石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用

3 回收凝结水的效益分析
3.1 节省除盐水制取费用 改造前，公司日常生产中需要制取约 300 t/h 的
时间
8:00 12:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00 16:00 20:00 0:00 4:00 8:00
浊度/(NTU) 2.2
2.1
1.4
凝结水来水 油/(mg·L-1)
现场经验
石油化工装置的凝结水处理及 回用技术的应用
李立岩
（中石化股份公司金陵分公司，南京 210033）
摘要：石油化工企业是耗能大户，是耗蒸汽的大户，是凝结水产生大户。制取生产过程中所 需的大量蒸汽要耗用大量的新鲜水和燃料，有效利用生产装置产生的凝结水，对于石化企业节 能、节水、减排有重大作用。文中介绍了中石化股份公司金陵分公司对生产装置产生的凝结水进 行处理回用的技术改造经验，在石化企业中有一定借鉴价值。
表 3 凝结水处理设备 48 h 主要消耗指标
项目
消耗量
凝结水量/ t
4 478
电量/ kW·h 盐酸/ t
4 557.84 0.32
氢氧化钠/ t
0.3
木质纤维素/kg
10
活性炭粉/kg
8
从以上数据可以看出，凝结水出水指标达到了 一级除盐水的水质指标，尤其是除油效果非常明显， 经过除油除铁后的凝结水中的油含量稳定在小于 0.01 mg/L。
0.77
0.01
0.71
0.01
0.61
0.01
230
0.62
0.01
80
300
1.94
0.01
230
5.21
0.01
0.78
0.01
0.91
0.01
70
0.73
0.01
70
混床出水 电导率 /(μs·cm-1)
0.13 0.16 0.1 0.09 0.09 0.12 0.15
1 0.74 0.87 1.17 2.86
[2] 杨良玉.高价油形式下炼油企业面临的挑战和对策[J].当代 石油石化,2007,15（10）:10.
收稿日期：2009-08-26
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（上接第 45 页） 20%，则年节电量：794.34÷3×24× 300×80%÷104=152.51(万 kWh)
凝结水的热量也加以利用，高温凝结水与成品 除盐水进行换热，提高除盐水出装置温度，减少除盐 水进除氧器需要的除氧蒸汽量。预计年处理凝结水
85 万 t，凝结水可利用热量为 10.5 万 kJ/t，热价按 0.388 元/万 kJ 计 算 ， 凝 结 水 余 热 利 用 的 效 益 为 346.3 万元/a。
关键词：凝结水；回收利用；效益 中图分类号：TK09 文献标志码：A 文章编号：1001-5523（2009）06-0046-03
石油化工企业是耗能大户，在各项能源消耗中 的蒸汽，需要耗用大量的新鲜水和燃料[1~2]。表 1 为
除了燃料消耗所占比例比较大以外，由于生产工艺 某公司 2008 年各项能耗消耗实物量。
过滤器出水
浊度/ NTU
除油、除铁装置出水 油/(mg·L-1)
铁/(μg·L-1)
混床出水
电导率/(μs·cm-1)
<1.0 <1 <50 <5.0
含钠量/μg/L 硅酸根/μg/L
<200 <100
凝结水除油除铁处理的工艺中，复合膜凝结水 除油除铁装置利用滤料的架桥原理，将粉状的滤料 覆盖在一种特制的多孔管件（滤元）上，使它形成一 层薄而均匀致密的覆盖层，凝结水由管外通过滤膜 和孔进入管内，经过滤达到除油除铁净水的目的。2 台 100 t/h 的精密过滤器，1 用 1 备，以实现系统连 续运行，如果复合膜过滤器的运行出现问题时，该设
1 凝结水的产生和改造前处理方式
在石油炼制的过程中，形成大量的凝结水，包括
蒸汽重沸器的凝结水、凝汽式透平的凝结水、各种蒸
汽加热器及蒸汽伴热凝结水等。
化工生产装置产生的凝结水时常会带有微量的
油，该凝结水不能直接回收，因此在没有进行凝结水
2
0 0
回收改造前，炼油装置中的常减压装置、催化裂化装
9
年 第
置、延迟焦化装置、气体分离装置、油品分厂等几十
李立岩，石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用
现场经验
先将各生产装置形成的凝结水经气动泵汇聚到
水处理站，然后进入除盐除铁系统进行处理。凝结
水除油除铁处理的工艺过程为：凝结水来水→凝结
水罐→凝结水泵→换热器→高效过滤器→复合膜凝
结水除铁除油装置→混床离子交换器→一、二级除
盐水箱→除盐水系统管网。凝结水除油除铁处理后
2 0 0 9
年 第
6
期
·47·
现场经验
李立岩，石油化工装置的凝结水处理及回用技术的应用
除盐水，除盐水制取工艺采用常规的阴阳离子交换 器产生一级除盐水，继续经过混合床离子交换器后 产生二级除盐水，除盐水的造价约为 7 元/t。
改造后，按照单套运行 120 h，共计处理凝结水 量：Q＝11 196t，耗电量：D＝11 395.2 kW·h，耗 100%盐 酸量：S＝0.32 t，耗用 100%氢氧化钠量：H＝0.3 t，耗用 木质纤维素量：M＝10 kg，耗用活性炭粉量：G＝8 kg。
产生蒸汽量折合标准煤 ：2 757.6 ×2 763.29 ÷ 29 307=260 (tce)
年减少蒸汽费用：2 757.6×140÷104=38.61(万元) 静态回收期为10 个月左右
5 环境效益分析
上述两项目合计节约等价标准煤量为 976.19 tce，可减少向大气中排入 2 440.48 t CO2、16.11 t SO2。
3.7 1 2.4 3.1 0.1 0.1 3.4 0.2 0.1 0.2 0.1 2.8
表 4 凝结水处理前后的技术指标
铁/(μg·L-1)
过滤器出水 浊度/(NTU)
除油除铁装置出水 油/(mg·L-1) 铁/(μg·L-1)
110
0.71
0.01
110
330
0.82
0.01
150
0.72
0.01
备截留出水中的滤料和杂质。 2.2 设备选型
公司经过调研发现，凝结水的回收量不稳定，尤 其是夏季与冬季的凝结水产生量相差较大；凝结水 可能随时会有带油、带铁等一些杂质情况出现。针对 这种情况，选择了两套凝结水处理设备，其处理能力 为 100 t/h。
建成的处理装置运行后状况比较好，目前实际 处理凝结水量为 120～170 t/h。凝结水除油除铁设备 运行指标和凝结水处理前后的主要技术指标分别见 表 3 和表 4。
电量
万 kW·h
66 295.83
172 369
25.34
烧焦
t
176 036
167 234
24.59
总计
680 253
100
也排放了大量的热量，同时增加了企业的外排水总 量。随着技术的不断进步，企业近年来进行了大量的 凝结水回收工作，并且取得了比较好的效果。
的生产装置的含油污水合并排入长江。如图 1 所示。
的主要技术指标见表 2。凝结水经过这个工艺流程
后可以作为一级或二级除盐水加以利用。
表 2 除油除铁处理后凝结水的水质要求
水ຫໍສະໝຸດ Baidu名称
凝结水来水
指标 浊度/ NTU 油/ (mg·L-1) 铁/(μg·L-1) 电导率/(μs·cm-1) 含钠量/(μg·L-1) 硅酸根/(μg·L-1)
水质标准
<20 <300 <0.2 <800 <500
4 结语
凝结水回收改造后，仅节约除盐水制取费用和 减少除盐水进除氧器需要的除氧蒸汽量两项，直接 经济效益就达 885.2 万元/a。与此同时，减少了公司 外排水的总量，改善了生产环境，经济效益与社会效 益显著。
参考文献：
[1] 王旭江,费英玲.构建内部循环经济模式实现炼化企业节 能减排[J].当代石油石化, 2007，15（10）：15.
锅炉给水控制系统
锅炉附件 合计
数量 2 4 1 2 2 －
单价/万元 10 0.6 2 1.5 1.5 －
总价/万元 20 2.4 2 3 3 30.4
两锅炉安装蒸汽发生装置后，合计可产生蒸汽 383 kg/h（蒸汽压力 0.6 MPa、焓值 2 763.29 kJ/kg）， 按年运行 7 200 h，年可产生蒸汽约 2 757.6 t。
费用合计＝0.55 D+1 189 S+1 891 H+14 157 M+ 11 000 G=7 445.15 元；
该 装 置 的 凝 结 水 吨 水 处 理 费 用 = 7 445 . 15 / 11 196 t=0.66 元/t。
若两套凝结水除油除铁回收装置正常运行，预 计年处理凝结水 85 万 t，将节约除盐水制取费用近 538.9 万元。 3.2 余热利用效益
电价按 0.62 元/kWh，节电费用：152.51×0.62= 95.56(万元)
若加热热水所需热量均由蒸汽提供，以企业外 购蒸汽焓值 2 048.56 kJ/kg、单价 140 元/t，则所利用 蒸汽折合标准煤：206.24×3 600×7 200÷29 307÷103= 182.40(tce)。
的需要，蒸汽的消耗量也是相当大的，为了制取大量
凝结水的直接排放不仅浪费了大量的水资源，
表 1 2008 年某公司能耗构成一览表
类别
单位
实物量消耗
折热量/t 标准油
占比例/%
蒸汽量
t
1 079 284
90 518
13.30
水量
t
3 011 307
451
0.07
燃料量
t
262 402
249 681
36.70
收稿日期：2009-09-04
年减少蒸汽费用：206.24×3 600×7 200÷2 048.56÷ 107×140=36.53(万元)
合计年节约能源成本 132.09 万元，静态回收期 为 24 个月左右。 4.2 燃煤热载体锅炉余热利用项目
余热锅炉系统设备费用测算表
2 0 0 9
年 第
6
期
·48·
设备名称 余热锅炉 锅炉给水泵 软水系统
6
期
套生产装置产生的凝结水，就地与循环水场的排污
·46· 水合并称为假定净水，直接排入长江；或与经过处理
图 1 凝结水来源示意图
2 凝结水处理技术
在石化生产工艺中，各生产装置使用蒸汽后形 成的凝结水中，当杂质含量超标时，就不能直接回用 到除盐水中。为了能够长周期、稳定地回用凝结水， 就要对凝结水进行除油、除铁的处理，处理后的凝结 水可以作为除盐水加以利用。 2.1 凝结水除油除铁处理的工艺