浅谈炼油厂循环水处理技术

＊马孟印

（陕西延长石油延安炼油厂供排水车间 陕西 727406）

1.循环水系统简介

炼油厂内部生产加工过程中为了避免造成水资源的浪费，通常会应用循环水处理来对污水进行二次处理，使其能够服务于后续的石油化工生产。炼油厂循环水处理一般采用间接循环开式冷却系统。循环冷却水与被冷却介质间接传热，在循环冷却过程中与大气接触散热。系统包括循环冷却水泵、循环冷却水管路、循环井、相应的水处理设备和水质监测设备。

2.循环水管理及处理现状

(1)循环水处理管理现状

循环水处理在炼油厂的应用过程中，它的管理对于最终炼油厂水资源的持续供应也是有很大程度的影响的。因为如果做好相应的管理工作，就可以避免循环水处理相关设备出现各式各样的故障，保证循环水处理的高效运行。但是当前很多炼油厂企业内部对于循环水处理管理工作不重视，对循环水处理运行过程不进行详细的登记记录，以至于后续出现问题无法及时发现并找出原因来进行有效的维护保养，这也在很大程度上使得循环水处理在炼油厂的科学运行很难长久。而且因为相关的管理相对比较疏松，不能保证定期对于循环水处理进行有效的保养维护，这也使得循环水处理出现故障的几率大大增加，影响了后续炼油厂的相应水资源供应。

(2)循环水处理技术及水质分析

炼油厂中循环水后续要被利用必须要通过一定的处理技术，使得相应的水质符合后续生产标准才能真正的投入使用。而具体的循环水处理技术应用过程中需要添加相应的药剂来缓蚀、杀菌、阻诟。但是很多炼油厂在循环水处理技术应用过程中所应用的相应药剂效果参差不齐，与先进企业内部应用的循环水品质还存在很大的差异，因而最终所生产的产品质量也很难得到有效保障。

(3)循环水的监测分析

循环水最终投入炼油厂的后续水资源供应中就必须要保证水质，只有符合相应水质要求的水，才能真正的投入使用，保证最终炼油厂相关产品的质量。而在循环水处理进行处理净化过程中需要经历多个环节，任何一个环节出现问题，最终循环水的水质也会受到很大程度的影响。因此在循环水处理应用过程中，要对循环水处理内部的腐蚀速率、生物黏泥、水质指标中的水硬度和悬浮物等进行实时监测并在相应设备的接口处进行取样检查，及时发现问题进行后续优化处理，进而保证循环水水质合格，可以真正的应用于炼油厂后续的相关生产。

3.水质控制及反应机理

目前，循环水系统的正常运行会因工作时间和热负荷的变化而产生细菌诱导的结构和腐蚀，因此必须进行化学处理。因此，冷却水系统的总循环剂采用复合磷配方，以避免水中金属板的腐蚀和结垢。炼油企业根据自身的具体情况，主要采用由有机合成缓蚀剂组成的四种药剂：缓蚀阻垢剂、氧化特性杀菌剂和灭藻剂，粘液去皮剂和非氧化和杀阿尔及利亚的特性消毒。合成有机缓蚀剂的化学分子结构主要由极性基团（含有N、O、S和P等孤电子对的分子）和非极性疏水基团组成。缓蚀原理是气体电子的给定极性基团与金属原子表面配位并结合形成化学吸附层，从而使金属分子与表面形成的双电层结合。非极性基团被定向排放，形成一层水，以控制侵蚀反应。

4.炼油厂循环供热量处理工艺关键技术研究与应用

随着化学工业的蓬勃发展，石化企业逐渐意识到节约用水的必要性，逐步将直流电改为循环热水，应用于石化生产过程，提高供热的多重集中度，最大限度地节约工业用水，减少未经处理土壤的侵蚀和结垢。通常，炼油厂通过自动循环冷却水管理系统完成循环系统的冷却水管理。本文以胜利油田公司为例，简要介绍了该技术在供热管理中的应用。

(1)结垢处理工

从技术上讲，冷却水系统中结垢的主要成分是碳酸钙，碳酸钙沉积物通常附着在高温加热器的内壁或冷却水塔的填料上，这限制了水的顺畅流动。主要方法有：水软化法、硫酸酸化法、添加结垢剂和抑制物质处理法。

(2)关于冷却水的腐蚀和微生物腐蚀的处理

加热时氧气浓度高，水中溶解的水溶性无机盐较多，存在较强的热腐蚀，这也是一种解决方案。膜清洗系统使用前后，管道表面需要预清洗剂；解决细菌污染问题的主要途径是对细菌进行消毒。通常，杀菌氧化剂和非氧化杀菌剂被整合或整合多次进行消毒。

(3)水稳药剂的使用

水稳定剂的应用还提高了处理水的水质，从而提高了循环水系统处理过程的良好稳定性。

(4)循环水系统日常运行管理

虽然循环水管理技术非常重要，但所谓的“三点技术和七点管理”侧重于管理工作流中的换热系统：为了适应不断变化的水质，应定期对换热现场进行测试和分析，以确保换热系统保持正常工作状态。主要研究鉴定内容包括：钙、总碱度、pH值、总磷、正磷酸盐、氯离子溶液、粘土、细菌的合理应用等。在实际工作过程中，必须记录和规定这些数量，并采取管理措施，以实现循环水处理过程中水质和冷却速度的最佳优化，确保水产品的安全有效使用。

(5)冷却水处理系统的清洁及预膜方案

清洁循环水控制系统是维持装置正常运行和延长工作时间的必要步骤。表面的污渍和沉淀物可以通过清洗去除，从而使设备恢复正常生产条件。通常，清洗时应使用缓蚀剂，以减少洗涤剂对设备的腐蚀。循环冷却水系统的预膜处理可以在金属表面形成一层致密的保护层，减少化学物质对金属表面的腐蚀。

5.炼油厂循环水水质改进技术实际应用

机械设备老化和腐蚀导致原材料损失，导致水质和水系统设备污染，导致水系统质量差的恶性循环。有几种方法可以改善水质：

(1)缓释阻垢剂的优选

实验结果表明，gf-4在缓控释、阻垢、抗水污染等方面均优于其它阻垢剂。事实上，缓控释剂在实际使用中与环境监测有关的技术指标和数据满足或优于中石油相关规范的要求；最近，在使用gf-4期间对炼油厂设备进行的鉴定和检查结果也表明，水相管道的梁和头部没有明显的腐蚀和油污染，特别是在自然环境的困难条件下，仍具有良好的缓控释和抑制阶梯特性。

(2)杀菌剂的优选

由于现代历史上循环水的倍数增加，细菌耐药性问题日益明显。因此，迫切需要选择具有良好愈合效果的杀菌剂。选择的结果是氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂交替使用。实践结果还表明，这些灭菌方法可以将炼油厂循环冷却系统中的异氧细菌、铁细菌和硫酸盐还原细菌的数量控制在国家指标范围内。

(3)水冷器工艺技术创新的发展进步

冷水机组工艺技术对循环水处理过程具有缓释阻垢作用。冷水机组的工艺技术也需要通过改进工艺手段来提高，以保证水体的质量。包括对冷水机组推进系统管道进行技术改造，适当增加冷水机组管径，提高水流量。

6.循环冷却水处理的新技术应用

（1）在企业循环系统冷却水的管理中，人们逐渐探索出一种既能提高系统运行效率，又具有良好环境效益的新技术，即，公司循环系统的冷却水经过普通的预膜处理工艺加臭氧和磁化处理。在二者的共同作用下，探索了公司循环系统冷却水管理的新方法。其优点主要体现在：杀菌、适度、阻垢同时进行，具有良好的综合效益；基本无污染，属于环保型水处理技术；同时具有良好的社会经济效益。通过这种工艺技术，循环冷却水处理工艺在炼油企业的石化产品生产中也取得了良好的效益。

（2）进一步改进水处理技术，采取节水、节能、延长装置使用寿命的必要手段，充分提高装置和设备高效运行的商业效益，在实施热交换处理的过程中，炼油厂或石油生产商需要借助他人的经验和教训，使用具有节水、减少排放和效益的新技术。例如，所有ZJ1720高效有机慢化剂在热交换处理中的实际应用表明，该慢化剂具有减缓和抑制结垢的优良特性。主要表现在：含钙量高，对磷酸钙垢的抑制性好，抗泥强度好，对氧化铁的侵蚀扩散力好，锌的截留力强（提高原材料的缓蚀性能）等。与普通缓蚀剂相比，ZJ1720在炼油厂换热处理中的缓蚀效果为0.5倍。

7.实例分析

进水循环水水质的调节也直接影响到终端的使用，其中换热器的问题是最重要的。由于钻孔和锁定线圈造成的平均气密性，很容易导致对流换热效率低。其中，往复平均序列是非常有害的，因为如果对流热交换介质是危险的，燃料将流入热交换系统，在池中积聚气体或爆炸，如果热水在中间流动，将在过程中引起各种问题。例如，由中间的水引起的压缩机振动联锁、高露点温度下的水冻结以及化学反应失效。本文选取了一些实例，进一步阐明了循环冷却水应用终端存在的主要问题。

8.循环水处理技术应用过程中的注意事项

(1)杜绝系统泄露

上文中我们已经了解循环水处理技术应用过程中，因为系统管理不当，非常容易出现系统泄漏的问题。此类问题一旦发生，会对整个炼油厂的相关生产线产生不利影响，因此在具体的循环水处理应用过程中一定要尽可能杜绝系统泄漏。首先循环水处理过程中有一定的水分损耗是正常的，但是根据水分损耗来判断是否发生系统故障也是相对比较可行的，因为除了蒸发损耗分区损耗、风吹损耗和排污损耗之外，其他方面的水分损耗几乎是可以忽略不计的。因此除此之外发生了水分损耗的话，就有可能是系统泄漏发生，这时候就要进行及时的排查，避免污染整个工厂的生产线。而在具体的排查工作中首先需要禁止循环水的排放和使用，其次要使用相应的专用仪器设备进行水量等其他测定，进而寻找泄露发生的点，及时处理避免泄露带来的污染。

(2)确定最佳工艺条件

循环水处理应用过程中需要应用复杂的循环水处理技术来净化水质中的杂质，并将不符合标准含量的相关物质降到合理范围，而常用的循环水处理技术中所应用的工艺通常需要配比一定的药剂来进行缓蚀、阻垢、杀菌。但是所选用药剂的配比含量对于最终的效果影响是非常大的，不同的配比比例所达到的效果也存在很大差异。但是当前循环水处理技术中，对于相关药剂的使用也要根据炼油厂本地内部的具体情况来进行考察，进而选择合适的药剂以及科学的配比来进行循环水处理。因此在实际的循环水处理中，也要尽可能根据本身的水质来选择最佳的循环水处理工艺来保证最终的净化效果，使最终循环水水质能够符合生产标准，投入使用，不影响最终产品的质量。

(3)加强循环水水冷设施的管理

循环水水冷设施本身在循环水处理中发挥着关键性作用，它的材质和型号对于其最终的应用效果也会产生很大程度的影响。因此在循环水处理应用过程中对于循环水水冷设施一定要加强管理，对相应的材质型号做好登记记录，将合适材质和型号的循环水水冷设施应用在合理的场景，进而保证其可以发挥最大的作用。另外，本身循环水水冷设施的精密度也是相对较高的，其中任何部件出现问题都会影响整个循环水处理的应用，因此要对相应设备进行定期的维护检查，保证其正常运行。

9.前景展望

自1995年以来，美国提出了“绿色化学”的概念，即使用化学技术和方法从根本上减少或消除对人类健康或环境有害的原材料、产品、副产品、溶剂和试剂的生产和应用。可以预见，“绿色化学”革命将成为21世纪化学和化学工程的序曲和研究热点，将成为21世纪可持续发展战略的重要支撑，无疑将是21世纪水处理剂发展的中心战略。绿色水处理技术的核心是水处理化学品的绿色化，也就是说，用于水处理的化学品无毒、无害、可生物降解，不会对环境造成二次污染，加工和生产的化学过程是环保的。

国内外水处理技术的发展和水质稳定剂的开发为解决高硬度含油污水处理问题提供了依据。此外，首先，加强节水管理；其次，改进用水流程，尽可能减少冷却水的消耗；最后，实施污水回用，针对不同的回用对象，开发相应的污水处理回用技术，解决水资源短缺与需求之间的矛盾。

10.小结

炼油厂内部的循环水处理对于提升工业用水效率有很大的作用，其中循环处理技术的应用更是置关重要。上文中我们已经针对当前炼油厂循环水管理应用现状进行深入探究，也针对循环水处理技术的相应注意事项进行了深入探究，我们有理由相信随着相应技术的不断深入研发，一定可以更好地保证循环水处理技术的优化升级，使工业用水的水利用率更高，节约成本。