石化厂芳烃车间128万吨年废碱处理装置开工情况报告721.docx
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石化厂芳烃车间128万吨年废碱处理装置开工情况报告721
石化厂芳烃车间12.8万吨/年废碱处理装置运行情况报告
一、装置简介
兰州石化公司石油化工厂12.8万吨/年废碱处理装置于2013年3月破土动工，2013年12月31日一次性开车成功，是国内首套采用全生物氧化乙烯废碱处理技术的装置，该技术有苏州科环环保科技有限提供。
装置设计年开工时间按8000h计，设计处理混合废碱液量为16t/h（100%负荷）。
二、装置工艺技术协议指标
内循环BAF单元处理进出水水质指标
序号
指标
单位
进水指标
出水指标
备注
1
水量
t/h
16
64
2
pH
＞14
6.5～9.0
3
COD
mg/L
<30000
<1000
4
硫化物
mg/L
<6200
<5
5
石油类
mg/L
<500
<30
6
TDS
g/L
15.6
<5.2
三、实际生产数据与设计值对比分析
1.进碱量运行说明
废碱处理装置BAF池设计总进碱量为16m3/h，稀释比1：
3，稀释水量为48吨/h，设计单间BAF反应池进碱量为1.45m3/h，单间BAF池进料总量为5.82m3/h。
1.1废碱处理装置于4月1日开始接入乙烯厂废碱液，4月2日开始同时处理乙烯厂、石化厂乙烯装置来废碱液，废碱液与稀释水比值控制在1：
8～10左右。
4月份废碱处理装置1#～12#BAF反应池全部投运，4月份15日前废碱液进料量平均为3m3/h,单间BAF反应池平均进碱量为0.28m3/h，单间BAF池平均进料总量为2.4～3m3/h，废碱装置处理负荷为设计负荷的20～25%左右，处于低负荷工况；4月份下半月废碱液进料量平均为2.5m3/h,单间BAF反应池进碱量为0.22m3/h，单间BAF池进料总量为m3/h处于低负荷工况。
1.25月1日～11日废碱处理装置1#～12#BAF反应池全部投运，废碱液进料量基本维持在4m3/h，单间BAF反应池进碱量为0.36m3/h，处于低负荷工况；5月11日，车间根据技术提供商苏州科环《兰州碱渣临时操作方案》要求，于5月12日将1#～6#BAF反应池切出，废碱液只通过8～12#BAF池进行处理，其中7#BAF池为反洗水处理池，不参与废碱处理。
废碱液与稀释水比值控制在1:
4左右，废碱液进料量基本维持在4m3/h，单间进碱量为0.8m3/h，单间BAF池进料总量为5m3/h，处理负荷达到设计负荷的60%左右。
1.36月1日～12日废碱处理装置1#～6#BAF反应池全部切除系统，废碱液进料量基本维持在4m3/h，单间进碱量为0.8m3/h，废碱液与稀释水比值控制在1:
3左右，处于正常运行工况；5月13日～19日废碱处理装置1#～5#BAF反应池正常投运，将废碱液进料量提升至5m3/h，单间进碱量为1m3/h，废碱液与稀释水比值控制在1:
3左右，基本达到高负荷工况；5月20日～25日废碱处理装置1#～12#BAF反应池全部投运，废碱液进料量基本维持在4m3/h，单间进碱量为0.36m3/h，处于低负荷工况。
综上所述，废碱处理装置4月份废碱液进料量基本处于装置设计进料负荷的20%～25%，5月份处理量废碱液量为设计负荷的55%～60%，6月份处理量废碱液量为设计负荷的25%～69%，由此可见：
2014年4月～6月废碱装置进料负荷基本处于低负荷运行工况。
2．pH值处理分析
从上图可知：
1）废碱处理装置2014年4月份混合废碱进水pH值控制平均值：
11.65，处理后出水pH值平均值：
8.18，处理后出水pH值均在设计指标范围内；
2）废碱处理装置2014年5月份混合废碱进水pH值控制平均值：
10.76，处理后出水pH值平均值：
5.67；5月份处理后出水pH值平均值低于设计指标（6～9），超指标下限9次，超指标下限pH值最大值为3.55。
3）废碱处理装置2014年6月份混合废碱进水pH值控制平均值：
10.05，处理后出水pH值平均值：
5.80；处理后出水pH值平均值低于设计指标（6～9），由于环境监测部将出水分析改为1次/每3天，6月1日～23日共分析7次，其中5次超指标下限，出水pH合格率仅为28.5%。
原因分析：
1）根据图中pH值的变化可知，2014年4月份废碱装置处理后出水pH值平均值为8.18，处理后出水pH值均在设计指标范围内，运行状况良好。
而2014年4月全月废碱装置废碱处理负荷一直处于低负荷生产，而且稀释比较大。
由此可知，废碱装置在低负荷，大稀释比的操作工况时，废碱处理后出水pH值能够保证达到设计要求。
2014年5月～6月废碱处理装置单间BAF反应池废碱液进料量逐步由0.36m3/h提升至0.8m3/h，最高提升至1m3/h，处理后出水pH值平均值由8.18最低将至5.67，由此可见装置提高进料负荷，会造成处理后出水pH值不达标，即废碱液进料负荷影响处理后出水pH值。
2）废碱处理装置自3月开始同时处理炼油厂废碱液后，混合废碱液中硫化物含量明显升高（在硫化物处理分析说明中详细说明），但未超过设计指标，装置在进料中和单元会加入部分浓硫酸控制进料pH值，同时在BAF反应池反应过程中是将硫化物氧化为硫酸，硫酸分子结构稳定不易发生生物化学变化，因此进料硫化物含量升高后，会降低出水pH值，也会增大硫化氢的溢出量。
3）在1）和2）同时发生变化的情况下，同时装置将BAF池进水pH值降低，即提高进料的酸性，4月～6月进水pH值由11.05逐步将至10.05，即BAF池进料中酸性增强，在处理量不变的情况下，处理后出水pH降低，超出设计指标。
4）4月～6月装置进料废碱液与稀释水稀释比逐步由1:
5提高至1:
3，提高稀释比就是又一次提高了单位时间内BAF池对废碱液的处理量，即BAF池中硫化物浓度升高，氧化为硫酸的量提高，因此处理后出水的pH值降低。
综上所述，废碱处理装置的废碱液进料量、废碱液中硫化物的含量、稀释比的提高及进水pH值的降低都会使处理后出水pH值降低。
3．COD处理分析
由上图可知：
1）废碱处理装置4月～6月进水COD平均值为4460.37mg/L，最大值为17020mg/L，进水COD均在设计指标范围内（设计值≤55000mg/L）；出水COD平均值为343.94mg/L，最大值为1250mg/L。
废碱处理装置4月～6月处理后出水COD超指标（设计指标为≤1000mg/L）4次，合格率为88.57%。
2）废碱处理装置4月～6月COD平均去除率为92.31%。
分析说明:
1）出水COD平均值为343.94mg/L，达到设计指标（设计指标为≤1000mg/L），去除效果良好，说明废碱处理装置对COD的去除效果能够达到设计要求。
2）4月-6月出水COD合格率为88.57%，去除率为92.31%，是因为总测定次数较少为35次；另外，4次超标是由于装置开、停车、提高装置进料负荷等原因造成，因此现出水COD合格率、去除率是具备一定参考价值，不能完全进行考量。
4．石油类处理分析
由上图可知：
1）废碱处理装置处理后出水石油类含量平均值为4.40mg/L，均在30.0mg/L（设计指标）以内。
分析说明：
1）由以上数据说明废碱处理装置对石油类处理完全达到设计处理效果，还有提升空间。
2）从混合废碱液化验分析中可知石油类含量自4月份至6月份逐步在升高，而且在日常生产中发现，部分BAF池填料有板结现象，应该引起足够重视。
5．硫化物处理分析
由上图可知：
1）4月～6月废碱处理装置进水硫化物平均值为1296.8mg/L，处理后出水硫化物平均值为1.62mg/L，去除率为99.8%。
2）4月～6月废碱处理装置处理后出水硫化物共超标4次。
分析说明：
1）4月～6月废碱处理装置处理后出水硫化物远远低于设计指标（设计值≤5mg/L），表明装置对硫化物有较高去除能力，同时也说明内循环BAF装置对硫化物具有较强的耐冲击能力。
2）4月～6月废碱处理装置处理后出水硫化物共超标4次，是由于装置开、停车及提高进料负荷造成。
6．TDS分析
由上图可知：
1）4月～6月进料废碱液中实测TDS含量平均值为113.6mg/L，均超过设计指标（设计指标为15.6mg/L）。
2）4月～6月处理后出水中实测TDS含量平均值为10.9mg/L，均超过设计指标（设计指标为5.2mg/L）。
分析说明：
1）TDS含量过高会抑制微生物的生长，同时会随着时间累计使BAF反应池中填料发生板结。
2）废碱处理装置是不能处理废碱液中的TDS，处理后出水中TDS含量平均值大于设计值，是因为进水废碱液中TDS含量平均值远大于设计值，且经过BAF池中稀释水的稀释与沉降，TDS才会降低。
三、尾气吸收系统说明
1.尾气吸收塔部分
由上图可知：
经安排岗位人员在做好个人安全防护的条件下，在6月11日～6月25日对尾气吸收塔外排尾气硫化氢浓度进行了检测，在此期间尾气吸收塔外排硫化氢平均浓度为48.6mg/L,远超过尾气吸收塔排放标准（≤10mg/L）。
原因分析：
1）尾气吸收塔所用碳酸钠水溶液吸收硫化氢效果较差，不能按设计要求去除来自BAF池反应过程中所产生的硫化氢气体。
2）尾气吸收塔本身设计处理硫化氢气体能力不足，导致不能完全去除硫化氢气体。
2.现场恶臭说明
自装置开始接入炼油厂废碱液后，现场恶臭气味较大，由于质检部对炼油厂来废碱液中的硫醇、硫醚等物质无法分析，所以车间现阶段无法对造成现场恶臭的无法进行定性定量分析。
目前，车间只是初步分析造成废碱装置现场恶臭主要有四个原因。
第1、炼油废碱中携带含硫化氢、硫醇、硫醚等恶臭气体通过储罐呼吸阀排放直接进入大气；
第2、BAF池处理废碱时反应器内部产生的硫化氢气体，该部分废气通过尾气管路排放至尾气吸收塔进行处理，因尾气玻璃钢管线法兰安存在漏风现象，因而硫化氢气体可通过法兰密封处泄漏至装置现场；
第3、硫化氢气体是易溶于水，经查证：
1体积水中可溶解2.6体积硫化氢气体，因此部分溶于水中的硫化氢气体BAF池在反洗和曝气过程中并吹脱出来，通过反应器盖板溢出于环境中，还有部分溶解于水中的硫化氢气体，经BAF池处理后进入清水池、沉淀池及反洗池，因上述水池为不完全密闭池组，因此现场恶臭气味部分为自清水池、反洗沉淀池及反洗给水池溢出。
第4、由于BAF池反应器溢出的硫化氢气体远远大于设计值（〈30ppm），尾气吸收塔原设计工况不能满足现有的生产状况，造成尾气吸收塔不能完全吸收硫化氢气体，导致部分未吸收的硫化氢气体排放至环境中，造成现场恶臭气味较大。
四、工艺运行结论
1、废碱装置自2014年1月开车至今，装置处理负荷基本处于较低负荷运行（试验最高负荷为设计负荷的69%），还未达到设计生产负荷。
2、废碱处理装置在废碱处理量在较高负荷、较低稀释比、废碱液中硫化物含量较高、BAF池进水pH值的降低的情况时，会出现处理后出水pH值降低的情况，给后系统造成较大的安全隐患。
3、废碱处理装置自2014年1月开车至今，处理后出水COD平均值为343.94，达到设计指标（设计指标为≤1000），COD去除效果较好。
2014年4月～6月COD平均去除率为92.31%，4月～6月处理后出水COD超指标（设计指标为≤1000mg/L）4次，合格率为88.57%。
说明废碱处理装置对COD的去除能够达到设计要求。
4、2014年4月～6月废碱处理装置处理后出水石油类含量平均值为4.40mg/L，均在30.0mg/L（设计指标）以内，废碱处理装置对石油类处理完全达到设计处理效果，还有提升空间。
5、2014年4月～6月废碱处理装置BAF池进水硫化物含量平均值为1296.8mg/L，处理后出水硫化物含量平均值为1.62mg/L，去除率为99.8%。
废碱处理装置处理后出水除因开停车系统波动造成4次超标外，其余硫化物含量均在工艺指标（设计值≤5mg/L）范围内，表明装置对硫化物有较高去除能力，同时也说明内循环BAF装置对硫化物具有较强的耐冲击能力。
6、从上述分析可以看出，乙烯废碱处理装置在开车运行半年时间内，除外送污水PH值出现波动外，装置处理效果达到设计要求，各项指标均能控制在指标范围内，装置运行状况良好，操作受控，基本达到预期处理乙烯废碱和炼油废碱的目的，为石化公司有效处理炼油及化工废碱，减少废渣拉运量提供了保障。
五、装置运行过程中存在的问题：
尽管乙烯废碱装置自开工以来，出水指标基本达到设计要求，系统运行比较稳定，但在近半年的运行过程中，也暴露出部分设计到装置稳定运行及安全隐患方面的问题，具体说明如下：
1.曝气生物滤池进水pH计作为废碱装置加注硫酸量的重要设备之一，在生产运行过程中多次出现异常波动，给废碱处理装置安全稳定运行造成了极大的隐患；6月5日，两台PH计同时故障，迫使装置停工，当日，在公司及相关部门的协调帮助下，外调化肥厂两台PH计投入使用，目前该两台PH计运行稳定，原有PH计时有故障；另一方面，三台PH计均为在线插入式，当PH计故障需检修校验时，装置必须进行短时间停工处理。
2.曝气生物滤池硫化氢监测报警仪经电仪事业部检查校验，确认AT-2001B/E在通入硫化氢标准样品后不能正常使用；现由设备提供方苏州科环公司服务人员拆走返厂检修近三个月，尚未投用，BAF池顶硫化氢检测报警不能达到全覆盖。
3.尾气吸收塔处设计加装1台硫化氢气体监测报警仪尚未安装到位，与设备提供方苏州科环公司协调后得知，该硫化氢气体报警仪已到货，等待安装。
4.废碱处理装置污水外排泵（P-103B）蜗壳有砂眼，现出水外排泵（P-103A）单泵运行，且实际送出量远小于设计流量。
5.2014年3月31日废碱装置Ⅰ段电气柜爆柜，废碱处理装置所有动设备动力电源全部切至Ⅱ段电气柜，现场所有设备单段运行。
6月26日Ⅱ段电气柜又发生爆柜事故，目前电仪事业部正在组织人力进行全力抢修，据了解，本次只能恢复一段线路，装置仍然为单段供电，装置运行过程中，如出现机泵故障，将随时导致装置停工，待将运行机泵负荷导致备用机泵后方可开工；另一方面，由于机泵转至备用机泵后，控制室PLC画面无法指示机泵运行状态，给正常的操作控制带来一定的影响。
6.原设计稀释水进料、废碱进料、污水外送均为手动控制，实际操作过程，由于以上三股物料流量不是恒定量，同时控制室距离装置距离较远，需要岗位人员频繁在现场进行手动调节，工作量增加；另一方面，污水外送泵设计为自启动，由于外送量无法控制，导致外送泵P-103频繁自启动，不利于机泵的长周期运行。
该问题目前已向公司安全处提出增加调节阀的项目建议，待批复后进行实施。
7.原设计加药间内无硫化氢检测报警仪，实际运行过程中，由于酸碱中和是在加药间内进行的，当法兰、管道出现泄露时，会产生硫化氢溢出的风险，为保证安全，消除隐患，建议给加药间增加硫化氢报警仪。
8.原设计装置污水外送管线上无在线PH计，5月中旬在废碱储罐V-201B加热盘管消漏期间，由于炼厂废碱处理比例的增加，导致外送污水PH值将至4左右，给后系统带来较大的安全隐患，但装置本身没有在线监控手段，调整严重滞后。
9.装置开工运行前期（1~5月），外送污水由环境监测站进行每天一次的检测分析；六月份以后，改为正常每周两次的检测分析，装置运行调整滞后，存在对下游装置造成冲击的风险。
10.目前，废碱装置尾气吸收塔洗涤液为碳酸钠溶液，实际运行过程中，由于生化反应过程硫化氢溢出量远远高于初步设计中的溢出量，导致碳酸钠消耗量增加，一方面提高了岗位人员的劳动强度；另一方面，由于碳酸钠溶液对硫化氢气体溶解的饱和度有限，导致尾气吸收塔出口尾气中硫化氢时有超标情况。
11.装置开工半年来，从进出水指标看，处理效果比较理想，但具体反应池中细菌种群繁殖及生存情况，由于没有分析，车间无法进行有效判断，不能做到对反应系统的完全掌控。
六、对目前存在问题的建议：
装置运行半年以来，陆续暴露出部分影响到装置稳定运行和安全隐患的问题，前期，车间通过厂部多次向公司相关部门进行汇报，部分问题已进入项目论证阶段，部分问题尚无结果，现具体汇报如下：
1.增加稀释水进料调节阀、废碱进料调节阀、污水外送调节阀、加药间增设硫化氢检测报警仪、污水外送线增加在线PH计五项内容车间已向公司安全处提出项目建议，待批复后进行实施。
2.BAF池顶两台故障硫化氢报警仪据了解返厂维修，厂家在美国，何时修好安装，尚不确定。
3.原有三台在线PH计故障频繁，苏州科环公司已确定更换其它厂家产品，预计8月份到货，首先试用一台，试用合适后，将其余的全部更换。
考虑到现有PH计为非自冲洗型，故障率较高，PH计检修检验时装置需停工处理，建议能将PH计安装形式或工艺流程进行更改，达到校验其中一台PH计过程中，装置不需要停工的目的。
4.实际运行过程中，考虑到外送污水的COD、PH值等关键性控制指标的有效监控，建议增加每班一次的外送污水的中控分析，以方便对装置运行情况的监控，及时调整，保证装置外送污水的质量。
5.建议将碳酸钠溶液更换为氢氧化钠溶液，提高洗涤效果，保证尾气中硫化氢浓度达标。
6.P-103泵存在的问题，5月份联系厂家确认该泵能力不足，计划对两台泵进行更换，预计7月底到货，8月份完成安装。
7.电气柜问题，请公司相关部门和电仪事业部尽快将另一段柜子恢复，消除隐患，为装置稳定运行提供保障。
8.建议苏州科环公司及环境监测站能帮助车间确定反应池内细菌种群分析判断的方法和分析频次，定期对细菌生长情况进行监控，以便于应对异常情况下对反应系统的及时调整。
9.原设计尾气吸收塔周围及BAF池周围无污水收集设施，当现场出现泄漏情况时，碱液对地面形成腐蚀，导致现场环境无法满足公司目前倡导的“低老坏、常见病”标准，建议在尾气吸收塔处和BAF池周围设置污水收集明沟，将污水收集后进入化污和废碱装置进行处理。
10.BAF池顶南北两侧溢流堰原设计没有密封，装置中交时考虑硫化氢风险，向部门提出对溢流堰顶格栅板用胶皮覆盖，实际运行过程中，在格栅板处分析硫化氢含量在40ppm左右，超出控制值，胶皮不能完全进行密封，存在一定的安全风险，建议对溢流堰用玻璃钢板进行密封。
11.现有尾气吸收塔排气筒高度为6米，按照国家《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）烟囱最低高度为15米，不能满足标准要求，建议设计部门进行论证，对烟囱进行加高处理。
以上问题得到有效解决后，乙烯废碱装置基本能实现运行受控、质量受控、安全受控，现场环境能适当改善，装置实现长周期、稳定运行，为石化公司科学、无害化处理废碱液提供有力的保障。
七、其它问题
1、现场恶臭问题：
装置自开工以来，起初只处理小乙烯废碱，处理量较低，现场有较轻恶臭气味，3月份以后，随着炼厂废碱及大乙烯废碱的接入，现场恶臭味逐步加剧，岗位人员出现身体不适情况，反应强烈，同时周边兄弟单位也向上级部门进行反映恶臭问题。
针对此问题，车间安排人员使用便携式硫化氢检测对现场环境进行分析，个别点现场环境中发生硫化氢超标情况；我们又对废碱中可能产生恶臭的物质进行分析判断，初步判断恶臭气体中，除含有硫化氢气体外，应该含有硫醇、硫醚等恶臭成分。
6月26日，联系环境监测站帮助车间对废碱装置BAF池顶、尾气吸收塔尾气排放点等三处进行取样分析硫化氢含硫量，分析结果为：
尾气吸收塔尾气：
6.92mg/m3;BAF池东南侧池顶：
0.016mg/m3；BAF池西南侧池顶：
0.016mg/m3。
由于对硫醇、硫醚等恶臭物质目前没法进行定性及定量分析，岗位人员有恐惧心理，请公司相关部门能帮助协调对硫醇、硫醚等物质的分析，让大家清楚环境状态，消除恐慌心理，稳定工作情绪。
2、BAF池硫化氢溢出量超设计问题
装置运行过程发现BAF反应器内硫化氢分析最高浓度接近200PPm，最低浓度在10ppm之内，分布不均匀。
车间分析原因有三个：
第一、生化反应过程产生的硫化氢，并且产生量高于设计硫化氢溢出量；第二、由于BAF池进料分布不均匀，导致部分生化池反应加剧，硫化氢溢出量增加；第三、5月初废碱储罐V-201B内盘管泄漏后，在倒空过程中发现，储罐内硫化氢浓度在200ppm以上，我们分析炼油废碱中有夹带大量硫化氢的可能。
针对该问题，建议苏州科环公司能对反应器内硫化氢超出设计量的问题进行研究并提出调整方案；同时炼厂废碱能考虑在装车前进行脱气处理，保证源头安全。
八、装置人力资源方面问题
1.装置建设过程中，根据初步设计，装置每班定员为三人，内操一人，岗序工6；、外操两人，岗序工7，装置建成中交时，根据现场实际设施及预测工作量，车间曾向厂部申请增加定员，后再公司人事处的帮助下，减少车间污水处理岗位定员5人，增加废碱定员至20人，装置开工至今，考虑到硫化氢风险，要求岗位人员两人巡检，互相监护，同时根据实际运行过程中岗位人员的劳动强度及难度，曾多次向上级部门反映岗序较低问题及装置设置班长岗位等问题，7月1日上午，人事处领导到废碱现场进行调研，待研究后确定是否提高岗序和设置班长岗位问题。
2.废碱装置是具有硫化氢安全风险的操作岗位，请相关部门能对装置进行考察调研后，确定该装置是否具备有毒有害岗位条件，保证员工的切身利益。
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