炼油厂冷却器介质泄漏对循环水水质的影响

第24卷第3期工业水处理VoL24 No. 32004年3月Industrial Water treatmentMar.2004炼油厂冷却器介质泄漏对循环水水质的影响王湘,谭红(长岭炼化有限责任公司设备研究所,湖南岳阳414012)[摘要]炼油厂冷却器的介质泄漏是造成循环冷却水水质异常的主要原因。当泄漏介质为液态油料时,使循环水的浊度增加。当泄漏介质为气态(石油炼厂气)时,对水质影响较大,不仅会导致浊度上升,pH还会降低。当系统使用的水稳剂属于“有机磷-锌”系配方时,总磷和锌离子的浓度还会出现大幅度的变化。[关键词]冷却器;泄漏;冷却水[中图分类号]TQ085[文献标识码]B[文章编号]1005-829X(2004)03-0069-02Effect of heat-exchanger leaking on cooling water qualityWang Xiang, Tan Hon(Equipment Research Institute of Changling Petroleum Processing and Chemical ComplexYueyang 414012, China)Abstract: It is about the harmful effect of heat-exchanger leaking on cooling water quality. The mechanism is analyzed too. It shows that liquid oil such as gasoline and diesel oil can increase the turbidity, and gaseous mediumcontaining H2s can decrease pH and Zn as well as increase the total phosphateKey words: heat-exchanger; leaking; cooling water在石化企业,冷换设备由于腐蚀穿孔、垫片失pH在8.5左右,浓缩倍数>3。效、设备质量差等原因,会经常发生介质泄漏到循环2介质泄漏引起水质异常的实例水系统的情况。一旦冷却器壳程的介质进入循环水近年来由于设备老化,运行周期长,原油硫浓度系统,会使水质发生变化。不同的介质对水质的影响增高等原因,我厂冷却器介质泄漏较严重。每次泄湄各不相同,这种影响还与原水的性质,所使用的水稳都对水质造成了一定的影响,影响程度随介质泄漏剂(杀菌剂)种类,漏量大小有关,不能一概而论。分的种类,泄漏持续时间而各有不同,以下是介质泄漏析泄漏介质与水质异常的关系,发现其中的规律,有引起水质异常的部分实例介绍。助于指导现场监测人员及时判断泄漏介质的种类,2.1单一介质泄漏及其影响尽快査出漏点。笔者介绍了炼油厂冷却器泄漏引起(1)减少底油泄漏:持续时间1个月,循环水浊水质异常的几个实例,并进行了机理分析度升高,水面有油沫。1循环水系统简介(2)油气泄漏:持续时间4个月,水面多白色中石化总公司长岭分公司供排水厂共有四套循泡沫,浊度、总磷、正磷高,锌离子浓度低,pH仍在环水系统,除四循负责聚丙烯装置的冷却水供应外,8以上。总磷最高质量浓度为19.19mg/L,正磷最其余均向炼油裝置供应循环冷却水。系统内工艺介高质量浓度为9.73mg/L,锌最低质量浓度为0.16质种类较多,既有蜡油、柴油、渣油、汽油等液态馏mg/L。分,还有油气、酸性气、富气、干气、瓦斯等气态介质3)蜡油泄漏:塔池水面覆盖一层厚厚的黑油这些介质在化学组成上有较大差异。浊度超过400FTU。总磷、正磷、余氯出现虚假高值。循环水以长江水作为补原水,使用的水稳剂为(4)轻柴泄漏:水面多棕色油沫,浊度高,但COD有机磷-锌系配方,水质日常控制指标为:pH7~9,不高。总磷质量浓度为5-65mL锌离子质量浓度为22多种介质中国煤化工2~3mg/L,浊度<20FTU。通常情况下,循环水的(1)C4+甲HCNMHG:泄漏持续经验交流工业水处理2004-03,24(3)时间2个月。水浑,水面有大片泡沫,为白色和浅棕3.2气态介质影响水质的机理色混杂,浊度、总磷、正磷高,锌离子浓度低,pH变化冷却器壳程的气态介质,大多是石油加工过程不大。总磷最高质量浓度为14.8mg/L,正磷最高质中形成的热分解产物,这些气体除了含烷烃外,还含量浓度为4.J14mg冮L,锌最低质量浓度为0.59mg/L。有烯烃及N2,HS,CO2,CO等成分,有的介质(如脱(2)液态烃、干气泄漏:持续时间1个月,水似肥硫装置的酸性气)中硫化氬含量还相当高。含硫化氬皂水,pH锌离子浓度降低,总磷浓度增加,COD浓度的介质进入循环水后,由于硫化氫呈弱酸性,水的升高ρpH最低为5.13,总磷质量浓度最高25mgL,锌pH和碱度会降低。pH降到7以下就超过了水稳剂质量浓度最低为085mg/,碱度降到50mg/L。循环的边界条件,系统中原先已沉积成膜的有机磷和锌水COυ质量浓度大于20mg/L,浊度最高达到48.8盐重新溶解到水中,总磷和正磷因此升高。而锌离子FTU由于能和硫离子快速生成硫化锌沉淀,所以锌值并(3)凝缩油、C2、C3泄漏:持续时间5个月,水呈没有大幅增加。泄漏介质含硫化是造成循环水pH粉绿色,水面无泡沫。pH和锌离子浓度降低,总磷增低、总磷高、锌低的主要原因。加,COD升高。pH在5~6之间,总磷最高质量浓度为造成总磷(正磷)升高、锌值降低的另一个原因3054mgT,锌最低质量浓度为0.65mg/L。是循环水的表面张力降低。原油及加工过程中生成从统计情况看,当汽油、柴油、蜡油、渣油等油料的一些中间产物中含有环烷酸盐,它是一种阴离子泄漏时,循环水水质异常,主要表现为浊度升高,水表面活性剂。当含有环烷酸盐的介质进入循环水后,面油沫多,而pH、总磷、正磷、锌离子等指标变化不循环水的表面张力降低,有机磷和锌组成的缓蚀膜大。当油气、酸性气、富气、干气、瓦斯等介质泄漏时,被清洗下来,锌快速沉积,总磷增加。由于此过程只对循环水水质影响大,除浊度上升外,还会出现pH涉及了表面张力变化,因此水的pH并没有明显减降低,总磷(正磷)增加,锌离子浓度减少等现象。此少。2000年1~4月,因催化油气进入循环水系统而外,如果是多种气态介质同时泄漏,即使持续时间不引起的水质异常就属于这种情况。长,也会对循环水的水质造成极大的影响3.3其他无论哪一类介质泄漏,都会导致循环水的生物循环水系统发生液态油料泄漏时,由于水面会黏泥量大幅上升,同时引起水中浮游的硫酸盐还原出现很多棕色或黑色的油沫,水色也会发生变化,因菌和铁细菌等大量增加。此很容易发现有漏油,也就能较快地采取处理措施,3机理分析避免水质进一步变差,这也是汽、柴油等物料泄漏介质造成水质异常,主要是由于它在水中发生后,对水质影响相对较小的一个原因。但如果是气态了物理、化学反应。介质的性质不同,发生的反应就介质泄漏,循环水的外观变化并不大,等到分析指标不一样,也就会出现不同的水质情况。出现明显异常时,已泄漏了较长时间。泄漏的时间越3.1液态油料影响水质的机理长,对水质的影响越大,处理难度也越大。因此对循汽油、柴油、蜡油等馏分中烃类物质(主要是正环冷却水系统而言,气态介质的泄漏危害更大。烷烃)含量较多,渣油虽含有较多的非烃类物质,但4结束语无机成分(如元素硫、硫化氢)很少,因此它们进入冷换设备介质泄漏是炼油厂普遍存在的一个循环水后,一般发生乳化作用,而不会与水中的离问题,而目前又缺乏有效的快速查漏仪器,因此现子或基团发生化学反应。乳化的结果是增加了水的场监测人员有必要在工作中摸索介质泄漏与水质浊度和色度,而水的pH、总磷和锌离子含量则变化异常的规律,提高监测水平。我们只是对我厂的部不大。但值得注意的是,如果物料泄漏量大,持续时分介质泄漏情况进行了分析硏究,要弄清楚循环水间又长,则总磷、正磷的分析受干扰,会岀现虚假的系统內所有介质对水质的影响,还有待进一步的探高值,如2002年七八月份一、三循漏蜡油时,虽然索和研究。几天没加水稳剂,但循环水的总磷仍高于日常控制指标。这是因为分析总磷、正磷时,用的是比色法[作者简介]王湘(1972—),1993年毕业于湖南师范大学生物系循环水乳化后吸光度会增加,所以导致分析出的结中国煤化工果偏高。[收稿日期]2003CNMHG