Водоснабжение нефтеперерабатывающих заводов, предприятий нефтехимической и химической промышленности

На нефтеперерабатывающих заводах (НПЗ) в результате перегонки нефти получают бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, гудрон и другие фракции. В результате дальнейшей нефтехимической переработки этих фракций, производят различные масла, консистентные смазки, парафин, пропилен, полиэтилен, сжиженные газы, серную кислоту и элементарную серу, кокс, битумы и другие нефтехимические продукты.

На нефтеперерабатывающих заводах вода используется главным образом для охлаждения, конденсации и промывки готовой продукции. Основная масса воды до 90 - 95% на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях расходуется на охлаждение оборудования и конденсацию. На заводах топливного профиля расходуется от 13,2 до 39,6 м³ воды на 1 т нефти в зависимости от глубины ее переработки, на заводах топливо-масленного профиля от 27,5 до 68,5 м³, а на НПЗ с некоторыми нефтехимическими производствами до 85м³ на 1 т.

На всех перечисленных производствах вода в основном расходуется на охлаждение продукта и сырья в закрытых теплообменных аппаратах, на охлаждение компрессоров, в незначительных количествах на кондиционирование воздуха, химводоочистку, периодическую промывку аппаратов и емкостей, а также во вспомогательных цехах. Система водоснабжения основных потребителей воды оборотная с градирнями, для мелких потребителей - прямоточная. Добавочная вода предварительно осветляется. Химически загрязненные сточные воды очищают совместно с бытовыми, а отдельные виды концентрированных стоков сжигаются. Значительной величины достигают расходы воды на заводах синтетического каучука. На заводах резинотехнических изделий расходуется - 230 м³ на 1 т изделий, а на сажевых заводах - 40 м3/т.

На заводах резиновой промышленности вода расходуется на охлаждение различных машин и продукта. По технологическим требованиям производства используемая вода должна иметь различную температуру.

В схеме оборотного водоснабжения НПЗ предусматривается четыре самостоятельные системы, отличающиеся по качеству воды (рис. 10).

Рисунок 10. Схема водоснабжения нефтеперерабатывающего завода: 1 - водоприемник, совмещенный с насосной станцией I подъема; 2 - насосная станция II подъема; 3 - вентиляторные градирни; 4 - циркуляционные насосные станции; 5 - насосно-компрессорная станция; 6 - нефтеловушки; 7 -жироуловитель; 8 -десорбер; 9 - резервуар горячей воды; 10 - камеры горячей воды; 11 - камеры охлажденной воды; 12 - установка для стабилизации и хлорирования воды; 13 - установка для очистки воздуха от сероводорода; 14 - установки для подкисления воды; 15-18 - потребители воды соответственно I, II, III, и IV системы; 19 - установки, использующие питьевую воду на производственные нужды; 20 - установки, использующие исходную воду на производственные нужды;

производственный водопровод низкого давления; производственный водопровод высокого давления; производственный водопровод нагретой воды; производственный водопровод охлажденной воды; подача реагента; воздуховод

Отработавшая загрязненная нефтепродуктами вода сначала очищается в нефтеловушках, а затем охлаждается на градирнях и снова направляется в оборот. Безвозвратные потери и количество сбрасываемой продувочной воды составляет 7 - 10% от общего водопотребления.

Первая системаводоснабжения обеспечивает водой установки, перерабатывающие тяжелые и легкие нефтепродукты. При этом вода загрязняется случайно попадающими нефтепродуктами в количестве до 100 мг/л. Удельный расход оборотной воды в системе составляет 45 - 50 м3 на 1 т перерабатываемой нефти.

Вторая системаобеспечивает водой установки в которых вода практически не загрязняется нефтепродуктами (сернокислотный цех, катал изаторная фабрика, установка разливки парафина, компрессорные станции, реагентное хозяйство и др). Удельный расход воды во второй системе доходит до 40 м3/т.

Третья системаводоснабжения обеспечивает водой аппараты и установки, вода от которых загрязняется сероводородом и нефтепродуктами (установки АВТ, электрообессоливающие установки (ЭЛОУ), установки каталитического крекинга, гидроочистки дизтоплива и бензина, контактного коксования и др.). Отмывку нефти от серной кислоты и солей производят частично умягченной осветленной водой в водопромывочных колоннах, растворяющих их в противотоке. Расход отмывочной воды составляет 0,1-1 м3/т продукта. Обессоливание нефти производят обессоленной водой (концентрация солей ≤ 3 мг·экв/л) с содержанием взвеси ≤ 3 мг/л, отмывку бензина - водой с содержанием взвеси ≤ 2 мг/л при нелимитируемом солесодержании.

Четвертая системаводоснабжения обеспечивает водой аппараты и установки цехов производства синтетических жирных кислот, вода от которых загрязняется жирными кислотами и парафином. Перед поступлением на градирни вода очищается в жироуловителях. Удельный расход воды в четвертой системе составляет около 1 м3/т.

На нефтеперерабатывающих заводах предусматривается водопровод свежей воды для восполнения потерь воды в оборотных системах и для подачи некоторым потребителям (приготовление растворов щелочей, работы некоторых установок, реагентное хозяйство), которая затем используется последовательно.

Кроме того устраивается система хозяйственно-питьевого водоснабжения, которая подает воду на хозяйственно-бытовые цели, к некоторым технологическим потребителям.

Особое значение для НПЗ и предприятий нефтехимической промышленности при наличии на территории предприятия большого количества легковоспламеняющихся материалов имеет противопожарное водоснабжение. Оно устраивается в виде специального противопожарного водопровода высокого давления.

На предприятиях химической промышленности, включающих: горно-химические производства, предприятия основной химии, синтеза аммиака, азотной, серной и других кислот, азотных удобрений, пластмасс, предприятий химических волокон, синтетических моющих средств, кислородные и ацетиленовые станции и др. - воду используют для приготовления растворов, охлаждения и нагревания аппаратов и оборудования, кристаллизации, адсорбции, экстракции, флотации, гидротранспорта сырья и отходов, а также для теплоэнергетических процессов, уборки помещений, промывки оборудования и других хозяйственно-питьевых и бытовых целей. Во многих отраслях химического производства вода является основной частью готовой продукции, сырьем или полуфабрикатом. Кроме нефтехимических предприятий наиболее крупными и специфическими потребителями воды в химической промышленности являются заводы искусственного и синтетического волокна, азотно-туковые, органических красителей, синтетического каучука.

Требования, предъявляемые к качеству воды, зависят от ее назначения в производстве и особенностей установленного технологического оборудования. Вода для целей охлаждения не должна приводить к образованию карбонатных отложений и отложениям взвеси, биологическим обрастаниям и коррозии труб и теплообменных аппаратов.

При использовании воды в качестве среды поглощающей и транспортирующей загрязнения при непосредственном контакте ее с производимым или отмываемым продуктом требования к воде устанавливаются в зависимости от вида производства. Требование к качеству воды для технологических процессов, как правило, являются более высокими и определяются соответствующими ведомственными нормами.

Достаточно большое количество воды расходуется на теплоэнергетические нужды. Для котлов высокого давления требуется вода с содержанием взвеси не более 3 мг/л, практически обессоленная, полностью умягченная, обескремненная, деаэрированная и химически обескислороженная (жесткость< 0,005-0,003 мг-экв/л, содержание оксидов железа, меди и кремния соответственно 0,01, 0,005 и 0,002 мг/л, нитратов и нитритов < 0,02 мг/л и кислорода до 0,01 мг/л).

На современных предприятиях химической промышленности, как правило, применяются схемы оборотного и замкнутого водоснабжения с последовательным использованием воды отдельных циклов. В зависимости от вида производственных процессов, решения генплана предприятия, требуемых расходов и напоров для отдельных производств и ряда других факторов, система производственного водоснабжения может включать до 20 различных оборотных систем, в числе которых кроме систем охлаждения имеются системы фильтрованной, умягченной, обессоленной воды. Кроме того, на предприятиях предусматривается водопровод хозяйственно-питьевого водоснабжения и объединенный с ним или отдельно устраиваемый противопожарный водопровод.