HD鹽水處理技術(shù)在一次鹽水中的應(yīng)用

徐德飛，邱滿意，顧森榮，周 林

（江蘇楊化工集團(tuán)有限公司，江蘇 楊州 2525009）

HD鹽水處理技術(shù)在一次鹽水中的應(yīng)用

徐德飛，邱滿意，顧森榮，周 林

（江蘇楊化工集團(tuán)有限公司，江蘇 楊州 2525009）

介紹了HD鹽水處理技術(shù)在一次鹽水的應(yīng)用，同時(shí)分析了該技術(shù)分別在頗爾過濾器、戈?duì)栠^濾器及DrM過濾器3種過濾工藝中的應(yīng)用情況。

HD鹽水處理技術(shù)；頗爾過濾器；戈?duì)栠^濾器；DrM過濾器；樹脂塔再生

江蘇揚(yáng)農(nóng)化工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)）2015年6月引進(jìn)南通三圣化工科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱南通三圣）HD鹽水處理技術(shù)，并將該技術(shù)在一次鹽水頗爾過濾器、戈?duì)栠^濾器以及DrM過濾器系統(tǒng)上分別進(jìn)行了應(yīng)用研究。

1 HD鹽水處理技術(shù)機(jī)理

南通三圣HD鹽水處理技術(shù)主要是在采用Na2CO3除去大部分Ca2+后，將HD緩釋劑（主要成分含有磷酸鹽）加入到化鹽反應(yīng)桶后，由于Ca3（PO4）2的溶度積約2.0×10-29，遠(yuǎn)低于碳酸鈣的2.8×10-9。鹽水中溶解的Ca2+進(jìn)一步反應(yīng)生成難溶的Ca3（PO4）2，含有CaCO3和Ca3（PO4）2顆粒的鹽水通過過濾器制成合格的一次鹽水。Mg2+與HD緩釋劑生成Mg3（PO4）2，其溶度積約 4.2×10-26，遠(yuǎn)低于氫氧化鎂的 1.9×10-13，鹽水的Mg2+進(jìn)一步去除，一次鹽水中的雜質(zhì)低于200×10-9，二次鹽水精制的處理量大幅度下降，達(dá)到了延長(zhǎng)樹脂塔再生周期的目的。

2 HD鹽水處理技術(shù)應(yīng)用

2.1 HD鹽水處理技術(shù)工藝流程

揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)HD鹽水處理技術(shù)在一次鹽水頗爾過濾器、戈?duì)栠^濾器、DrM過濾器上運(yùn)用的工藝流程分別見圖1、圖2和圖3。HD鹽水處理技術(shù)在一次鹽水系統(tǒng)應(yīng)用中，主要研究了HD精制劑添加對(duì)鹽水質(zhì)量的影響。

圖1 頗爾過濾器系統(tǒng)HD鹽水處理工藝流程

圖2 戈?duì)栠^濾器HD鹽水處理工藝流程

圖3 DrM過濾器HD鹽水處理工藝流程

2.2 HD鹽水技術(shù)在頗爾過濾器上的運(yùn)用

揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)在HD鹽水處理裝置自2015年6月11日完成安裝后，分別于6、7、10月在一次鹽水頗爾過濾器系統(tǒng)進(jìn)行了3輪調(diào)試。

2.2.1 一次鹽水鈣鎂離子變化

HD裝置3輪調(diào)試前后對(duì)頗爾過濾器一次鹽水全分析數(shù)據(jù)收集分別見表1、表2。

表1 調(diào)試前頗爾過濾器鹽水?dāng)?shù)據(jù) ×10-9

從表1、表2數(shù)據(jù)可以看出，在HD裝置調(diào)試前，頗爾出口一次鹽水鈣鎂離子含量平均維持500×10-9～600×10-9。HD 調(diào)試期間，頗爾出口一次鹽水鈣鎂離子含量均降至 200×10-9～250×10-9，基本達(dá)到一次鹽水鈣鎂小于200×10-9的要求。

2.2.2 頗爾過濾器壓差變化

HD裝置3輪調(diào)試期間過濾器壓差變化情況見表3。

從表3統(tǒng)計(jì)HD裝置調(diào)試期間過濾器運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看出，過濾器壓差上升較快，平均7天左右過濾器必須化學(xué)清洗1次，同時(shí)HD投加點(diǎn)的改變以及HD計(jì)量泵控制精制劑加量的改變均未能延緩過濾器壓差的上升。

表2 調(diào)試后頗爾過濾器鹽水?dāng)?shù)據(jù) ×10-9

表3 頗爾過濾器運(yùn)行情況

2.3 HD鹽水技術(shù)在戈?duì)栠^濾器上的運(yùn)用

揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)為驗(yàn)證HD鹽水精制工藝能否在戈?duì)栠^濾器上運(yùn)行平穩(wěn)，于2015年11月16日至12月31日在一次鹽水戈?duì)栠^濾器系統(tǒng)進(jìn)行一輪調(diào)試。

2.3.1 一次鹽水鈣鎂離子變化

HD裝置調(diào)試前及調(diào)試期間戈?duì)栠^濾器一次鹽水全分析數(shù)據(jù)收集分別見表4、表5。

表4 調(diào)試前戈?duì)栠^濾器鹽水?dāng)?shù)據(jù) ×10-9

從表4、表5數(shù)據(jù)可以看出，在HD調(diào)試前，戈?duì)柍隹谝淮嘻}水鈣鎂離子含量平均維持在700×10-9～800×10-9。HD調(diào)試期間，戈?duì)柍隹谝淮嘻}水鈣鎂離子含量均降至 200×10-9～300×10-9，基本達(dá)到一次鹽水鈣鎂小于200×10-9的要求。

表5 調(diào)試期間戈?duì)栠^濾器鹽水?dāng)?shù)據(jù) ×10-9

2.3.2 戈?duì)栠^濾器壓差變化

HD裝置在一次鹽水戈?duì)栠^濾器系統(tǒng)調(diào)試期間過濾器壓差變化情況見表6。

表6 戈?duì)栠^濾器運(yùn)行情況

從表6可以看出，戈?duì)栠^濾器在45天的運(yùn)行周期內(nèi)壓差上升13kPa，過濾器未出現(xiàn)壓差上升過快情況，且運(yùn)行周期與調(diào)試前運(yùn)行周期45天一致，運(yùn)行穩(wěn)定。

2.4 HD鹽水技術(shù)在DrM過濾器上的運(yùn)用

為驗(yàn)證HD鹽水精制工藝能否能在DrM過濾器上運(yùn)行。該公司于2017年2月25日在一次鹽水新系統(tǒng)DrM過濾器系統(tǒng)進(jìn)行新一輪調(diào)試。

2.4.1 一、二次鹽水鈣鎂離子變化

HD裝置調(diào)試前及調(diào)試期間DrM過濾器一次鹽水全分析數(shù)據(jù)收集見分別表7、表8。

表7 調(diào)試期間DrM過濾器鹽水?dāng)?shù)據(jù)

從表7數(shù)據(jù)可以看出，HD調(diào)試期間，DrM過濾器出口一次鹽水鈣鎂離子含量由1 000×10-9降至200×10-9以下，達(dá)到了一次鹽水鈣鎂小于200×10-9的要求。

表8 調(diào)試期間二次鹽水?dāng)?shù)據(jù)

從表8數(shù)據(jù)可以看出，在DrM過濾器出口一次鹽水鈣鎂離子含量降至200×10-9以下后，樹脂塔在線運(yùn)行周期明顯延長(zhǎng)至7天，且二次鹽水鈣鎂小于20×10-9的要求。

2.4.2 DrM過濾器運(yùn)行周期變化

HD裝置在一次鹽水DrM過濾器系統(tǒng)調(diào)試期間過濾器運(yùn)行周期變化情況見表9。

表9 DrM過濾器運(yùn)行情況

從表9可以看出，DrM過濾器運(yùn)行周期與調(diào)試前運(yùn)行周期60 h一致，運(yùn)行穩(wěn)定，可以確定HD精制劑添加后對(duì)DrM過濾器運(yùn)行周期無影響。

3 HD鹽水處理技術(shù)應(yīng)用分析

3.1 HD技術(shù)對(duì)頗爾過濾器的應(yīng)用分析

3.1.1 HD技術(shù)對(duì)頗爾過濾器運(yùn)行周期影響

HD裝置在頗爾過濾器系統(tǒng)3輪調(diào)試期間，通過跟蹤過濾器過濾時(shí)壓差以及下一周期脈沖清洗前的過濾壓差進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，見圖4、圖5，同時(shí)采集未投運(yùn)HD裝置期間，頗爾過濾器過濾時(shí)壓差以及下一周期脈沖清洗前的過濾壓差數(shù)據(jù)見圖6。

圖4 8月4日至8月8日HD調(diào)試期間過濾數(shù)據(jù)

圖5 10月14日至10月23日HD調(diào)試期間過濾數(shù)據(jù)

圖6 11月20日至12月1日未添加HD時(shí)過濾數(shù)據(jù)

從收集過濾器壓差數(shù)據(jù)可以分析，HD添加與不添加情況下，過濾器壓差變化趨勢(shì)相差明顯。在添加HD精制劑后，頗爾過濾器壓差上升很快，而不添加HD精制劑時(shí)，頗爾過濾器壓差上升平緩?？梢奌D精制劑對(duì)頗爾過濾器運(yùn)行周期影響很大，能使過濾器生產(chǎn)能力急劇下降。

3.1.2 HD精制劑對(duì)頗爾過濾器影響分析

頗爾過濾器是表面膜過濾器，是在PE濾芯外表面燒結(jié)了1層厚度為200μm的膜，膜孔徑為1μm，頗爾膜為軟剛性結(jié)構(gòu)，其多孔支承會(huì)使濾芯更易被雜質(zhì)堵塞，過濾器過濾與反洗均需正壓。

在HD精制劑在頗爾過濾器系統(tǒng)添加過程中，經(jīng)過過濾器的鹽水中的固體顆粒種類發(fā)生了變化（增加了Ca3（PO4）2顆粒），而其余條件均未改變。調(diào)試前后進(jìn)入過濾器固體顆粒性質(zhì)見表10。

表10 粗鹽水中固體顆粒性質(zhì)

在HD精制劑未投加前，過濾器運(yùn)行周期正常為45天。HD精制劑投加后，運(yùn)行周期降至7天。根椐表10所列粗鹽水中固體顆粒性質(zhì)可以分析，HD精制劑未投加前進(jìn)入過濾器的粗鹽水中固體顆位大部分是含CaCO3顆粒，而Mg（OH）2已在浮上桶除去，故頗爾過濾器運(yùn)行周期較長(zhǎng)。而在HD精制劑投加后，進(jìn)入頗爾過濾器的固體顆粒增加了Ca3（PO4）2顆粒。由于Ca3（PO4）2顆粒直徑小，易進(jìn)入過濾器濾芯，從而在濾芯內(nèi)堵塞造成過濾器壓差上升。

在頗爾過濾器3輪調(diào)試壓差上升后，進(jìn)入化學(xué)清洗步驟時(shí)，在稀酸清洗過濾器后，過濾器性能均恢復(fù)正常。可以證明，由于Ca3（PO4）2顆粒堵塞濾芯造成過濾器壓差上升。在酸洗時(shí)，濾芯內(nèi)Ca3（PO4）2顆粒與酸反應(yīng)，反應(yīng)式：Ca3（PO4）2+6HCl=3CaCl2+2H3PO4，Ca3（PO4）2顆粒反應(yīng)生成溶于水的CaCl2，過濾器性能恢復(fù)。

通過上述分析可以看出，增加的Ca3（PO4）2顆粒對(duì)頗爾過濾器運(yùn)行壓差產(chǎn)生了明顯影響，但性能在酸洗后能恢復(fù)，故HD鹽水處理技術(shù)若要在頗爾過濾器系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行需要進(jìn)一步的探討。

3.2 HD技術(shù)對(duì)戈?duì)栠^濾器的應(yīng)用分析

3.2.1 HD技術(shù)對(duì)戈?duì)栠^濾器運(yùn)行周期影響

HD裝置在對(duì)戈?duì)栠^濾器系統(tǒng)調(diào)試期間，通過跟蹤過濾器過濾起始?jí)翰钜约胺礇_前的過濾壓差數(shù)據(jù)分析見圖7，同時(shí)采集未添加HD期間過濾器過濾起始?jí)翰钜约胺礇_前的過濾壓差數(shù)據(jù)見圖8。

從圖7、圖8收集過濾器壓差數(shù)據(jù)可以看出，戈?duì)栠^濾器在HD添加情況下，過濾器壓差上升趨勢(shì)較平緩，在運(yùn)行周期后期上升速率略有加快，45天周期內(nèi)戈?duì)栠^濾壓差僅上升13 kPa。而在未添加HD精制劑時(shí)，戈?duì)栠^濾器壓差平緩，45天周期內(nèi)過濾壓差基本未上升?？梢奌D精制劑對(duì)戈?duì)栠^濾器壓差影響較小，對(duì)戈?duì)栠\(yùn)行周期無影響。

圖7 11月16日至12月31日HD調(diào)試期間過濾數(shù)據(jù)

圖8 9月13日至11月13日HD未調(diào)試期間過濾數(shù)據(jù)

3.2.2 HD精制劑對(duì)戈?duì)栠^濾器影響分析

戈?duì)栠^濾器是表面過濾器，過濾器內(nèi)采用ZF膜，ZF膜是以膨體四氟乙烯為原料，采用拉伸技術(shù)一次成型，膜孔徑0.2 μm，具有質(zhì)密、多孔、光滑、極低的摩擦系數(shù)和優(yōu)良的不黏性能等特點(diǎn)，ZF膜過濾與反洗均在微正壓操作。反洗時(shí)，一方面利用ZF膜的柔性使膜的張力下反沖，使膜孔加大；另一方面利用反沖液流出時(shí)，芯管外部形微負(fù)壓，膜產(chǎn)生振動(dòng)，加速濾餅與膜分離。

HD精制劑在戈?duì)栠^濾器系統(tǒng)添加后，經(jīng)過過濾器的鹽水所含固體顆粒亦增加了Ca3（PO4）2顆粒。增加的Ca3（PO4）2顆粒對(duì)戈?duì)栠^濾器運(yùn)行壓差未產(chǎn)生明顯影響，同時(shí)在酸洗后能恢復(fù)性能，故HD鹽水處理技術(shù)在戈?duì)栠^濾器系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

4 結(jié)語(yǔ)

揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)此次HD鹽水處理裝置在一次鹽水頗爾過濾器、戈?duì)栠^濾器及DrM過濾器系統(tǒng)應(yīng)用過程中，一次鹽水鈣鎂含量均已明顯下降，達(dá)到延長(zhǎng)樹脂塔再生的要求。

從應(yīng)用技術(shù)角度來看，目前該技術(shù)滿足氯堿企業(yè)節(jié)能減排需求，但在鹽水過濾器運(yùn)行周期方面，3種過濾器表現(xiàn)各不相同，揚(yáng)農(nóng)集團(tuán)此次應(yīng)用研究表明HD處理技術(shù)在戈?duì)栠^濾器、DrM過濾器上適合應(yīng)用。在頗爾過濾器上應(yīng)用不理想，主要是頗爾過濾器是帶壓過濾，頗爾膜的孔徑設(shè)計(jì)當(dāng)時(shí)考慮的是碳酸鈣的孔徑。磷酸鈣的孔徑小于碳酸鈣，堵塞過濾孔，造成過濾時(shí)間大幅度下降。同樣帶壓過濾的DrM過濾器采用α-纖維素預(yù)涂，不存在堵塞過濾孔的問題，戈?duì)栠^濾器常壓過濾，不易堵塞過濾孔，能正常運(yùn)行。

在實(shí)際運(yùn)用該技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)過濾器的不同進(jìn)行工藝研究與優(yōu)化，使之不僅僅能夠?yàn)槁葔A企業(yè)帶來節(jié)能減排的效果，更要確保裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2017-06-09

中美簽署首單乙烷進(jìn)口合同配套建制乙烯項(xiàng)目

2017年11月9 日，美國(guó)乙烷公司與南山集團(tuán)就進(jìn)口美國(guó)乙烷簽署貿(mào)易合同。這是中國(guó)進(jìn)口美國(guó)乙烷的首單合同。

據(jù)美國(guó)乙烷公司CEOJohnHoughtaling介紹，此次美國(guó)乙烷公司與南山集團(tuán)簽訂的是20年長(zhǎng)約CIF（到岸價(jià)）合同。根據(jù)合同，美國(guó)乙烷公司將每年向南山集團(tuán)供應(yīng)260萬t乙烷，并參與投資南山集團(tuán)規(guī)劃的200萬t/a乙烷制乙烯項(xiàng)目。

美國(guó)乙烷公司亞太區(qū)總裁司馬威說，此次長(zhǎng)約合同將根據(jù)“美國(guó)當(dāng)?shù)匾彝槭袌?chǎng)交易價(jià)+液化費(fèi)用+船費(fèi)”的模式來交易，按照當(dāng)前美國(guó)乙烷價(jià)格計(jì)算，合同總額超過200億美元。

Houghtaling表示，在頁(yè)巖氣革命后，美國(guó)乙烷的供應(yīng)大幅增加，出口亞洲已成為必然趨勢(shì)。將美國(guó)的乙烷帶到中國(guó)，不僅順應(yīng)了美國(guó)能源開發(fā)和輸出的戰(zhàn)略，也順應(yīng)了中國(guó)石油化工產(chǎn)業(yè)的綠色清潔轉(zhuǎn)型趨勢(shì)。

與傳統(tǒng)的石腦油制乙烯相比，乙烷制乙烯有著工藝流程短、占地面積小，裝置區(qū)投資小、轉(zhuǎn)化率高等優(yōu)勢(shì)，目前已有多家中國(guó)化企對(duì)相關(guān)項(xiàng)目表現(xiàn)了興趣，而原料和運(yùn)輸問題則成為中方企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。

Application summary of HD brine treatment technology in primary brine

XU De-fei，QIU Man-yi，GU Sen-rong，ZHOU Lin

（Jiangsu Yangnong Chemical Group Co.,Ltd.,Yangzhou 225009，China）

This paper introduces the mechanism of HD brine treatment technology in a application of the first brine filtrate.And the difference of Pall Filter，Gore Filter and DrM Filter were introduce.

HD brine treatment technology；Pall Filter；Gore Filter；DrM Filter；resin tower regeneration

TQ114.26+1

B

1009－1785(2017)11-0006-05