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摘 要： 中水回用技术系指将小区居民生活废集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的，阐述浅谈中水回用在格尔木炼油厂甲醇装置的利用，以供参考。
关键词： 中水回用；甲醇装置；炼油厂
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120120－02
0 前言
格尔木炼油厂目前拥有甲醇装置两套，设计量分别为10万吨/年、30万吨/年。两套甲醇在生产过程中均需要使用大量的蒸汽，同时产生一部分高温水等。这部分水温度在110～130℃之间不等，同时水质较高，若直接排放不仅造成热污染同时会增加这部分水的冷凝费用。为了节能降耗，节约成本，经过分析及改造，目前两套甲醇装置对部分中水进行了有利的回用，不仅减少了热污染，还节约了成本。
1 中水在装置中的现状
1.1 10万吨甲醇装置
10万吨甲醇装置目前主要高温水包括精馏工段再沸器的冷凝液，温度在110℃左右，排放量为15吨/小时；转化废锅排污、合成排污，温度较高，应在150℃以上，排放量为1-2吨/小时；二氧化碳工段低压蒸汽冷凝液，温度在110℃左右，排放量为5-8吨/小时；转化工段转化气冷凝液，温度范围在30～150℃之间，其中大部分在110～150℃之间，这部分冷凝液经过冷凝后直接排放，造成了很大的浪费。精馏工段塔底废水，这部分废水是甲醇装置较难利用的，因为其中含有较多的杂质，若能将这部分废水回用，本套甲醇装置将能做到外排水零排放，减少污水处理费用。若能结合本装置的特点将其利用，将能大大节约成本。精馏工段的塔底水由于其中含有较多的杂质，且pH值较高，存在一定的碱性腐蚀，未经处理或改进将无法直接使用。
1.2 30万吨甲醇装置
30万吨冷凝液目前主要有压缩机表冷器冷凝液、低压蒸汽冷凝液、排污水、转化气冷凝液，精馏工段塔底废水。本装置在设计时考虑过中水回用，将转化气冷凝液进行了充分利用。转化气冷凝液在经过分离后回收利用进入饱和塔，再经过烟气加热产生蒸汽作为转化反应的原料水蒸气。但转化冷凝液只是本装置冷凝液的一小部分，其余大部分高温水经过冷凝后排放掉，加大了冷凝成本，同时浪费掉了一部分较高水质冷凝水，加大了回收成本。
2 改进思路及实施
2.1 改进思路
如何充分利用好这部分高温水并加以回用呢？我们应该从两方面进行利用，首先是要充分利用其所含有的余热，不但能减少冷凝费用，还可以减少其它热源的利用，充分节约成本。其次在利用好其余热后，要将其尽可能回用，蒸汽冷凝液水质较好，可以回用，不能简单的排放或处理后再用。这样回用不能充分利用其水质较好的特点，还增加了二次处理的费用。
2.2 余热利用
1）30万吨CO2工段对蒸汽冷凝液的再利用
考虑到目前两套甲醇装置都设有CO2回收工段，且两套CO2回收工段均使用低压蒸汽作为热源，可以考虑将部分低压蒸汽冷凝液作为CO2再生的一次热源。二氧化碳再生塔塔底温度目前控制在105～110℃之间，可以利用蒸汽冷凝液先将富液加热至100～105℃（目前进入再生塔的富液温度在95～100℃之间），再利用低压蒸汽进行二次加热，可以节约一部分低压蒸汽。
2）蒸汽冷凝液加热燃料气、原料气再利用
格尔木炼油厂位于青海省格尔木市，海拔在2900米，海拔较高。冬天气温较低，燃料气和原料气在进入装置前都处于-20～-30℃。若利用蒸汽冷凝液将其进行加热，不但减少了蒸汽冷凝液冷凝成本。因进入转化炉前燃料气已经经过加热，在理论上可以节约部分燃料气。
3）除氧间蒸汽冷凝液代替低压蒸汽
甲醇装置的废锅对水质要求较高，锅炉水中的氧含量较少。两套甲醇装置均采用热除氧，热源为过热低压蒸汽。过热低压蒸汽显热较好，但除氧器采用现场放空，过热低压蒸汽还未进行充分加热后就会排出。故建议采用低压蒸汽冷凝液代替两套装置除氧间的低压蒸汽，利用低压蒸汽冷凝液潜热，同样可以达到热除氧的效果，同时这部分蒸汽冷凝液还可以代替部分脱盐水节约成本。
4）30万吨精馏工段回收塔再利用
30万吨甲醇装置精馏工段采用“3+1”精馏模式，设置了回收塔，用以提纯异丁基油，同时回收部分粗甲醇。但由于30万吨甲醇装置未进行杂醇油的提取，故回收塔一直处于闲置状态。而10万吨甲醇装置采用两塔精馏，两塔精馏不但能耗高，甲醇的回收率还较低，部分精甲醇直接与塔底水外排，造成浪费同时还增加的排污水处理费用，成本大大增加。
5）10万吨的转化气冷凝液的余热利用
10万吨转化气一级分离器冷凝液温度在150℃左右，流量在5～10吨/小时，相当于0.5MPa低压水蒸气。在本装置中，这部分冷凝液经过冷却后直接进行排放，浪费了其中的热能。10万吨的二氧化碳工段再生塔再沸器有两个，目前只有一个在采用，若将这部分冷凝液进入另一再沸器作为再生塔的热源，将会减少部分水蒸气的利用，简约成本，同时降低循环水冷却负荷。
2.3 冷却后冷凝液的利用
经过冷却后的冷凝液温度较低，可以将其作为脱盐水进行利用或循环水，减少装置上的脱盐水或循环水的利用量，从而节约成本。
1）冷却后的蒸汽冷凝液作为CO2系统补充液
两套甲醇装置CO2循环系统每天都需要进行溶液补充，两套CO2回收装置每天补充脱盐水约在10吨左右。作为CO2工段系统补充液，对水质要求不高，故可以将冷却后的蒸汽冷凝液作为该补充水。这样，节约脱盐水，降低脱盐水的使用量，有效的减少装置运行成本。
2）30万吨蒸汽冷凝液作为10万吨脱盐水
10万吨甲醇装置脱盐水对水质要求不高，采用一级脱盐水，而30万吨甲醇装置用水量较大，采用二级脱盐水。装置的大部分蒸汽冷凝液都是本装置自产蒸汽冷凝后产生。经化验分析，30万吨蒸汽冷凝液水质完全符合10万吨脱盐水水质要求。若经过技改后将30万吨蒸汽冷凝液补充作为10万吨脱盐水进入除氧器，不但能节约大量的脱盐水，还可以减少10万吨除氧器使用的低压蒸汽，成本将会大大降低。
3）蒸汽冷凝液作为30万吨饱和塔补充水
30万吨甲醇装置设计时在脱硫工段增设饱和塔是为了回收利用转化气冷凝液，转化气冷凝液经过烟气加热后产出蒸汽作为转化炉内转化反应的蒸汽原料气。但有时候当转化气冷凝液不够时会使用脱盐水作为补充水，增加了脱盐水使用量。若经过一定的方法将蒸汽冷凝液作为饱和塔的补充水，不但能充分利用蒸汽冷凝液的余热，还可以利用这部分水，进入饱和塔的补充水温度高将会产出更多的蒸汽，进入转化炉的蒸汽将会增多，同时可以减少外界中压蒸汽的使用量，有效的节约成本，还可以缓解动力车间中压蒸汽的负荷。
4）蒸汽冷凝液作为配药槽补充水
甲醇装置在生产过程中，需要配溶液对水进行处理。另外，精馏工段为了除掉粗甲醇中的酸需要碱溶液进入精馏系统。这些溶液的配制使用的都是脱盐水。而这些溶液配制时所使用的脱盐水可以使用蒸汽冷凝液，减少脱盐水的使用量脱盐水。
5）蒸汽冷凝液作为循环水补充水
由于两套甲醇装置设计原因，部分蒸汽冷凝液未送到厂处理车间，若直接排入地沟将浪费了这部分水，另外加大了排污水处理的负荷。故可以经过改造，将冷却后的冷凝液送入循环水池，减少新鲜水的用量。同时，由于蒸汽冷凝液的含盐量较少，可以稀释新鲜水里面的含盐量，减缓循环水在水管里面结垢的现象。
6）排污水的再利用
两套甲醇装置排污目前都是直接排放，长时间排放不仅造成环境的热污染，还浪费了水资源。若将这部分水冷却然后作为循环水新鲜水补充，那么将会节约一定的新鲜水。
2.4 蒸汽冷凝液利用的实施
根据以上分析，经过检修期间的技改，对部分的蒸汽冷凝液进行了利用。
1）30万吨甲醇装置蒸汽冷凝液经过分析研究，最终送到10万吨甲醇装置的除氧间，大大节约了10万吨脱盐水的用量。
2）经过技改，30万吨甲醇装置精馏工段的蒸汽冷凝液作为二氧化碳热源，节约了一部分蒸汽。
3）30万吨甲醇装置合成工段不再出现长期的外排污情况，排污水送入汽提塔经冷却后作为循环水冷却水，节约了新鲜水的使用量。
4）鉴于冬天本地环境温度较低，30万吨甲醇装置在燃料气进入装置前利用蒸汽冷凝液进行加热，合理利用了蒸汽冷凝液的余热，节约了冷凝成本，还加热了燃料气，有助于节约燃料气的成本。
3 经济效应
1）合理利用10万吨/年甲醇装置转化气一级冷凝液做为CO2单元再沸器热源，通过实施取得了良好的效益。主要表现为：① 降低低压蒸汽用量2t/h。② 提高CO2产气量350Nm3/h，日增产甲醇9吨。③ 将30万吨/年甲醇装置蒸汽冷凝液全部回收利用到10万吨/年甲醇装置，降低了10万吨/年甲醇装置脱盐水用量45t/h。④ 在10万吨/年甲醇装置转化炉低负荷运行的状态下，达到装置自产蒸汽自给自足目的。
2）回收利用30万吨/年甲醇装置合成汽包排污水改造建议，将合成汽包4t/h的排污水回收至循环水系统，降低了装置新鲜水用量，提高了现场管理水平。
3）30万吨/年甲醇装置精馏单元蒸汽冷凝液余热回收利用，通过实施取得效果：① 使30万吨/年甲醇装置低压蒸汽用量降低4t/h。② 使加压塔精甲醇采出进入中间罐温度降低了15℃，最终实现了常压塔采出和加压塔采出分开进罐的目的，使装置具备随时储备乙醇含量小于50ppm以下的产品甲醇。
4）鉴于本装置处于高海拔地区，冬天气温较低，在燃料气进入装置前增设一换热器，利用CO2工段的蒸汽冷凝液进行加热，降低了循环水冷却负荷。
5）10万吨转化气的二、三级冷凝液在经过改造后，冷却的冷凝液进入循环水池，作为循环水的补充水，节约新鲜水10吨/小时。
4 精馏塔底水利用设想
对于现阶段来说，制约精馏塔底水利用的因素主要其中所含的碱较多，存在一些腐蚀性，若利用不好会对设备造成苛性腐蚀。而要想除去其中的碱应该是不可能，故可以利用30万吨甲醇装置中闲置的回收塔。经过改造后，大部分塔底水经过回收利用，而小部分外排，不仅合理利用资源，还可以解决甲醇装置塔底水外排的问题。
5 结论
合理利用蒸汽冷凝液的余热及其高标水质冷凝水是甲醇装置在节约成本方面很值得研究的事情。根据我厂两套甲醇装置的特点我们利用蒸汽冷凝液的一些特点，在可行性范围内我们做出技改，合理利用这些蒸汽冷凝液。将蒸汽冷凝液回收用作脱盐水后，循环水的补充水，不仅具有显著的节能降耗作用，还能节约资源，降低排污量，起到了节约成本的目的，增效作用明显。
关键词： 中水回用；甲醇装置；炼油厂
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1120120－02
0 前言
格尔木炼油厂目前拥有甲醇装置两套，设计量分别为10万吨/年、30万吨/年。两套甲醇在生产过程中均需要使用大量的蒸汽，同时产生一部分高温水等。这部分水温度在110～130℃之间不等，同时水质较高，若直接排放不仅造成热污染同时会增加这部分水的冷凝费用。为了节能降耗，节约成本，经过分析及改造，目前两套甲醇装置对部分中水进行了有利的回用，不仅减少了热污染，还节约了成本。
1 中水在装置中的现状
1.1 10万吨甲醇装置
10万吨甲醇装置目前主要高温水包括精馏工段再沸器的冷凝液，温度在110℃左右，排放量为15吨/小时；转化废锅排污、合成排污，温度较高，应在150℃以上，排放量为1-2吨/小时；二氧化碳工段低压蒸汽冷凝液，温度在110℃左右，排放量为5-8吨/小时；转化工段转化气冷凝液，温度范围在30～150℃之间，其中大部分在110～150℃之间，这部分冷凝液经过冷凝后直接排放，造成了很大的浪费。精馏工段塔底废水，这部分废水是甲醇装置较难利用的，因为其中含有较多的杂质，若能将这部分废水回用，本套甲醇装置将能做到外排水零排放，减少污水处理费用。若能结合本装置的特点将其利用，将能大大节约成本。精馏工段的塔底水由于其中含有较多的杂质，且pH值较高，存在一定的碱性腐蚀，未经处理或改进将无法直接使用。
1.2 30万吨甲醇装置
30万吨冷凝液目前主要有压缩机表冷器冷凝液、低压蒸汽冷凝液、排污水、转化气冷凝液，精馏工段塔底废水。本装置在设计时考虑过中水回用，将转化气冷凝液进行了充分利用。转化气冷凝液在经过分离后回收利用进入饱和塔，再经过烟气加热产生蒸汽作为转化反应的原料水蒸气。但转化冷凝液只是本装置冷凝液的一小部分，其余大部分高温水经过冷凝后排放掉，加大了冷凝成本，同时浪费掉了一部分较高水质冷凝水，加大了回收成本。
2 改进思路及实施
2.1 改进思路
如何充分利用好这部分高温水并加以回用呢？我们应该从两方面进行利用，首先是要充分利用其所含有的余热，不但能减少冷凝费用，还可以减少其它热源的利用，充分节约成本。其次在利用好其余热后，要将其尽可能回用，蒸汽冷凝液水质较好，可以回用，不能简单的排放或处理后再用。这样回用不能充分利用其水质较好的特点，还增加了二次处理的费用。
2.2 余热利用
1）30万吨CO2工段对蒸汽冷凝液的再利用
考虑到目前两套甲醇装置都设有CO2回收工段，且两套CO2回收工段均使用低压蒸汽作为热源，可以考虑将部分低压蒸汽冷凝液作为CO2再生的一次热源。二氧化碳再生塔塔底温度目前控制在105～110℃之间，可以利用蒸汽冷凝液先将富液加热至100～105℃（目前进入再生塔的富液温度在95～100℃之间），再利用低压蒸汽进行二次加热，可以节约一部分低压蒸汽。
2）蒸汽冷凝液加热燃料气、原料气再利用
格尔木炼油厂位于青海省格尔木市，海拔在2900米，海拔较高。冬天气温较低，燃料气和原料气在进入装置前都处于-20～-30℃。若利用蒸汽冷凝液将其进行加热，不但减少了蒸汽冷凝液冷凝成本。因进入转化炉前燃料气已经经过加热，在理论上可以节约部分燃料气。
3）除氧间蒸汽冷凝液代替低压蒸汽
甲醇装置的废锅对水质要求较高，锅炉水中的氧含量较少。两套甲醇装置均采用热除氧，热源为过热低压蒸汽。过热低压蒸汽显热较好，但除氧器采用现场放空，过热低压蒸汽还未进行充分加热后就会排出。故建议采用低压蒸汽冷凝液代替两套装置除氧间的低压蒸汽，利用低压蒸汽冷凝液潜热，同样可以达到热除氧的效果，同时这部分蒸汽冷凝液还可以代替部分脱盐水节约成本。
4）30万吨精馏工段回收塔再利用
30万吨甲醇装置精馏工段采用“3+1”精馏模式，设置了回收塔，用以提纯异丁基油，同时回收部分粗甲醇。但由于30万吨甲醇装置未进行杂醇油的提取，故回收塔一直处于闲置状态。而10万吨甲醇装置采用两塔精馏，两塔精馏不但能耗高，甲醇的回收率还较低，部分精甲醇直接与塔底水外排，造成浪费同时还增加的排污水处理费用，成本大大增加。
5）10万吨的转化气冷凝液的余热利用
10万吨转化气一级分离器冷凝液温度在150℃左右，流量在5～10吨/小时，相当于0.5MPa低压水蒸气。在本装置中，这部分冷凝液经过冷却后直接进行排放，浪费了其中的热能。10万吨的二氧化碳工段再生塔再沸器有两个，目前只有一个在采用，若将这部分冷凝液进入另一再沸器作为再生塔的热源，将会减少部分水蒸气的利用，简约成本，同时降低循环水冷却负荷。
2.3 冷却后冷凝液的利用
经过冷却后的冷凝液温度较低，可以将其作为脱盐水进行利用或循环水，减少装置上的脱盐水或循环水的利用量，从而节约成本。
1）冷却后的蒸汽冷凝液作为CO2系统补充液
两套甲醇装置CO2循环系统每天都需要进行溶液补充，两套CO2回收装置每天补充脱盐水约在10吨左右。作为CO2工段系统补充液，对水质要求不高，故可以将冷却后的蒸汽冷凝液作为该补充水。这样，节约脱盐水，降低脱盐水的使用量，有效的减少装置运行成本。
2）30万吨蒸汽冷凝液作为10万吨脱盐水
10万吨甲醇装置脱盐水对水质要求不高，采用一级脱盐水，而30万吨甲醇装置用水量较大，采用二级脱盐水。装置的大部分蒸汽冷凝液都是本装置自产蒸汽冷凝后产生。经化验分析，30万吨蒸汽冷凝液水质完全符合10万吨脱盐水水质要求。若经过技改后将30万吨蒸汽冷凝液补充作为10万吨脱盐水进入除氧器，不但能节约大量的脱盐水，还可以减少10万吨除氧器使用的低压蒸汽，成本将会大大降低。
3）蒸汽冷凝液作为30万吨饱和塔补充水
30万吨甲醇装置设计时在脱硫工段增设饱和塔是为了回收利用转化气冷凝液，转化气冷凝液经过烟气加热后产出蒸汽作为转化炉内转化反应的蒸汽原料气。但有时候当转化气冷凝液不够时会使用脱盐水作为补充水，增加了脱盐水使用量。若经过一定的方法将蒸汽冷凝液作为饱和塔的补充水，不但能充分利用蒸汽冷凝液的余热，还可以利用这部分水，进入饱和塔的补充水温度高将会产出更多的蒸汽，进入转化炉的蒸汽将会增多，同时可以减少外界中压蒸汽的使用量，有效的节约成本，还可以缓解动力车间中压蒸汽的负荷。
4）蒸汽冷凝液作为配药槽补充水
甲醇装置在生产过程中，需要配溶液对水进行处理。另外，精馏工段为了除掉粗甲醇中的酸需要碱溶液进入精馏系统。这些溶液的配制使用的都是脱盐水。而这些溶液配制时所使用的脱盐水可以使用蒸汽冷凝液，减少脱盐水的使用量脱盐水。
5）蒸汽冷凝液作为循环水补充水
由于两套甲醇装置设计原因，部分蒸汽冷凝液未送到厂处理车间，若直接排入地沟将浪费了这部分水，另外加大了排污水处理的负荷。故可以经过改造，将冷却后的冷凝液送入循环水池，减少新鲜水的用量。同时，由于蒸汽冷凝液的含盐量较少，可以稀释新鲜水里面的含盐量，减缓循环水在水管里面结垢的现象。
6）排污水的再利用
两套甲醇装置排污目前都是直接排放，长时间排放不仅造成环境的热污染，还浪费了水资源。若将这部分水冷却然后作为循环水新鲜水补充，那么将会节约一定的新鲜水。
2.4 蒸汽冷凝液利用的实施
根据以上分析，经过检修期间的技改，对部分的蒸汽冷凝液进行了利用。
1）30万吨甲醇装置蒸汽冷凝液经过分析研究，最终送到10万吨甲醇装置的除氧间，大大节约了10万吨脱盐水的用量。
2）经过技改，30万吨甲醇装置精馏工段的蒸汽冷凝液作为二氧化碳热源，节约了一部分蒸汽。
3）30万吨甲醇装置合成工段不再出现长期的外排污情况，排污水送入汽提塔经冷却后作为循环水冷却水，节约了新鲜水的使用量。
4）鉴于冬天本地环境温度较低，30万吨甲醇装置在燃料气进入装置前利用蒸汽冷凝液进行加热，合理利用了蒸汽冷凝液的余热，节约了冷凝成本，还加热了燃料气，有助于节约燃料气的成本。
3 经济效应
1）合理利用10万吨/年甲醇装置转化气一级冷凝液做为CO2单元再沸器热源，通过实施取得了良好的效益。主要表现为：① 降低低压蒸汽用量2t/h。② 提高CO2产气量350Nm3/h，日增产甲醇9吨。③ 将30万吨/年甲醇装置蒸汽冷凝液全部回收利用到10万吨/年甲醇装置，降低了10万吨/年甲醇装置脱盐水用量45t/h。④ 在10万吨/年甲醇装置转化炉低负荷运行的状态下，达到装置自产蒸汽自给自足目的。
2）回收利用30万吨/年甲醇装置合成汽包排污水改造建议，将合成汽包4t/h的排污水回收至循环水系统，降低了装置新鲜水用量，提高了现场管理水平。
3）30万吨/年甲醇装置精馏单元蒸汽冷凝液余热回收利用，通过实施取得效果：① 使30万吨/年甲醇装置低压蒸汽用量降低4t/h。② 使加压塔精甲醇采出进入中间罐温度降低了15℃，最终实现了常压塔采出和加压塔采出分开进罐的目的，使装置具备随时储备乙醇含量小于50ppm以下的产品甲醇。
4）鉴于本装置处于高海拔地区，冬天气温较低，在燃料气进入装置前增设一换热器，利用CO2工段的蒸汽冷凝液进行加热，降低了循环水冷却负荷。
5）10万吨转化气的二、三级冷凝液在经过改造后，冷却的冷凝液进入循环水池，作为循环水的补充水，节约新鲜水10吨/小时。
4 精馏塔底水利用设想
对于现阶段来说，制约精馏塔底水利用的因素主要其中所含的碱较多，存在一些腐蚀性，若利用不好会对设备造成苛性腐蚀。而要想除去其中的碱应该是不可能，故可以利用30万吨甲醇装置中闲置的回收塔。经过改造后，大部分塔底水经过回收利用，而小部分外排，不仅合理利用资源，还可以解决甲醇装置塔底水外排的问题。
5 结论
合理利用蒸汽冷凝液的余热及其高标水质冷凝水是甲醇装置在节约成本方面很值得研究的事情。根据我厂两套甲醇装置的特点我们利用蒸汽冷凝液的一些特点，在可行性范围内我们做出技改，合理利用这些蒸汽冷凝液。将蒸汽冷凝液回收用作脱盐水后，循环水的补充水，不仅具有显著的节能降耗作用，还能节约资源，降低排污量，起到了节约成本的目的，增效作用明显。