線中殘存的胺液若帶到清洗液中，會(huì)影響清洗廢液COD和pH值，繼而影響除臭、鈍化的效果，因此需通過多次除鹽水水洗退液保證裝置內(nèi)的胺液殘留量較少，這一過程大大增加了檢修廢水量的產(chǎn)生。

(2)液相除臭、鈍化劑用量大

聯(lián)合裝置檢修除臭鈍化原方案采用ZCJ-961含硫、含氮污水處理劑和FZC-1硫化亞鐵高效鈍化劑分兩步進(jìn)行除臭鈍化。除臭劑ZCJ-961與酸性的硫化氫、堿性的氨氮及硫醇、有機(jī)胺等污染物發(fā)生中和、加成、縮合等多種反應(yīng)，在運(yùn)行6～8小時(shí)后可實(shí)現(xiàn)采樣分析硫化氫＜10ppm。待退液并清洗完成后加入鈍化劑進(jìn)行。鈍化劑FZC-1可以有效鰲合硫化亞鐵，防止硫化亞鐵自燃，在鈍化8～10小時(shí)后可實(shí)現(xiàn)硫化亞鐵脫除率達(dá)到98%以上。凈化裝置的液相除臭、鈍化方式是兩個(gè)獨(dú)立的過程，總的清洗劑用量高達(dá)1000噸，大大增加了檢修廢水的產(chǎn)生量，直接影響到檢修時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益和時(shí)長。

圖2 胺液大循環(huán)清洗圖

(3)清洗劑利用率低

凈化裝置除臭、鈍化的根本要求是確保裝置清洗后的內(nèi)部清潔度，即除臭后被處理設(shè)備無污染現(xiàn)象出現(xiàn)，硫化氫＜10ppm，鈍化后，設(shè)備表面清潔無腐蝕，設(shè)備暴露于空氣中不會(huì)發(fā)生硫化亞鐵自燃現(xiàn)象，H2S≯10mg/m3。

由于急冷水/酸水系統(tǒng)在裝置正常運(yùn)行時(shí)的硫化氫及其反應(yīng)產(chǎn)物含量遠(yuǎn)低于脫硫單元，因此在化學(xué)清洗過程中清洗劑未達(dá)到充分利用，可繼續(xù)用于胺液大循環(huán)系統(tǒng)的清洗；胺液、酸水地罐，以及高/低壓放火炬單元，由于長期回收高含硫化氫介質(zhì)，在地面裝置化學(xué)清洗后，清洗劑經(jīng)采樣分析，測定pH值進(jìn)行比色實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)清洗劑依然可以用于地罐的浸泡清洗。本著盡可能少的產(chǎn)生清洗廢液的原則，盡量重復(fù)利用化學(xué)清洗劑以提高其利用率。

3.檢維修廢水量優(yōu)化技術(shù)

(1)優(yōu)化停工退液程序

停工退液過程常存在死角積液無法退出、高低壓區(qū)退液相互斥等問題。通過優(yōu)化停工程序，改造退液流程及管線等方式可有效解決。某凈化裝置，退液時(shí)優(yōu)先退尾氣單元的低壓區(qū)域，退完后再退高壓區(qū)域，同時(shí)從工藝流程上采取流程變更，使得胺液側(cè)壓力顯著提高，保證退液的徹底性；在孔板流量計(jì)前新增DN25跨線，保證退液時(shí)流量計(jì)前管線能實(shí)現(xiàn)完全退液；在回流線單向閥后新增DN25退液線至CD線，保證該處退液能完全；積液點(diǎn)、低壓電新增DN20氮?dú)饩€，實(shí)現(xiàn)帶壓退液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新增退液約6.3噸，凈化裝置在一次除鹽水水洗后經(jīng)分析化驗(yàn)水洗液中胺液濃度低于2%，實(shí)現(xiàn)退液后一次水洗即能滿足裝置的水洗環(huán)保要求，避免了二次水洗，降低檢修廢水量的產(chǎn)生，節(jié)約了檢修時(shí)間。

(2)采用液相—?dú)庀喑簟⑩g化工藝

清洗劑為濃縮復(fù)合環(huán)保型除臭、鈍化清洗劑RDC-201，主要由硫酸鈉、甜吐溫80、甜菜堿等化學(xué)品經(jīng)過反應(yīng)再加入適量其它有效成分合成。RDC-201清洗劑具有高效，無毒，無腐蝕，沒有二次污染，對硫化氫、氨能夠有效的快速反應(yīng)、硫化亞鐵具有快速的鈍化作用，可以有效地防止硫化氫污染環(huán)境、硫化亞鐵自燃的特點(diǎn)。液相清洗：系統(tǒng)物料退盡，水洗和氮?dú)庵脫Q合格后，建立清洗循環(huán)或用藥劑浸泡、噴淋，循環(huán)或浸泡清洗時(shí)間大約8～10小時(shí)。

氣相清洗：系統(tǒng)物料退盡，水洗和氮?dú)庵脫Q合格后，將所要清洗的設(shè)備隔離，然后將藥劑加入蒸汽注入點(diǎn)，由蒸汽攜帶清洗劑進(jìn)入清洗設(shè)備內(nèi)部，進(jìn)行除臭鈍化清洗。清洗時(shí)間大約需要15小時(shí)左右，根據(jù)需要淋洗1～3小時(shí)。

用液相—?dú)庀喑簟⑩g化新工藝，相較于全液相除臭、鈍化工藝可降低清洗劑用量約459噸，即降低檢修廢水量的產(chǎn)生約459噸,節(jié)約檢修時(shí)間15小時(shí)。

(3)重復(fù)利用清洗劑

急冷水/酸水系統(tǒng)在除臭、鈍化后的清洗劑通過轉(zhuǎn)液的方式繼續(xù)用于胺液大循環(huán)系統(tǒng)的清洗，在化學(xué)清洗劑給地面裝置通過胺液大循環(huán)系統(tǒng)清洗后，通過轉(zhuǎn)液的方式繼續(xù)用于地下設(shè)備溶劑回收罐、酸水回收罐，以及高/低壓放火炬罐的除臭、鈍化。通過轉(zhuǎn)液的方式，提高了清洗劑的利用率，降低清洗劑的使用量，繼而降低檢修廢水量的產(chǎn)生，降低清洗劑用量190噸，新增除鹽水上水量為13噸。

4.結(jié)論

通過優(yōu)化停工退液程序、采用液相—?dú)庀喑簟⑩g化新工藝、重復(fù)利用清洗劑的措施，實(shí)現(xiàn)單套高含硫凈化裝置檢修廢水量的降低，將廢水量從1780噸降低到了820噸，縮短停工時(shí)間約40小時(shí)，經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益巨大，技術(shù)的開發(fā)可為同類型裝置提供參考。