【文章內容簡介】 有一路工藝水經工藝水過濾器過濾后，以 115t/h 的流量，℃的溫度返回工藝蒸汽塔用中壓蒸汽蒸出并返回 MTP 反應器，其余部分工藝水被送至甲醇回收塔回收其中的甲醇和 DME 后排出界區(qū)。（2）剩余大部分的水為急冷水，經急冷水泵后，送到急冷塔空冷器冷卻后進入急冷塔冷凝器進一步冷卻后分為：1）一股進入急冷塔最終冷卻器用丙烯氣冷卻后，以 483t/h 的流量，35℃的溫度， 的壓力進入急冷塔與 MTP 產品氣進行急冷。2）一股以 ，50℃的溫度 的壓力返回預急冷塔作為循環(huán)水繼續(xù)給預急冷塔進行急冷。在沸石催化劑的作用下，MTP 反應器中還生成了少量如乙酸、丙酸等有機酸。由于水溶液中的酸具有腐蝕性，所以在急冷塔中的水通過從稀堿液罐中加入堿溶液來中和，堿液是由堿液計量泵加到急冷水給水中，然后再至預急冷塔和急冷塔中。 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 42 整改及設計 工藝水中含油超標問題MTP 反應器的反應產物除了烯烴和工藝水外，還含有環(huán)烷烴、石蠟、芳烴及輕餾分等副產物?；旌衔镏懈鹘M分的含量約為：烯烴 80wt%，烷烴 9wt%，芳烴3wt%，環(huán)烷烴2wt%，以及一些輕組分（ HCO 、CO 2）還有一些重組分 [6]。在預急冷塔和急冷塔中這部分重烴被冷凝，但此時冷凝下來的為油水混合物，利用密度差將油水分離，這些重烴通過溢流的方法從預急冷塔和急冷塔底部的急冷水中分離出來，但由于還有一部分油水混合物不能充分溢流，導致工藝水中含油分。經實踐證明在預急冷塔和急冷塔塔底的工藝水，在這一路中循環(huán)工藝水中含油量較多，導致一部分用工藝水經 DME 冷凝器和二甲醚換熱后，進入工藝蒸汽塔后含有油分，在工藝蒸汽塔頂冷凝器加熱后再進入工藝水預熱器預熱最后送到工藝蒸汽塔用來生產出來的工藝蒸汽含油，一路工藝蒸汽去往加熱爐首先在對流段預熱后，然后與熱的 DME 循環(huán)物料在 MTP 反應器進料混合器混合。還有部分工藝蒸汽與二甲醚氣相物料這條線進入DME 加熱器。有部分沒有加熱的物料分三路經調節(jié)閥后與從加熱爐出來的三股物料混合最后進入 MTP 反應器，帶油的工藝蒸汽會對催化劑活性造成影響，并影響丙烯產率，最終造成經濟損失。為此本設計為解決工藝水中含油分，在工藝水泵后添加設備工藝水除油罐。使急冷塔與預急冷塔底產出的工藝水經工藝水泵，然后進入工藝水除油罐過濾器過濾，之后經工藝水除油罐除油后進入 DME 冷凝器和二甲醚換熱后，然后進入工藝蒸汽塔。 工藝水 pH 值問題MTP 反應器的反應產物除了烯烴和工藝水外，還含有環(huán)烷烴、石蠟、芳烴及輕餾分等副產物?；旌衔镏懈鹘M分的含量約為：烯烴 80wt%，烷烴 9wt%，芳烴＜3wt%，環(huán)烷烴＜2wt% ，以及一些輕組分（H CO、CO 2） 。反應后 480℃高溫產品氣通過副產中壓蒸汽和氣化進料甲醇的廢量回收系統(tǒng)回收熱量，溫度降到約 170℃厚依次進入預急冷塔、急冷塔與預急冷塔逆流接觸進行洗滌，降溫至約 40℃后經預急冷塔頂送至烴壓縮機入口分 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 5離罐。除了以上組分外，出 MTP 反應器的反應產物中還含有少量有機酸，如乙酸和丙酸。這些酸在激冷系統(tǒng)會被激冷水洗滌下來帶到工藝水中，造成工藝水 PH 較低，低時可達 34。急冷塔以及激冷系統(tǒng)關到位碳鋼，偏酸的工藝水對碳鋼設備具有腐蝕性，過程中會產生酸性氣體如硫化氫、二氧化碳以及有機酸等酸性物質，這部分酸性物質會隨著工藝水經過一系列流程進入到稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，酸性物質所經過的管線和設備會產生腐蝕現(xiàn)象，特別是導致稀釋蒸汽發(fā)生器的管子多次發(fā)生內漏 [7]。工藝水和稀釋蒸汽傳統(tǒng)的處理方法是一方面注入 NaOH 中和的方法，并控制稀釋蒸汽系統(tǒng) pH 值在 8~9 之間，另一方面在工藝水汽提塔頂注入氨水，并控制急冷水系統(tǒng)的 pH 值在 8~9 之間。但是注入 NaOH 和氨水后系統(tǒng)的 pH 值波動較大，有時甚至達到 pH＜5，對工藝水和稀釋蒸汽系統(tǒng)設備腐蝕較重，若注入較多的 NaOH 進入爐管中，對塔管造成傷害，縮短塔管的使用壽命。鑒于這一情況，在激冷系統(tǒng)洗滌工藝氣時需往預急冷塔和激急冷塔的激冷水中添加濃度約 10%的 NaOH 溶液進行中和，維持預急冷塔底在線 pH 計顯示值在 89 之間 [8]。根據(jù) pH 值波動大的情況．通過對設計、操作情況的仔細分析，綜合起來有以下幾方面的原因：(1)急冷水 pH 分析點處的 pH 值主要是通過注入 10% 的 NaOH 來控制，而且是操作人員通過開關閥門，間歇注堿。這樣會使各操作人員對所注入的時間掌握不一致，注入量有大有小而導致 DH 值波動。(2)原料組分變化較大，導致工藝水呈酸性氣體含量經常變化，這樣注堿量調節(jié)頻繁，易造成 DH 值波動 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 63 立式除油罐設計 立式除油罐的除油原理 含油污水中油珠粒徑的劃分要對含油污水中油類進行有效的去除，就必須對污水中油珠粒徑進行劃分和認知。從含油污水處理角度出發(fā)污水中油珠粒徑劃分為四種：a 浮油：粒徑＞ 100μm，上浮時間僅為 2 min 左右，污水原水中此部分油量約占 25% ～50% ，它很容易被去除。b 分散油：粒徑為 100～10μm ，靠油、水相對密度差可以上浮去除。但需時較長，一般至少在 4 h 以上，為加快油珠上浮速度，在污水處理時通常要加混凝劑。c 乳化油：粒徑為 10 3～10μm ，具有一定的穩(wěn)定性，單純用靜止沉降法無法去除，必須加混凝劑。d 溶解油：粒徑＜ 10 3 μm，一般原水中此部分油僅占總含油量的 1%以下，在污水處理中也有一定比例的去除，但不作為污水處理的主要對象 [9]。 立式除油罐的除油方法和原理根據(jù)含油污水中油珠粒徑的劃分和性質特點可以看出，利用油、水相對密度差，采用物理法，可以對浮油、分散油進行有效的去除，這也是在模擬實驗和工程實踐中得到了證實。立式除油罐除油就是物理法的一種。它是一種重力分離型除油的機械設備或構筑物。傳統(tǒng)立式除油罐的主要結構見圖 31。 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 7圖 31　立式除油罐結構圖含油污水經進水管進入罐內中心筒(混凝除油時為旋流反應筒)，經配水管配送到沉降區(qū)。水中粒徑較大的油粒在油水相對密度差的作用下首先上浮至油層，粒徑較小的油粒隨水向下流動 [10]。在此過程中，一部分小油粒由于自身在靜水中上浮速度不同及水流速度梯度的推動，不斷碰撞聚結成大油粒而上浮，無上浮能力的部分小油粒隨水進入集水管，經出水系統(tǒng)流出除油罐 [11]。上浮而聚集的油層通過集油槽進行收集，再經過收油管流出罐外。為保證污水中油粒的有效分離，同時保證分離出的油有較較好的流動性，易于收集和排出，罐內設置加熱裝置，以提高罐內污水和油層的溫度。設計合理、污水水質相對穩(wěn)定的立式除油罐具有較高的油去除率。這也是由于罐內特定的油水運動過程所 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 8決定的，這個過程主要有以下幾方面。 對流碰撞聚結過程由于油粒之間不斷地進行碰撞聚結，由小油粒變成大油粒，當大油粒的上浮速度水流的下向流速時，便可在動水中上浮除去。 油層過濾過程除油罐配水管口淹沒在油層中，污水中大量的油粒在油層過濾作用下被去除。 立式除油罐的水量計算要對立式除油罐進行合理的工藝設計和計算，首先應對立式除油罐的來水量進行計算 [11] ，水量計算一般包括以下幾方面： 設計水量的計算按照公式進行設計水量：Q = Q / n （3s1）Q = 30 m /h3式中 Q—含油污水處理裝置的處理規(guī)模；n—除油罐的座數(shù)。在進行含油污水處理裝置設計時，由于罐內結構的復雜性，考慮到檢修的需要，除油罐的設置一般不少于兩座。本工程 n = 2。本工程中， 除油罐的設計水量：Q = Q / nsQ =30/2sQ = 15 m /h。s3 校核水量的計算設置 2 座除油罐時，當其中一座罐停止運行時，其余的罐實際負擔的水量為校核水量，也是除油罐的最大運行水量。校核水量按公式進行計算： 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 9Q = npQ / ( n 1) （3xs2）P—系數(shù)，一座除油罐停止運行后，其余運行的除油罐實際負擔的水量占全部水量的百分數(shù)；n—除油罐的座數(shù)。如部分水量考慮另外的處理渠道或外排時，P 1；當其余罐負擔全部水量時，P= 1。本工程中，除油罐的校核水量：Q = npQ / ( n 1) xsQ = 2 1 15/ ( 2 1) m /h?3Q = 30m /h。x3 最小運行水量的計算除油罐的最小運行水量確定：Q =(～) QdsQ =(～) 15 m /h?3Q = 6m /hd3本工程中，除油罐的最小水量 Q = 6m /h。計算最小水量的目的在于確定罐內最大油層厚度，同時保證除油罐冬季的正常運行，不致于因污水水溫的降低而給自動收油造成困難。 加速浮升法計算除油罐配水管向上開口，當污水從管口以一定的速度出流后，水流具有水平方向和垂直向上的分速度。油粒在水流向上垂直分速度的推動下可以很快上浮至油層。一般認為，污水中的浮油及分散油中顆粒較大的油粒是在上向流區(qū)被除去的。 油顆粒的勻加速浮升立式除油罐的過水斷面較大，上不均勻配水，水流速度很小，污水在立式除油罐中 中國礦業(yè)大學銀川學院畢業(yè)設計 10的下降速度，可以按平均速度計算。污水由上部配水口配水，有底部的集水口出水，其有效高度為 H