張 囡，李元明，張家申

（1. 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油撫順石化公司乙烯項(xiàng)目經(jīng)理部， 遼寧 撫順 113004）

乙烯裝置污水預(yù)處理pH控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化

張 囡1，李元明2，張家申2

（1. 遼寧石油化工大學(xué)， 遼寧 撫順 113001； 2. 中國石油撫順石化公司乙烯項(xiàng)目經(jīng)理部， 遼寧 撫順 113004）

介紹撫順乙烯化工廠乙烯裝置污水預(yù)處理工藝流程，及其污水預(yù)處理pH控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)在乙烯裝置上的應(yīng)用。針對污水預(yù)處理pH控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的實(shí)際問題，提出優(yōu)化措施，并給出優(yōu)化前后乙烯裝置污水預(yù)處理效果的比較結(jié)果。

乙烯裝置；污水預(yù)處理；pH控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)；優(yōu)化措施

我國乙烯工業(yè)正處于高速發(fā)展階段，預(yù)計(jì)到2015年將達(dá)到21～23 Mt/a。乙烯裝置是工業(yè)取水和排水大戶。以加工量為1.0的Mt/a某乙烯廠為例，2007年總?cè)⌒滤繛? 611 m3/h，外排污水量約

1 000 m3/h［1］。如何處理好乙烯裝置排放的污水,使其排水符合國家環(huán)保法規(guī)的嚴(yán)格要求,將成為乙烯工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

本文介紹撫順乙烯化工廠乙烯裝置污水預(yù)處理工藝流程，及其污水預(yù)處理pH控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)在乙烯裝置上的應(yīng)用。針對污水預(yù)處理pH控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)在運(yùn)行中存在的實(shí)際問題，提出優(yōu)化措施，并給出優(yōu)化前后乙烯裝置污水預(yù)處理效果的比較結(jié)果。

1 概 述

1.1 污水處理工藝流程介紹

1991年12月，撫順乙烯化工廠乙烯裝置正式投產(chǎn)，按外商設(shè)計(jì)乙烯裝置廢堿氧化系統(tǒng)排放的廢堿液、急冷系統(tǒng)排污水、儲運(yùn)排污水、丁烯裝置排放生產(chǎn)廢水及乙烯化學(xué)池排放的廢堿液進(jìn)入中和池后，通過pH值自動監(jiān)測儀表對廢水的pH值進(jìn)行監(jiān)測，并通過控制系統(tǒng)由注酸泵自動向中和池中注酸，控制污水pH值6～9，然后流入調(diào)節(jié)池中與含油污水混合，經(jīng)導(dǎo)流池后進(jìn)入隔油池，采用API方式除油，廢油裝桶外售，除油后的污水進(jìn)入提升池，通過提升泵送到污水場進(jìn)行生化處理［2］。原設(shè)計(jì)處理能力30 t/h，14萬t/a乙烯裝置擴(kuò)能改造后，預(yù)處理單元處理能力擴(kuò)到60 t/h。

1.2 污水預(yù)處理pH調(diào)節(jié)系統(tǒng)介紹

P4加酸泵、pH傳感器、變頻調(diào)速器和CyboCon CE的MFA先進(jìn)調(diào)節(jié)器共同構(gòu)成pH值控制回路，對污水 pH值進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)［2-5］。MFA先進(jìn)調(diào)節(jié)器的應(yīng)用，可以克服控制系統(tǒng)中的大滯后和非線性。當(dāng)P4泵接近滿量程工作狀態(tài)時(shí)，自動啟動P3加酸泵作為補(bǔ)充?？刂品桨甘疽鈭D1。

2 當(dāng)前pH控制存在的問題

當(dāng)前pH控制存在的主要問題有以下三個(gè)方面：

（1）pH探頭被污物覆蓋。乙烯車間堿洗塔DA-203排放的廢堿中，含有黃油、低聚物等不可回收的物質(zhì)，隨廢堿液一同排到污水池中，時(shí)間長了在污水中和池中形成粘稠狀聚合物，隨污水流動粘著在探頭表面，導(dǎo)致測量值與真實(shí)值偏差較大，引起外送污水pH超標(biāo)。

（2）pH值探頭傳感器密封泄露，導(dǎo)致系統(tǒng)短路。污水外送系統(tǒng)的波動，造成污水有時(shí)顯堿性，有時(shí)顯酸性，長期的酸堿侵蝕使密封泄漏，水進(jìn)入傳感器接線頭處使內(nèi)部線路短路，pH值系統(tǒng)失去調(diào)節(jié)能力，造成污水超標(biāo)。

（3）pH值控制系統(tǒng)死機(jī)。pH控制系統(tǒng)長期暴露在外部，精制水房粉塵較多，主機(jī)上積灰嚴(yán)重，造成系統(tǒng)短路，注酸泵停止工作，造成pH波動。

圖1 pH控制方案示意圖Fig.1 pH Control scheme diagram

3 優(yōu)化措施

針對當(dāng)前pH控制存在的主要問題，提出以下優(yōu)化措施為：（1）根據(jù)污水流動方向，聚合物匯集地點(diǎn)，N2攪拌地點(diǎn)，將pH探頭由2＃中和池和出口中間處（聚合物匯聚相對較多處），移至中和池出口，依靠水流的沖力帶走聚合物。（2）把pH值信號引入控制室，這樣DCS人員可以時(shí)時(shí)監(jiān)測外排污水pH值情況，有利于崗位人員提前做出動作。（3）在pH值探頭外面加了一層金屬網(wǎng)，以防止油狀聚合物覆蓋在pH值探頭上。（4）定期清理中和池中的油狀聚合物，油狀聚合物積累到一定量時(shí)，聯(lián)系安全環(huán)保部門把油狀聚合物出廠處理。（5）控制好堿洗塔排黃油操作，防止黃油排入中和池。（6）聯(lián)系儀表人員定期對探頭進(jìn)行清洗；定期對電腦顯示系統(tǒng)進(jìn)行重啟。（7）用密封膠對pH探頭連接處進(jìn)行了密封，定期進(jìn)行擦洗，以防酸堿侵蝕。

4 pH控制結(jié)果的比較及分析

4.1 平穩(wěn)率比較

以2010年的3，4，5，6四個(gè)月的平穩(wěn)律為例做比較，優(yōu)化前后比較結(jié)果如圖2所示。

從圖2容易看出，在優(yōu)化調(diào)整前的3，4月份pH波動非常大，波動范圍在2～14之間；在優(yōu)化調(diào)整后的5，6月份pH波動在7.5～9之間，完全符合標(biāo)準(zhǔn)污水外送指標(biāo)6.5～9。大大減輕了崗位及在線儀表人員的勞動強(qiáng)度，為車間環(huán)保工作提供了有利保障。

圖2 pH值比較圖Fig.2 PH value comparison chart

4.2 探頭清理次數(shù)比較

pH控制優(yōu)化前，以2010年3、4月份為例，清理次數(shù)分別為8次和9次。優(yōu)化后，以2010年5、6月份為例，清理次數(shù)分別為1次和0次。顯而易見，自從優(yōu)化后探頭清理次數(shù)明顯減少，儀表人員勞動強(qiáng)度明顯下降，而且減少了探頭的損耗。避免了污水外送波動，造成水廠的沖擊。

5 結(jié) 論

實(shí)踐證明，污水預(yù)處理pH控制系統(tǒng)，采取優(yōu)化措施后，pH值平穩(wěn)律在要求的pH值范圍內(nèi)更加穩(wěn)定；明顯減少了探頭清理次數(shù)；使優(yōu)化前污水的pH值時(shí)常出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)不合格的情況得到改善，確保污水外送100%合格。

為更好的控制外排污水pH值，本文給出以下一些想法：（1）在中和池的調(diào)節(jié)池上再增加一個(gè)pH值探頭，這樣有兩個(gè)pH值探頭，能起到互相校正作用。（2）把化學(xué)污水池液位指示引導(dǎo)控制室，這樣DCS人員可以監(jiān)測化學(xué)污水池入水及出水及液位情況，同時(shí)也有利于車間管理。（3）中和池提升池加一個(gè)液位指示，并引導(dǎo)控制室，這樣DCS人員可以監(jiān)測提升池液位情況，防止提升池溢流。（4）對控制系統(tǒng)進(jìn)行完善，在化學(xué)中和池外排污水管線上加一個(gè)流量表和堿濃度表，并把信號傳到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)過計(jì)算，得出需注酸量，通過開啟P3泵補(bǔ)入此需算量。這樣就能平穩(wěn)的控制外排污水。

［1］ 傅曉萍，李本高．乙烯裝置污水回用循環(huán)水技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2011，42（4）：83－86.

［2］ 姚偉清，高維松．先進(jìn)pH值控制系統(tǒng)在污水預(yù)處理單元的應(yīng)用:油氣儲運(yùn)[DB/OL].http://www.gongkong.com/webpage/solutions/ 200411/D-A754-383352C5D124.htm.2007-9-19.

［3］ 李長俊，李海，周姜濤．淺析乙烯裝置急冷水和稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的pH控制[J]. 石油化工安全技術(shù)，2000，6：16－18.

［4］ 李才付.控制污水排放推行清潔生產(chǎn)[J]. 乙烯工業(yè)，2004，16（2）：61－66.

［5］ 楊翠容，龐全．智能控制及在化工過程控制中的應(yīng)用[J]. 自動化儀表，1999，20（8）：34－36.

Optimization of pH Control
System in Pretreatment of Ethylene Plant Sewage

ZHANG Nan1，LI Yuan-ming2，ZHANG Jia-shen2
（1. Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001，China；2. PetroChina Fushun Petrochemical Company, Liaoning Fushun 113004，China）

The ethylene wastewater pretreatment process in Fushun ethylene chemical plant was introduced as well as application of pH control system in the pretreatment of ethylene plant sewage. Based on practical problems of pH control system in the sewage pretreatment, the optimization measures were put forward, then pretreatment results of ethylene wastewater before and after the optimization were compared.

Ethylene device; Sewage pretreatment; PH control systems; Optimization measures

TE 624

B

1671-0460（2012）09-0990-02

2012-03-28

張囡（1980-），女，遼寧撫順人，工程師，碩士，2008年畢業(yè)遼寧石油化工大學(xué)，研究方向：控制理論與控制工程。