阳树脂油污染的处理技术

阳树脂油污染的处理技术赵振声[内容摘要]本文对阳离子交换树脂被油污染对生产造成的影响进行分析，并对阳树脂油污染的处理技术及实际应用方法进行了阐述。通过这种方法解决了生产中的实际问题，并取得了良好的经济效益及社会效益。[关键词]阳离子交换树脂；油；污染；处理一前言逆流有顶压再生离子交换器（固定床）电电厂水处理使用广泛的水处理设备，我单位采用的设备规格为Φ3000×7525，使用的阳树脂是D001大孔强酸性阳离子交换树脂。共有5台阳固定床，阳树脂全部被油污染后，其工作交换容量下降，树脂水流分布不均匀，周期制水量明显下降。再生操作难度加大，再生特别困难，再生频繁。对安全生产造成很大的威胁。本文就其污染原因及处理方法进行分析。二原因分析大部分炼油企业的自备热电厂，从有利能源的利用考虑，化学水处理的工业用生水通过换热器加热后进行除盐系统。工艺流程框图如图1。由于我厂炼的原油是高含硫原油，对设备腐蚀严重，造成装置换热器泄漏。2002年3月由于炼油生产装置换热器泄漏，致使动力厂的装置来热水带油严重，恰好动力厂的生水换热器也泄漏。从而使低温水中的油串至生水，导致生水带油严重，且油主要是重质油，生水进入阳离子交换器后，其中的油被阳树脂截流，由于生产系统一直不能停，油不断地被阳树脂截流，使阳树脂被污严重染。阳树脂被油严重污染后，其内部孔隙被油分子填充，表面也覆盖了一层油膜，树脂外观颜色由正常的淡黄色变成棕黑色，树脂因油膜互相粘结在一起，导致其工作交换容量下降，树脂水流分布不均匀，周期制水量明显下降。由于油膜的存在，使树脂在水中的浮力增大，造成再生时树脂上浮，压脂层破坏，起不到压脂作用，使树脂流失严重，再生操作难度加大，再生频繁。供水困难，对安全生产造成很大的威胁。阳树脂(D001)被油污染的含油量分析及离子交换树脂性能部分数据如表1。表1：离子交换树脂性能部分数据指标内容污染前污染后指标值平均周期制水量m379265100/工作交换容量mol/m31126615.61080~1260体积换容量（全交）mmol/ml/0.95≥1.8湿真密度g/ml/1.051.16~1.24含油量无油严重油污染无油由于阳树离子交换脂再生采用的再生液是盐酸（HCl：3%~4%）。对阳树脂中油不能被反应。一直存在树脂中。全部更新树脂费用太高，且树脂的使用寿命未到，所以想方法进行处理。一分析及实验(一)油污染对树脂使用性能的影响通过表1中的数据可看出树脂的交换容量已大大的下降，且湿真密度下降，接近于水的比重。对产生造成影响。主要有以下几个方面：(1)由于树脂被油污染，离子交换树脂的交换基团被堵塞，阳树脂的活性基团被油包围，使活性基团被油不可逆的堵塞。从而堵塞了所要交换离子向树脂内部扩散的通道。在再生中也不能被氢根（H＋）离子交换，降低了离子的交换容量。离子交换器周期制水量下降，增加了再生频次，使酸耗量、再生自用水量增加。(2)由于树脂被油污染，有些树脂出现板结，造成阻力增加，离子交换器出力下降很大，原流速达30m/h，压降≯0.1Mpa；被污染后最在流速只有15m/h，且压降高达0.25Mpa。对大负荷生产产生安全威胁。(3)由于树脂补油污染，有些树脂出现板结，对离子交换器中排造成的压力过大，损坏中排系统。(二)试验1要求针对油被树脂的污染主要是油被吸收到树脂骨架上或覆盖在树脂颗粒的表面上，造成树脂微孔被树脂堵塞这一特点，考虑到大量的树脂补污染，必须采用能在固定床中进行处理的方法进行，即既要能将树脂中的油除去，又不能对设备中的衬胶产生损坏。考虑到氢氧化钠对矿物油有一定的乳化作用，取一小部分被油污染的阳树脂进行试验。2方法及过程试验采用方法：将树脂加盐（NaCl）进行转型成Na型树脂――清洗――加一定浓度的氢氧化钠――浸泡、搅拌――清洗――加盐酸（HCl）――清洗。在同一种状态下各作五次。通过试验发现一个循环周期不能达到要求。采用两次循环之后，基本上能达到要求，三次循环，在第二次后没有变化，因此从各方面考虑，二次循环效果最佳。不同浓度的氢氧化钠进行处理。分析数据如表2。从表2中可看出采用10%左右氢氧化钠进行处理的效果最佳。表2：试验数据情况汇总1组2组3组4组5组6组7组氢氧化钠浓度第一次4%8%10%14%18%氢氧化钠浓度第二次4%8%10%10%14%14%18%体积换容量（全交）mmol/ml1.281.41.571.681.71.711.72湿真密度g/ml1.11.121.151.161.161.161.16含油量表面有油少量树脂表面有油表面无油表面无油表面无油表面无油表面无油一实施(一)方案实施根据试验的结果，对阳离子交换器内被污染的树脂进行逐台处理。处理步骤如下：(1)阳离子交换器失效后，等等处理。(2)将离子交换器内的水放至适当位置，保持适当的液位。通过自制的树脂输送器将1500Kg盐加至阳离子交换器内，开非净化风进行不停的搅拌，使盐充分溶解，以便树脂进行转型。(3)2小时后降低水位。通过树脂输送器将1500Kg的氢氧化钠加至阳离子交换器内，开非净化风进行不停的搅拌，使氢氧化钠分布均匀，并调整至合适的浓度第一次控制在12%～16%（第二次控制在9%～11%），然后进行浸泡，每隔一小时，开非净化风搅拌10分钟，如此反复使树脂在氢氧化钠溶液中浸泡约一天。油被氢氧化钠溶液充分乳化，从树脂表面及内部微孔逸出。然后进水对树脂进行清洗，直至出水澄清为止。(4)进1000Kg的盐酸，浓度控制在2%～5%，开非净化风进行不停的搅拌，使其与残余的氢氧化钠充分中和，活化树脂的基因，然后进水对树脂进行清洗，直至出水澄清为止。(5)重复⑵、⑶、⑷步骤进行第二循环。(6)将很小部分无法脱油或破损的浮于上层的树脂排掉，按标准再生程序对阳离子交换器内的树脂进行再生，即可恢复阳离子交换器内树脂原有的性能。(二)效果分析处理后阳离子交换器的周期制水量及出力基本上得到了恢复。处理后运行4个月后数据统计如表3。动力厂被油污染严重的五台逆流再生阳离子交换器内的树脂除油处理后。效果非常理想，树脂的交换容量基本恢复，周期制水量明显提高，基本接近树脂被污染前的状况，再生操作、运行性能也已恢复。表3处理前后运行情况对照表1#阳床2#阳床3#阳床4#阳床5#阳床处理前处理后处理前处理后处理前处理后处理前处理后处理前处理后平均周期制水量m34951732129518403365175025131774549807957平均流量m3/h110176.6105176.6111176.6112176.6112176.6压降（kPa）2507026065270752508522085一效益(一)经济效益对被油污染最严重的阳离子交换器进行除油处理后，效果非常理想，树脂的损失量很小，处理前后跑损的树脂约0.2吨/台左右，不能处理的坏死树脂约0.8吨/台，由于旧树脂最短已使用了五年，新旧树脂的性能不一、交换容量差别也大，不利于发挥其最佳效果，决定用一台床的旧树脂补充其它床，全部更换一台床为新树脂。公司新购进一台床的树脂约20万元，除油处理耗费的费用约为：3×0.06+2×0.06=0.3万元。旧树脂还有一部分可以利用。若全部换新树脂费用约为：5×20=100万元。节约费用约为：100-0.3×5-20=78.5万元。(二)应用与推广价值在大多石化企业都有自备热电厂，水处理用生水都利用炼油热水进行加温，生水都有可能出现被油污染的现象。此方法对阳离子交换树脂被油污染处理有很好的推广价值。此技术可广泛应用于电厂其它水处理阳离子交换器内的树脂除油处理。二结论我厂阳树脂被油污染，主要发生原因是设备造成，在这方面加强设备管理力度，可以防止污染事故的发生，造成不必要的损失。在这次阳树脂除油处理过程中，结果发现还存在不理想的地方，不能100%的处理掉树脂中的油成份。方法还有待进一步改进。且油对阳树脂还是有一定的损伤。所以在生产过程中必须采取有效的方法防止污染事故的发生。[参考文献][1]周本省工业水处理技术[M]，化学工业出版社2002.05[作者简介]赵振声，男，(1965-)，1985年毕业于中南大学工业自动化专业，学士学位。长岭分公司动力厂热化车间主任、工程师。电话：[phone]（O），e-mail：[e-mail]。通讯地址：湖南省岳阳市：中石化长岭分公司动力厂