朱彦昊

【摘 要】催化裂化裝置的进入烟气脱硫系统处理。烟气脱硫系统需将塔底浆液部分外甩，以维持塔底悬浮物含量。外甩浆液进入PTU废液处理系统。外甩浆液经污水混合罐、澄清器、氧化罐和斜坡沉降器处理后，将外排污水PH值、悬浮物及粉尘含量控制合格，最终通过外排污水泵外排。PTU系统在运行4年后，先后出现了氧化罐工艺管线结垢及污水外送线结垢的问题。

【关键词】催化裂化；PTU；结垢

二套ARGG车间PTU系统于2013年9月正式投产，处理本公司两套催化裂解装置的烟气脱硫塔产生的外甩浆液。两套催化装置的塔底浆液汇合后，经过污水混合罐与絮凝剂混合后进入澄清器，澄清器经过物理沉降后，上层清液流入3台串联的氧化罐，通过鼓入氧化风调节污水中的化学需氧量，通过注入碱液调节PH值，再进入斜坡沉降器进一步降低污水中的悬浮物，进入污水储罐后最终通过外送泵外排。

1、氧化罐系统

1.1现象

2017年10月，PTU系统浆液处理量超过20t/h或滤清池返回清液流量增加时，出现了氧化罐放空冒水，氧化风机出口压力的现象。

2018年1月，氧化罐放空冒水频率逐渐增加，严重影响正常的生产操作。随即对3个氧化罐开人孔进行检查，发现氧化罐内壁结垢较为严重，并对罐内沉积污泥清理。随后发现，斜坡沉降器前絮凝剂混合器结垢严重，流通截面积减小，更换新混合器后，氧化罐放空冒水现象有所缓解，但仍未达到正常生产操作状态。

2018年4月气温上升后，对氧化罐工艺管线逐个拆开检查后发现，第一个氧化罐出口至第二个氧化罐入口的管线内壁结垢并不严重，且为软垢易于清理。第二个氧化罐出口之后的管线结垢现象逐渐严重，拆下管线后发现结垢厚度在5mm-10cm之间，且为硬垢，质地坚硬，不易清理，需用撬棍和大锤敲击才能从管壁脱落。

1.2原因分析

对垢样采样分析后，数据如下：氧元素含量占比51.3%，钙元素占比33.3%，基本可推断出结垢物质主要为钙盐。

将垢皮放入烧杯中，分别加入热水、稀硫酸、碱液及稀盐酸，发现垢皮只在稀盐酸中有明显发泡溶解，且盐酸浓度越高，溶解速度越快。

与设计人员结合后，进一步分析是因为PH值在7时，Ca2+在水中的饱和溶解度为355mg/l，7.5时Ca2+在水中的饱和溶解度55mg/l。在实际生产操作中，本装置3台氧化罐长时间处于PH值逐渐升高的状态，第三个氧化罐出口PH值最高可达8.5。所以，随着氧化罐出口PH值升高，Ca2+在水中的饱和溶解度逐渐下降，析出的钙垢与催化剂颗粒共同沉积在管壁上，随着运行时间而逐渐变厚，污水逐渐流通不畅，最终限制了氧化罐的处理能力。Ca2+来源主要是烟气脱硫塔补入新鲜水中的Ca2+，随塔底外甩浆液进入PTU系统。

从长期操作中观察，当再生器氧含量控制在2%以上时，进入烟气脱硫塔烟气中氧含量过剩，COD较低。烟气脱硫塔外甩浆液进入澄清器，澄清液溢流入氧化罐后，因氧化风机提供风量过剩，澄清液中溶解的CO2被过剩的风量从氧化罐放空带出，进而导致PH值升高。因氧化罐流程为串联，所以出现了氧化罐PH值逐渐升高的现象，在塔底浆液PH至控制在7时，第三个氧化罐出口PH值可达8.5。同时PTU外送污水COD较低，长期维持在20mg/l，与指标60mg/l相差大。当再生器氧含量控制在2%以下时，在塔底浆液PH至控制在7时，第三个氧化罐出口PH值降至7.5以下。同时PTU外送污水COD升高。

1.3处理方法

逐个拆下氧化罐工艺管线，弯头、短接，将管壁内垢皮敲下清理，长管段直接更换，并将氧化罐内壁的结垢敲下清理，防止在检修后的投用过程中，因干湿交替导致罐内垢皮脱落，从而堵塞氧化罐下水斗。

1.4预防措施

一是根据PTU外排污水及澄清器COD化验结果，在保证外排水COD合格的前提下，氧化风机由原来的二开一备改为一开三备，防止过量鼓风，氧化罐出口PH值过高，从而导致Ca2+析出结垢。

二是将投用3台氧化罐改为1开2备或2开1备，减少污水氧化停留时间，防止氧化罐出口PH值过高。另外，从现象看，严重结垢出现在第2台氧化罐之后，减少氧化罐运行台数也可减少拆装清理的工作量。

三是在满足脱硫塔的操作条件下，适当减少注碱量，降低烟气脱硫塔PH值，控制弱酸性，以降低氧化罐出口PH值，从而减少结垢。

以上三条实施后，既达到减缓氧化罐系统的结垢目的，也实现了装置的节能降耗，降低了生产成本。

2、外排水管线

2.1现象

PTU外排水最大流量逐渐由30t/h下降至20t/h，泵出口压力由0.7MPa逐渐上涨至0.8MPa，无法满足正常生产操作要求。将管线切割后，发现管线内壁结垢厚度在5cm到8cm。与氧化罐工艺管线不同的是，管线内壁大部分为软垢，但质地较粘，从外部用大锤锤击无法震下垢皮。

2.2原因分析

外排水管线的结垢机理与氧化罐结垢机理相似，但由于外排水管线由泵将污水打出，氧化罐系统内管线靠静压流通，且外排水管线为DN80管线，氧化罐系统工艺管线为DN100，排外水管线流速较高，管壁内沉积作用没有氧化罐工艺管线严重。

本装置PTU外排水线在2017年与庆化公司、动力厂PTU系统外排水合并后，送至1#岗污水深度处理厂，输送长度增加2公里，管线阻力降变大，外送流量易受另外两家外送流量影响。

2.3处理方法

初期处理过程中，将原管线与庆化公司碰头出截断并加封头，将管线跨至动力厂与DN150主线之后。实施后，短时间内提高了外送污水最大量，但随着时间推移，外送最大量仍在逐渐减小。庆化公司PTU外送污水线停止并入管网后，外送量下降趋势减缓。

充分考虑更换工艺管线的施工难度和施工成本后，车间决定采取高压水通球的方式疏通外排污水线的DN80管段.

将球的尖端由泵出口法兰塞入，将高压水泵与管线法兰连接后，启动高压水泵（最大可达10MPa）。球体上的翅片伞冒结构，在高压水的作用下向前移动，因伞冒两端为较尖锐翅片，在球的移动过程中，会将管线内壁的垢皮整体挂下并随水流带走。在管线弯头或缩径处，伞冒结构又可通过收缩而通过。

在管线另一端，用特制三通法兰短接与外排水管线法兰连接，特制三通法兰一端用于接球，施工人员通过球的撞击声来判断球是否已到达三通处；另外一端，将高压泵打入管线的水及夹带的垢皮回收入施工队伍的回收水车，防止因大量垢皮冲下，影响下游的污水深度处理厂。

疏通后，外排污水线流量由原20t/h提高至30t/h，泵出口压力由0.8MPa下降至0.3MPa。将外排污水改入主线后，泵出口压力上涨至0.7MPa，外送流量为28t/h。

2.4预防措施

一是控制好外排水的PH值，因氧化罐是外排水线的上游，还需通过控制氧化罐系统PH值来实现。所以防止PTU系统结垢，氧化罐系统需将PH至控制在7左右，不宜过高。

二是保持斜坡沉降器的运行效果，将外排水悬浮物控制在控制指标以内，减少管线内壁的粉尘沉积。

三是因本次通球只疏通了DN80管段，DN150主线未疏通，长度约为2公里，因庆化公司PTU系统无斜坡沉降器，在冬防结束后，应将DN150主线进行通球疏通。并在今后的生产中，定期对管线进行疏通作业。

四是通过公司相关部门督促相关公司，在PTU系统在条件具备时，增加斜坡沉降器或其他能够有效降低排外水悬浮物的设备设施。

（作者单位：中国石油天燃气股份有限公司大庆炼化分公司）