摘要：分析了我国炼油厂环境污染存在的问题,提出了21 世纪炼油厂给排水系统节水的具体措施。
关键词：炼油厂 给排水系统 节水措施
1 前言
目前,国内炼油厂的新鲜水用量、污水排放量、吨原油的单耗、单排与国外的先进水平差距较大,随着原油加工量的不断扩大,环保要求日益严格,一味的扩大治理设施的规模,不能从根本上解决污染问题。
当前,若要建成一座二十一世纪炼油厂,要求将新的理念、新的设计思路引入全厂设计,使之成为花园式炼油厂。全厂给排水系统的优化应基于工艺装置最优化用水量,通过重复利用、水回用等方法使新鲜水用量降至最低,装置采用环境友好工艺,优化排水系统,减少污染物的排放,将工艺污水的排放量降至最低,严格控制环境污染。目前,国内许多老炼油厂由于工艺过程中排出的含油污水与污染区的径流雨水排入同一个系统,管道内含油量高,地下排水管道及排水井的渗漏,造成炼油厂土壤污染、地下水含油,形成环境污染;在以往的设计中对于雨水系统的污染区和非污染区的划分有一定缺陷,造成雨量大时污水处理场进水量增大,这样既加大了污水处理场的负荷,又增加了能耗。同时清净雨水含油,形成环境污染。通过参考一些与国外设计公司合作的项目,结合国内外炼油厂排水系统的设计经验,对排水系统进行调整。
2 全厂给排水系统优化的基本条件
(1) 装置内的工艺设备技术先进,设备材质高,正常操作无泄漏。
(2) 工厂管理先进、工人操作水平高。
(3) 有较强的环境管理意识及措施。
(4) 严格施工管理,防止杂物以及工艺管道冲洗赃物进入密闭含油污水管道。
(5) 防止由于排水管道及排水井的渗漏,污染地下水及土壤。
3 全厂给排水系统优化采取的措施
3. 1 系统管道
3. 1. 1 取消或减少系统重力流含油污水管道含油污水在装置或原油罐区的含油污水提升泵站加压后,压力管道管架敷设送往污水处理场。其它罐区含油污水均密闭重力流排入污水处理场,原则是不设排水井,以法兰式清扫口代替。
3. 1. 2 取消系统重力流含盐污水埋地管道电脱盐污水、油轮压舱水压力管道输送,管架敷设送往污水处理场。循环水排污(滤池反洗水) 在循环水场加压后,压力管道管架敷设送往污水处理场含盐污水处理系统。循环水场正常排污由压力循环热水管道经计量及在线仪表检测合格后,排往污水处理场含盐污水排放水池,与其它含盐污水一并深海排放。
3. 1. 3 取消系统重力流含碱污水埋地管道在产出含碱污水的装置内加压,含碱污水经
压力管道管架敷设送往污水处理场含盐污水处理系统。(同时,炼油工艺装置也应采取一些先进的工艺,减少或不排出含碱污水)
3. 1. 4 取消系统重力流生活污水埋地管道厂前区设生活污水提升泵站,厂前区的中控
室、化验楼、办公楼的生活污水经化粪池后排入生活污水提升泵站,加压后管架敷设送往污水处理场的含油污水生化池。
3. 2 装置及单元排水
在装置内将雨水与含油污水系统分开,清净雨水与含油雨水系统分开。减少雨水、地面水进入含油污水系统的机会。
(1) 装置区设集中含油污水池,含油污水经泵提升密闭送往污水处理场,减少含油污水井的设置。轻油装置区取消含油污水井,采用密闭重力流敷设,排入含油污水池,支管进主干管前U 形水封;重油装置区尽量减少含油污水井的设置;干管出装置前水封。装置区的含油污水排入指定的含油污水池,含油污水经泵提升密闭送往污水处理场的含油污水调节罐。
(2) 取消调节阀前的排水沟,改设漏斗,防止雨水、大块污物进入含油污水系统。
(3) 装置内泵区取消泵前沟,由泵自带收水盘,收集机泵盘根冷却水,由管道密闭送至含油污水池。重油装置若无法取消,沟边应适当抬高,防止地面冲洗水进入。
(4) 将清净雨水与含油雨水分开,减少含油雨水量。重油装置如重油催化、常减压、焦化、减粘、加氢等装置区的雨水均划为含油雨水,因此调整装置内的竖向,装置地面坡向一处,埋地管道送至装置区集中的雨水池。轻油装置如双脱、气分、制氢、异构化、重整等装置区的雨水要划分清净雨水区和含油雨水区,如装置内的控制室、配电间、炉区、压缩机厂房等为清净雨水区,围堰内的初期雨水为含油雨水。因此应调整装置内的竖向,清净雨水区的雨水流入厂内的清净雨水管道。含油雨水经埋地管道送至指定的含油雨水池,经泵提升密闭送往污水处理场的含油雨水调节罐。
(5) 装置区围堰内的污水排放,设切换阀。含油雨水排入装置内的含油雨水管道,检修、事故时含油污水排入装置内的含油污水管道。
(6) 水处理站中和后的反洗水排入厂内的清净雨水管道。
(7) 给水及消防加压泵站储水罐放空、溢流水、清罐水排入厂内的清净雨水管道。
3. 3 罐区排水
(1) 轻油罐的切水阀后由储运专业增设切水器,以利于油品回收。
(2) 由于油罐边的排污坑易造成含油污水泄漏,油罐边取消排污坑。切水阀或切水器的排水排入带篦子的漏斗再接入含油污水管道。
(3) 罐区的含油污水干管只在各罐区排入含油污水干管的第一口井设排水井,取消干管上的其它排水井,在适当地点增设用于清扫的DN200mm 的法兰及法兰盖。含油污水出防火堤后必须加切断阀,再接入水封设施。若无冰冻问题,罐区内含油污水管道尽量浅埋,以利于管道的清扫。
(4) 原油罐区部分,设带盖的含油雨水池,以收集罐顶25～30 mm 降雨量的初期雨水,含油雨水池上设泵,将含油雨水提升后压力送往污水处理场的含油雨水调节罐。后期雨水溢流排入全厂清净雨水管道。
(5) 原油罐区的含油污水排入罐区内设置的含油污水池,含油污水经设于池顶的含油污水提升泵加压后,排入全厂压力含油污水管道,送往污水处理场的含油污水调节罐。若原油罐切水的氯离子含量高,提升后管架敷设送往污水处理场的含盐污水调节罐。
(6) 原油罐的中央雨水排水管,出罐经阀,排入带篦子的漏斗,再接入密闭埋地含油雨水管道。
4 系统划分
4. 1 给水系统划分
全厂给水、消防管道分为4 个系统。
4. 1. 1 生产给水管道系统
若原水接自于市政的自来水厂处理后的生活饮用水,水质符合国家GB 5749 - 85“生活饮用水卫生标准”,则生产给水管道与生活给水管道可合并为生产给水管道。厂前区的生活给水管道可从给水及消防加压泵站单独引一条生产给水管道;若原水需经厂内净化水场处理后供给生产、生活用水,同时,生活饮用水水质要求超过国家GB5749 - 85“生活饮用水卫生标准”,可分为生产给水管道系统和生活饮用水管道系统。厂内系统管道工作压力0. 4～0. 5 MPa ,若装置及单元有特殊水压要求时,由所在装置及单元局部加压。如供给化验室、水处理站、化学药剂配制、油品洗涤、生活用水、消防补充水、循环水补充水等。
4. 1. 2 消防给水管道系统
采用稳高压消防给水系统,系统管道工作压力0. 70～1. 2 MPa ( G)供给装置区、油罐区储罐、辅助生产区等火灾时消防冷却水及消防车配制泡沫混合液用水。
4. 1. 3 循环冷却给水管道系统
系统管道压力0. 45～0. 5 MPa ( G)
装置入口处压力0. 40～0. 45 MPa ( G)
供给冷凝器、冷却器、压缩机、机泵等冷却用水。
4. 1. 4 泡沫液用水管道系统
用于配制泡沫混合液的专用消防用水管道。由给水及消防加压泵站输送至泡沫站的平衡压力比例混合器,配制罐区消防所用的泡沫混合液。系统管道压力1. 2～1. 4MPa (表)
4. 2 排水系统划分
将全厂排水管道分为10 个系统。
4. 2. 1 循环冷却回水管道系统
系统管道压力0. 15～0. 25 MPa
装置出口处压力0. 25 MPa
4. 2. 2 含油污水管道系统
含油污水与含油雨水分开,含油污水主要来自装置的油水分离器排水、装置及单元含油容器的冲洗水,机泵填料函排水;油罐切水(不包括原油罐切水) 及洗罐水、化验室含油污水等。除原油罐区外的其它罐区,含油污水均密闭重力流或经泵加压后排入污水处理场;装置及其他单元的含油污水经含油污水提升泵站加压后,送往污水处理场。原油罐区的切水可根据水质情况,压力送往含盐污水管道系统或含油污水管道系统。含碱污水、含盐污水、含硫污水、废油、有机溶剂不得直接排入含油污水管道。
4. 2. 3 含盐污水管道系统
污水主要来自电脱盐污水、油轮压舱水。压力、密闭全厂系统管架敷设送往污水处理场。
4. 2. 4 含硫污水管道系统
含硫污水汽提后未回用的含硫污水,压力、密闭全厂系统管架敷设送往污水处理场。
4. 2. 5 生产废水管道系统
废水来自水处理站含酸废水中和后的排水,循环水场达标排放的废水,给水及消防加压泵站储水罐溢流、放空水,排往清净雨水管道。
4. 2. 6 生活污水管道系统
来自厕所、食堂、浴室、办公楼、化验楼的生活
污水,经泵加压后排往污水处理场的生化池。
4. 2. 7 清净雨水管道系统
厂前区雨水,装置区未被油品污染的雨水排入此系统,经监控后排出厂外。
4. 2. 8 含油雨水管道
原油罐区浮顶罐顶的含油雨水及装置的含油雨水汇集到含油雨水池,经泵提升后,压力送往污水处理场含油雨水调节罐。
4. 2. 9 再生水管道系统
含油污水、含油雨水经处理后成为再生水,可回用于循环水场,各罐区的洗罐、试压、各装置的冲洗地面及开停工用水,绿化用水、洗车用水、焦化冷切焦水补充水等。
4. 2. 10 排放污水管道系统
含盐污水处理达标后,经厂外排水管道排放。污油管道、蒸汽管道、凝结水管道、压缩空气管道、药剂管道等根据单元的需要再行设置。
5 其它节水措施
5. 1 循环冷却水系统
循环冷却水系统要严格闭路,在设计时各用水装置不设排放、补水口,不得与其它水管道之间加连通。各装置的生产给水及循环冷热水要设有流量、压力和温度测量设施;循环水场的回用污水、旁滤水管、补充水管设有计量设施,统一纳入DCS 管理;为了便于日常水质监测及物料向循环水系统泄漏后查漏工作,在循环水场总回水、回用污水、滤前和滤后水、循环水排污、主要炼油装置循环冷热水总管要设有取样管。循环冷水在装置内的水头损失不大于0. 15～0. 2 Mpa 。在用生产给水作为循环水补充水时,循环水的浓缩倍数K = 4～5 ;在用回用污水作为循环水补充水时,循环水的浓缩倍数可根据回用污水的水质情况而定。回用循环水系统的污水水质要严格按照《中国石油化工集团公司及股份公司工业水管理制度》中的回用水水质标准执行。
5. 2 管材的选用
每年各炼油厂给排水管网的渗漏量以及由于渗漏而造成环境的污染是非常可观的,所以管材的选用是节水、环保的另一重点。近年来,在新炼油厂设计中,特别是沿海的大型炼油厂的给排水管道系统采用的管材如下:
(1) 循环水、消防水、生产给水、含油污水支管、轻油装置内重力流的含油污水干管、提升后的压力含油污水管、油罐区含油污水干管,均采用钢管。
(2) 再生水管、装置、罐区的重力流含油雨水管、提升后的含油雨水管、生产废水管、污水处理场的外排污水管道均采用玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管。
(3) 厂界内道路下敷设的清净雨水管道采用承插口钢筋混凝土管( II 级管) 外,非道路下敷设的清净雨水管道采用大口径PVC - U 硬聚氯乙烯缠绕管。
(4) 重油装置内的含油污水干管井与井之间采用连续铸铁管。
(5) 生产给水管道除室内部分采用镀锌焊接钢管外,其余均采用焊接钢管。
(6) 厕所排水管采用PVC- U 硬聚氯乙烯管。
(7) 污油、蒸汽、凝结水、压缩空气管道采用输送流体用无缝钢管。
(8) 药剂管道采用硬聚氯乙烯管材( 1. 6MPa) ,输送介质氯离子含量较低的可采用输送流体用不锈钢无缝钢管。
(9) 液氯管道采用硬聚氯乙烯管材(1. 6 MPa) 。
6 对装置工艺节水的要求
(1) 优化换热流程,尽量采用热进料,以减少冷却水用量。
(2) 尽量采用空冷,节约冷却水用量。
(3) 机泵输送介质温度≤150 ℃时,机泵不接冷却水点。
(4) 采样冷却器应采用密闭式,给水为循环冷水,排水为压力循环热水。
(5) 废热锅炉、蒸汽发生器的排污降温池,给水为循环冷却给水,排污降温池上设加压泵,排水提升后送入循环冷却回水管道。
(6) 常减压电脱盐、催化富气水洗水以及加氢装置的高、低压分离器前的注水均采用酸性水脱硫后的净化水。
(7) 尽量减少生产给水服务点,以减少生产给水用量。
(8) 凝结水尽量回收,以减少生产给水用量。
(9) 含油污水经处理达到回用标准后,再生水可回用于循环水场、装置冲洗地面、开停工等。
7 从设计开始做好节水
节水减排是一项复杂的系统工程,要求在全行业内树立节水的意识。要实现节水减排,设计是源头,要吸取国外先进的设计经验,同时结合国内的实际情况,使二十一世纪的炼油厂的单排、单耗达到先进水平。