徐偉

（中國(guó)石化塔河煉化有限責(zé)任公司，新疆庫(kù)車842000）

某煉油廠常減壓焦化裝置設(shè)計(jì)加工塔河劣質(zhì)稠油，常壓部分設(shè)計(jì)處理塔河稠油能力為350 萬t/a；減壓部分設(shè)計(jì)規(guī)模為50萬t/a，延遲焦化部分設(shè)計(jì)處理常壓渣油的能力為220萬t/a。裝置采用原油經(jīng)常壓蒸餾后常底渣油直接進(jìn)延遲焦化裝置的工藝流程，另外仍有部分常底渣油進(jìn)入減壓裝置生產(chǎn)瀝青。裝置由換熱、“一脫三注”、常壓、減壓、分餾、焦化反應(yīng)、吸收穩(wěn)定、吹氣放空及切焦水、冷焦水處理、除焦系統(tǒng)等組成。

1 加工原油性質(zhì)及裝置重點(diǎn)污染源

1.1 塔河原油與進(jìn)口油、勝利原油基本性質(zhì)對(duì)比

勝利原油主要是地方煉廠的指標(biāo)油，進(jìn)口油以M100最為典型，其具體性質(zhì)見表1。

由表1可以看出，塔河原油與進(jìn)口M100和勝利原油比較，塔河原油具有高密度、高黏度、高硫含量、高氮含量、高鹽含量、高膠質(zhì)含量、高瀝青質(zhì)含量、高金屬含量等特性[1]。塔河原油性質(zhì)差，生產(chǎn)加工難度大，設(shè)備故障率高，環(huán)境污染控制難度相應(yīng)增加。為了滿足國(guó)家環(huán)保部門出臺(tái)的相關(guān)環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)，裝置通過一系列管控措施，降低了環(huán)境污染。

1.2 裝置重點(diǎn)污染源

常減壓延遲焦化裝置的重點(diǎn)污染源類型可分為氣體、液體、固體，見表2。

2 管控措施

2.1 改造常壓裝置加熱爐燃燒器

根據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 31570－2015》規(guī)定，工藝加熱爐排放煙氣中氮氧化物排放限值為150 mg/m3，常壓裝置常壓爐運(yùn)行期間煙氣中氮氧化物含量在130～155 mg/m3波動(dòng)，不符合排放要求。2018年4月停工檢修時(shí)將常壓爐燃燒器更換為低氮燃燒器，開工后各項(xiàng)數(shù)據(jù)達(dá)到國(guó)家排放要求，氮氧化物含量下降至18.7～26.3 mg/m3，效果明顯。

表1 原油基本性質(zhì)比較

表2 裝置污染點(diǎn)及污染因子

2.2 法蘭緊固使用螺栓定力距緊固技術(shù)

延遲焦化屬于半連續(xù)生產(chǎn)裝置，焦炭塔附屬管線溫度在焦炭塔生焦周期內(nèi)出現(xiàn)50～500℃的波動(dòng)，大油氣線、閥門法蘭經(jīng)常出現(xiàn)泄漏，污染環(huán)境，泄漏較大時(shí)，甚至引發(fā)火災(zāi)。2018年大檢修期間使用螺栓定力距緊固技術(shù)[2]，緊固易泄漏的焦炭塔高溫油氣法蘭，開工正常生產(chǎn)20 個(gè)月，焦炭塔36 處大油氣線、閥門法蘭再未出現(xiàn)過泄漏情況，減少了環(huán)境污染，提高了裝置的安全運(yùn)行水平。

2.3 使用LDAR 技術(shù)，開展密封點(diǎn)泄漏檢測(cè)與修復(fù)

裝置通過移動(dòng)式檢測(cè)儀器，每季度檢測(cè)一次生產(chǎn)裝置中閥門盤根和法蘭等密封點(diǎn)，并在規(guī)定期限內(nèi)采取有效措施修復(fù)泄漏點(diǎn)，控制物料泄漏損失，減少對(duì)環(huán)境造成的污染。通過LDAR 技術(shù)[3]，裝置第一季度泄漏點(diǎn)被檢測(cè)出來，其中加熱爐區(qū)域監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)56 個(gè)，吸收穩(wěn)定區(qū)域監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)43 個(gè)，其他區(qū)域監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)共計(jì)53個(gè)，后期全部消缺，裝置區(qū)域內(nèi)異味明顯下降。

2.4 摻煉順北輕質(zhì)原油，降低原料密度和黏度

塔河重質(zhì)原油開采量較大，原油密度逐年上升，原油劣質(zhì)化，電脫鹽操作難度增加，電脫鹽含鹽污水含油量在1 000～2 000 mg/L，經(jīng)常沖擊下游污水廠，導(dǎo)致污水廠廢水總排放口指標(biāo)超標(biāo)。2019年5月原油摻煉順北輕質(zhì)原油，摻煉比例為5%，降低了原油密度和黏度，原油密度由950 kg/m3左右降至944 kg/m3左右，同時(shí)優(yōu)化電脫鹽運(yùn)行參數(shù)，電脫鹽含鹽污水含油量由1 500 mg/L 下降至200 ～300 mg/L，減少了對(duì)污水廠的沖擊。

2.5 優(yōu)化操作，降低焦化裝置放空系統(tǒng)污水帶油

裝置含硫污水全部送至硫黃裝置酸性水汽提單元，因延遲焦化裝置焦炭塔放空系統(tǒng)（如圖1）運(yùn)行不穩(wěn)，導(dǎo)致油水分離罐V501含硫污水帶油送至硫黃裝置，影響酸性水汽提塔的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)造成硫黃裝置脫硫凈化水氨氮和硫化物不合格。2019年裝置開展如下優(yōu)化操作，降低含硫污水帶油。

2.5.1 降低焦炭塔初期給水量，降低放空塔進(jìn)料負(fù)荷

在焦炭塔給水時(shí)，先停止焦炭塔大吹汽蒸汽，再將冷焦水送進(jìn)焦炭塔。停汽后給水過小會(huì)造成生焦孔堵塞，給水進(jìn)不了焦炭塔，給水過大會(huì)造成放空塔進(jìn)料負(fù)荷增加，放空塔氣速增加，大量污油帶至油水分離罐V501。通過長(zhǎng)期跟蹤與現(xiàn)場(chǎng)操作，在焦炭塔停汽后先將冷焦水量提至40 t/h，操作人員確認(rèn)給水進(jìn)入焦炭塔后，再將冷焦水量降至20 t/h。通過優(yōu)化操作，降低了放空塔進(jìn)料負(fù)荷，塔內(nèi)氣速下降，避免了焦炭塔給水期間放空塔污油直接帶至油水分離罐V501。

圖1 焦炭塔放空系統(tǒng)工藝流程

2.5.2 降低放空塔塔頂溫度

在焦炭塔放空期間，啟動(dòng)塔底泵P503AB 打回流，控制放空塔塔頂溫度，但塔頂溫度較難控制，最高時(shí)可達(dá)到250℃，這時(shí)部分汽油組分被帶到油水分離罐V501。為降低塔頂溫度，要求班組在塔頂溫度較高時(shí)，投用放空塔回流冷卻水箱E501AB，降低回流溫度，同時(shí)在每次放空塔塔頂溫度較高時(shí)，使用罐底泵P502AB將油水分離罐V501內(nèi)污油通過回流管線送至塔頂，降低放空塔塔頂溫度。目前放空塔塔頂溫度控制在≯200℃，有效控制了污油攜帶量。

通過以上操作優(yōu)化，油水分離罐V501含硫污水油含量從3 000～5 000 mg/L降低至150～200 mg/L，解決了含硫污水帶油對(duì)下游硫黃裝置酸性水汽提單元的沖擊。

2.6 增加分餾塔頂循側(cè)線在線除鹽系統(tǒng)

焦化裝置加工塔河劣質(zhì)稠油，原料油性質(zhì)惡劣，電脫鹽運(yùn)行效果差，脫后含鹽（NaCl）5 ～10 mg/L，加快了常壓焦化裝置分餾塔頂部結(jié)鹽速率。裝置通過每季度一次的水洗，帶走結(jié)鹽，但每次水洗時(shí)會(huì)產(chǎn)生高鹽廢水和污油500～700 t，增加了下游裝置處理難度，同時(shí)在水洗時(shí)，裝置現(xiàn)場(chǎng)異味較大。

2018年8月焦化裝置分餾塔頂循系統(tǒng)增加側(cè)線除鹽設(shè)備，流程見圖2。分餾塔頂循環(huán)油自分餾塔抽出后，經(jīng)過分餾塔頂循環(huán)泵P304 升壓后冷卻分成兩部分，一部分直接返回分餾塔，一部分頂循油去新增側(cè)線除鹽設(shè)備VM305 脫除氯離子，該部分頂循油與1.5～2 t/h的除鹽水混合進(jìn)入除鹽設(shè)施，初步萃取，將油相中的大部分氯離子轉(zhuǎn)移到水相當(dāng)中；油水混合相進(jìn)入液液萃?。志劢Y(jié)器進(jìn)一步萃取和油水分離，完成整個(gè)循環(huán)油的脫除氯離子過程；脫除氯離子后的循環(huán)油與其余的循環(huán)油在調(diào)節(jié)閥FRC3401后混合返回分餾塔，含氯離子的污水外排至含硫污水處理裝置。

在投用分餾塔頂循側(cè)線除鹽設(shè)施運(yùn)行20個(gè)月以來，分餾塔頂無明顯結(jié)鹽現(xiàn)象，減緩了分餾塔頂循環(huán)油結(jié)鹽腐蝕，降低了水洗頻次，減少了含鹽廢水和污油的產(chǎn)生量，提高了頂循系統(tǒng)運(yùn)行壽命，保證了裝置的平穩(wěn)操作。

圖2 分餾塔頂循側(cè)線除鹽設(shè)備流程

2.7 增加裝置廢油回收設(shè)施

裝置日常廢油產(chǎn)生途徑主要有：①動(dòng)、靜設(shè)備檢維修產(chǎn)生的污油；②檢查油品顏色、采樣置換產(chǎn)生的污油；③油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)產(chǎn)生的污油。裝置產(chǎn)生的污油以前直接從裝置地溝外排至下水井，未進(jìn)行回收，造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及土壤污染。為了回收這部分污油，在裝置污油罐頂增加收油漏斗，日常產(chǎn)生的污油利用小桶回收，小桶裝滿后將污油通過漏斗流至輕污油罐，當(dāng)輕污油罐液位達(dá)到一定高度時(shí)，啟動(dòng)污油泵將污油回?zé)捴裂舆t焦化裝置。因此每年回收污油4～5 t，減小了環(huán)境及土壤污染，同時(shí)也增加了經(jīng)濟(jì)效益。

2.8 焦池焦炭密閉傳輸

延遲焦化裝置焦炭塔冷焦完畢后，使用水力除焦將焦炭塔內(nèi)的焦除至焦池，焦塊在焦池里浸泡，溫度降至常溫，通過行車抓斗轉(zhuǎn)運(yùn)至汽車，汽車再倒運(yùn)至儲(chǔ)焦廠，在倒運(yùn)過程中，造成焦池周邊及倒運(yùn)路線焦粉“四處飄落”，焦池周邊粉塵含量在8 mg/m3左右。為治理現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，新建焦炭密閉傳輸系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)1#、2#延遲焦化裝置石油焦的轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存、汽運(yùn)和鐵運(yùn)出廠。焦炭密閉傳輸系統(tǒng)共有7條工藝流程（如圖3所示），包含1#焦化石油焦至圓形料倉(cāng)堆料流程、2#焦化石油焦至圓形料倉(cāng)堆料流程、圓形料倉(cāng)焦炭裝汽車流程、圓形料倉(cāng)焦炭裝火車流程、1#焦化焦炭至露天焦場(chǎng)流程、2#焦化焦炭至露天焦場(chǎng)流程、露天焦場(chǎng)石油焦裝汽車流程。使用焦炭密閉傳輸系統(tǒng)后，焦池周邊粉塵含量下降至0.3～1.9 mg/m3，消除了汽車倒運(yùn)過程中焦粉對(duì)周邊環(huán)境的污染。

圖3 焦炭密閉傳輸設(shè)施流程

3 結(jié)論

通過裝置的生產(chǎn)優(yōu)化及改造，加熱爐廢氣排放達(dá)到國(guó)家環(huán)保要求，設(shè)備密封點(diǎn)泄漏得到有效治理，送往下游裝置的含鹽污水、含硫污水帶油情況明顯下降，減緩了延遲焦化裝置焦池周邊焦粉“四處飄落”的現(xiàn)象。常壓焦化裝置的污染源得到有效管控，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境得到改善，為下游裝置的安全環(huán)保運(yùn)行提供了保障，同時(shí)也取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。