李 明

（海洋石油富島有限公司化肥二部，海南 東方 572600）

海洋石油富島有限公司二期化肥項(xiàng)目450 kt/a合成氨裝置，由中國海洋石油集團(tuán)公司投資建設(shè)，美國KBR公司 (下稱KBR)總承包設(shè)計(jì)，中國成達(dá)工程公司詳細(xì)設(shè)計(jì)建設(shè)。2003年9月試車投產(chǎn)，2004年3月合成氨裝置順利通過性能考核，當(dāng)年達(dá)到設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力。

1 排放現(xiàn)狀分析

該裝置投產(chǎn)時(shí)節(jié)能和環(huán)保設(shè)施符合當(dāng)時(shí)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但國家對環(huán)境保護(hù)的要求逐年提升，尤其是對化工生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保要求越來越嚴(yán)。我們需要重新審視裝置原環(huán)保治理措施，并結(jié)合近年技術(shù)發(fā)展情況，進(jìn)行提標(biāo)改造。本文對合成氨主裝置各類排放源進(jìn)行了梳理，分類研究回收的可行性，提出了相應(yīng)回收方案，對工藝排放進(jìn)行資源性再利用。KBR合成氨裝置原設(shè)計(jì)除脫碳系統(tǒng)MDEA溶液外，其它所有液體均排放進(jìn)入一套密閉系統(tǒng)，經(jīng)油水分離器分離后，最終通過自流方式送至污水處理裝置。裝置中各類排放點(diǎn)共計(jì)98個(gè)，按組成可分為10類，如表1所示。其中1～6類，均為連續(xù)排放，且相關(guān)廢水的污染度較低。具體參數(shù)見下節(jié)。第7類，原料天然氣凝析油，原設(shè)計(jì)直接排放進(jìn)入密閉地下管網(wǎng)，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，增加污水裝置處理難度。該裝置已經(jīng)進(jìn)行了技術(shù)改造，增設(shè)凝析油回收罐，進(jìn)行資源化回收利用。第8類，工藝系統(tǒng)放空冷凝液，考慮到環(huán)保因素，計(jì)劃增設(shè)全廠火炬，將工藝系統(tǒng)放空引入全廠火炬，在進(jìn)入火炬前增設(shè)分離罐，屆時(shí)工藝系統(tǒng)放空冷凝液由泵輸送返回工藝系統(tǒng)進(jìn)行汽提處理。第9類，各類機(jī)泵基座排放，排放廢液包括輸送介質(zhì)通過密封泄漏物和機(jī)泵軸承漏油等，此類泄漏量極少，可以采取現(xiàn)場收集的方法。第10類，各加藥槽排放，只有在特定情況下才會(huì)有少量排放，在此不予考慮。

表1 排放源分類

2 排放源污染物分析

化肥二部主裝置生產(chǎn)廢水，分為正常生產(chǎn)時(shí)的廢水和停開車期間的廢水。筆者對化肥二部合成氨主裝置正常生產(chǎn)中廢水排放每周采樣分析一次，進(jìn)行了為期1個(gè)月的取樣分析，各類排放源主要污染指標(biāo)如表2所示。

筆者對化肥二部合成氨主裝置停開車過程中廢水排放進(jìn)行了定性分析，各類排放源主要主要數(shù)據(jù)如表3所示。

表2 合成氨裝置正常生產(chǎn)廢水排放情況

表3 合成氨裝置停開車期間生產(chǎn)廢水排放情況

3 回收方案選擇

3.1 回收思路

采取抓大放小，區(qū)別處理，回收熱量，自流收集，加壓輸送的回收思路。

為減少排放到污水處理裝置的排放總量，對品質(zhì)較高的排放源進(jìn)行回收，送公用工程脫鹽水裝置作為循環(huán)水的補(bǔ)充水。其中五個(gè)流股可直接回收，工藝空氣壓縮機(jī)段間冷凝液、水夾套溢流水、分析取樣點(diǎn)冷卻直排水、低壓蒸汽疏水器和工藝?yán)淠号欧牛啃r(shí)可回收14.6t。新建地下收集槽，通過泵輸送到公用工程循環(huán)水塔下水池，作為循環(huán)水裝置的補(bǔ)水。

3.2 低品位熱源利用

合成裝置汽包排污水溫度較高，考慮利用該低品位熱源預(yù)熱合成裝置一段爐燃料天然氣，以實(shí)現(xiàn)降低鍋爐水排污溫度的同時(shí)回收熱量。流程說明：高壓汽包連續(xù)排污到排污閃蒸罐，排污水溫140℃，直接進(jìn)入新增燃?xì)饧訜崞鳎A(yù)熱一段爐燃料天然氣，燃料氣流量11t/h，預(yù)熱后溫度控制120℃，該溫度由預(yù)熱器鍋爐排污水出口閥控制。排污閃蒸罐液位仍由閃蒸罐液位控制閥控制。通過熱量衡算，每年可回收熱量1.2×103GJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤343t。經(jīng)初步傳熱計(jì)算，如果采用固定管板式換熱器，新增換熱器換熱面積約110m2。

3.3 停開車排放回收

停開車期間合成工藝?yán)淠簾o法回收。為保護(hù)鍋爐和對流段盤管，KBR合成氨工藝需要連續(xù)排放鍋爐水，此排放液污染度低，品質(zhì)接近精制脫鹽水，可回收利用。但回收停開車期間的排放，會(huì)造成回收系統(tǒng)投資加大。綜合平衡經(jīng)濟(jì)效益，停開車期間排放不適宜回收。

4 風(fēng)險(xiǎn)及經(jīng)濟(jì)性分析

4.1 風(fēng)險(xiǎn)分析

擬回收的各排放源均采用自流方式進(jìn)入地下槽，正常生產(chǎn)中可施工，施工難度小，風(fēng)險(xiǎn)可控。當(dāng)出現(xiàn)地下槽外送泵故障等特殊情況時(shí)，地下槽可溢流到污水排放管線，不存在污染外溢的風(fēng)險(xiǎn)。

鍋爐排污水預(yù)熱燃?xì)鉃槌Ｒ姽に嚕L(fēng)險(xiǎn)低。預(yù)熱后燃?xì)夤芫€不會(huì)再結(jié)冷凝水，冷凝腐蝕現(xiàn)象可得到避免，有利于管道保護(hù)。

擬回收廢水已進(jìn)行了連續(xù)一各月的的分析監(jiān)測，各項(xiàng)指標(biāo)滿足循環(huán)水補(bǔ)充水要求，對循環(huán)水系統(tǒng)無較大影響，但鍋爐水中存在6mg/kg左右的磷酸鹽，對循環(huán)水的影響有待進(jìn)一步觀察，可能會(huì)引起藻類生長，造成循環(huán)水藥品消耗增加，該問題筆者將進(jìn)一步跟蹤。

4.2 經(jīng)濟(jì)性分析

每小時(shí)可回收中水14.6t，同時(shí)減少向污水廠排放量14.6t。污水處理費(fèi)11.4元/噸，原水價(jià)格0.73元/噸，按年運(yùn)行8000h計(jì)算，該項(xiàng)目實(shí)施后可節(jié)約生產(chǎn)成本：14.6×（11.4+0.73） ×8000=141.68萬元。按年運(yùn)行8000h計(jì)算，該項(xiàng)目實(shí)施后節(jié)約生產(chǎn)成本141.68萬元/年。

每年可回收熱能1200GJ，該項(xiàng)目實(shí)施后年節(jié)能343噸標(biāo)準(zhǔn)煤。按燃料天然氣1元/m3，年節(jié)約燃料天然氣消耗價(jià)值34.3萬。

兩項(xiàng)相加，年收益175.98萬元，測算投資85萬元，投資回收期5.9個(gè)月。

5 結(jié)論

通過對某KBR合成氨裝置廢水排放現(xiàn)狀的分析，提出了6類排放源的回收方案，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性評價(jià)和風(fēng)險(xiǎn)分析，筆者認(rèn)為該裝置節(jié)水回收潛力較大。筆者同時(shí)建議在回收廢水時(shí)，綜合考慮低品位熱源的回收，實(shí)現(xiàn)多重目標(biāo)。