延迟焦化装置的清洁生产2.doc

延迟焦化装置的清洁生产

2003年颁布实施的《清洁生产促进法》中指出，所称清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施，从源头削减污染，提高资源利用资率，减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放，以减轻或者消除对人类健康和环境的危害。
齐鲁分公司胜利炼油厂1.40Mt/a延迟焦化装置自2004年3月建投产以为，积极推行清洁生产。根据延迟焦化装置的生产特点、生产工艺的特殊性，加强管理和加大技术改造力度，坚持从源头削减污染，生产全过程控制污染，在治理装置自身产生“三废”的同时，积极处理炼厂产生的“三废”，装置的生产运行水平得到了提高，达到了减污、降耗、节能的目的，实现了延迟焦化装置的清洁生产。
1装置区“三废”的治理
1. 1技术革新，回炼塔底油减少污油外送
1.1. 1回炼焦炭塔预热油
延迟焦化装置焦炭塔属间歇式操作，集炭塔生焦完毕，切换、除焦后，需要将新塔从800C预热至3300C以上，这不可避免地产生部分预热油，如何减少预热油量并实现回炼，是延迟焦化装置清洁生产的重要内容。
(1)焦炭塔的油气预热。焦炭塔除焦完毕后，回装塔顶底盖，然后赶空气、蒸汽预热、试压。试压完毕后，泄压至20kPa左右，准备引油气预热。首先将甩油罐顶去接触冷却塔手阀稍开，再打开塔底抽出阀、放油阀，最后打开新塔油气出口阀10%左右，缓慢预热新塔。接触冷却塔入口油气温度达150℃后，关闭甩油罐顶去接触冷却塔手阀，待新塔与生产塔压力平衡后，打开甩油罐顶去分馏塔手阀，再分四次逐渐打开新塔油气出口阀。这样，在保证焦炭塔预热均匀的情况下，既降低了焦炭塔泄漏率，又减少了产生的预热油量。
(2)焦炭塔预热油回炼。焦炭塔预热油量初回炼至分馏塔，受回炼影响，分馏塔蒸发段温度、塔底温度波动较大，并考虑到焦粉易造成分馏塔下段塔盘、塔底结焦，于是将焦炭塔预热油改至焦炭塔作急冷油回炼。
焦炭塔预热产生的预热油进甩油罐，液位达到30%时开始作急冷油回炼，用回炼量控制焦炭塔顶温≯4200C。为保证焦炭塔预热油正常回炼，防止回炼油泵被焦粉堵死，车间加强了管理：a)保证焦炭塔除焦彻底，防止塔壁挂焦，避免预热时焦粉携带至甩油罐；b)焦炭塔塔底盖要清焦彻底，避免预热时碎焦、焦粉携带至甩油罐；c)预热油回炼停止时，保证甩油罐液面，防止液面过低焦粉抽至回炼油泵过滤器。
通过对焦炭塔预热油回炼操作的细化管理，焦炭塔热油实现了全部回炼，三年来基本未甩污油。按每天预热油量80t计算，每减少污油外送量80×365=29200t
1.1.2 回炼接触冷却塔塔底油
接触冷却塔塔底油是焦炭塔在冷焦过程中，部分高温油气被携带至接触冷却塔，被接触冷却塔回流油吸收形成。这部分塔底油油质差，粘度高、比重大，焦粉含量高，处理困难，回炼至分馏塔同样会影响分馏塔的正常操作。
为处理这部分塔底油，车间通过优化工艺流程，利用焦炭塔预热油回炼至分馏塔管线，成功实现了接触冷却塔塔底油作为急冷油回炼至焦炭搭。按每天回炼塔油量10t计算，每年减少污油外送量10×365=3650t。
1.2 优化工艺操作，减少装置含硫污水量
1.2. 1 降低焦炭塔冷焦蒸汽量
焦炭塔的蒸汽冷焦操作是根据设计值制定的。2006年3月，车间经过研究论证，将小吹汽蒸汽用量由6t/h降至3t/h,小吹时间1.5h；大吹汽蒸汽用量由20t/h降至13t/h,大吹汽时间由3h降至2h。2007年初，小吹汽蒸汽用量降至2.5t/h，小吹汽时间降至1h；大吹汽蒸汽用量降至11t/h，大吹汽时间降至1.5h。焦炭塔冷焦蒸汽用量降低后，冷焦操作未受影响，生产正常。
这样每天可以节约蒸汽50t，即每天可减少含硫污水量50t
1.2.2 降低加热炉炉管注汽量
为提高介质在炉管内的流速，减缓结焦速度，同时尽可能的减少全炉的压降，本炉采用了先进的多点注汽技术，三个注汽点的位置分别为：对流入口、辐射入口、辐射管出口倒数第6根炉管。
为防止加热炉管结焦，焦化装置按设计负荷运行时采用注汽量为处理量的1.3%，处理量提高时不再调整注汽量，只在处理量低于设计值时进一步提高注汽量。为使加热炉注汽量科学合理，车间对注汽量重新进行了核算优化，确定为装置设计负荷时注汽量为1.0%，装置负荷为67%～100%时注汽量为1.9%～1.0%，装置负荷为100%～110%时注汽量为1.0%～0.7%。这样，加热炉三点注汽量随加热炉进料量的变化而变化，既防止了加热炉管结焦，又降低了3.5MPa蒸汽消耗，减少了装置外排含硫污水量。
1.3. 3停用焦炭塔防焦蒸汽
在调查论证的基础上，大胆停用了焦炭塔11m、48m平台消泡剂注入点防焦蒸汽和18m平台油气线安全阀前防焦蒸汽。这6处防焦蒸汽停用后，每天减少蒸汽气消耗60t，即每天可减少含硫污水量60t。
1.2.4优化接触冷却塔操作，防止塔顶空冷器堵塞
接触冷却塔只在焦炭塔冷焦时使用，由于焦炭塔蒸汽、水冷焦时，大量蒸汽、油气携带粉进入接触冷却塔，致使塔顶空冷器频繁堵塞，不得不进行吹扫，吹扫蒸汽冷却后进入了含硫污水系统。为此，车间采取了多项优化措施，尽量保证焦炭塔冷焦的均匀性，既减少了冷焦蒸汽、水进入含硫污水系统的量，又减少了空冷器故障率，降低了吹扫蒸汽用量。
1．2．5装置乏汽停去接触冷却塔塔顶空冷器
装置乏汽原设计进接触冷却塔塔顶空冷器，经冷却后进含硫污水系统。为此，车间进行技术改造，将乏汽改进0.3MPa蒸汽管网，减少了装置含硫污水量。
1.2.6提高配剂浓度，减少进入系统的水量
装置分馏塔塔顶注破乳剂、缓蚀剂，吸收系统注缓蚀剂，接触冷却塔系统注破乳剂，而破乳剂、缓蚀剂是用除盐水配制。为降低注剂携带的水量，车间提高了配剂浓度，减少了由此生成的含硫污水量。
1.3加强管理，降低装置含油污水量
1.3.1减少机泵冷却水量
装置机泵的填料函冷却用水除盐水，使用后排入装置含油污水系统。为减少这部分污水排放量，规定要视气温和季节变化情况适当调整冷却水量，尽量减少除盐水的用量，减少含油污水量。
1.3.2减少蒸汽发生器排污量
装置的蒸汽发生器有定期排污和连续排污两种形式，排污水全部进入含油污水系统。为减少这部分排放量，车间加强了排污管理，在保证蒸汽系统稳定的前提下，减少蒸汽发生器的排污量。
1.3.3杜绝用新鲜水清扫卫生
禁止用新鲜水冲洗地面、清洗设备卫生。随着管理的深入和节水意识的提高，车间新鲜水基本控制在零使用，减少了装置含油污水量。
1.3.4加强冷焦水罐、切焦水罐的排污管理
为减少装置含油污水量，规定冷焦水、切焦水排污进二沉池，禁止向含油污水系统排放。
1.4采用先进技术，减少装置废气产生量
1.4.4优化加热炉操作，减少烟气排放量和污染物含量
延迟焦化加热炉为双辐射室四管程双面辐射立式炉型，采用了热管空气预热器、扁平焰低NOx火咀、氧含量在线检测仪、鼓风机引风机变频技术。在此基础上，通过优化操作，有效控制炉膛氧含量在2%～4%、负压在-20～-40pa，从而控制制烟气中的氧含量≯5%，一氧化碳≯100mL/m3，加热炉过剩空气系数在1.2左右,热效率可达90%，从而减少了加热炉烟气排放量。
加热炉炉底共设有128套WBNP-DQ50型低NOx扁平焰气体燃烧器，这种燃烧器的特点就是具有良好的燃烧效果和环保效果，能保证燃料和供风充分混合，使燃料最大程度完全燃烧，氮氧化物、不完全燃烧产物等污染物生成量少。加热炉部分烟气检测数据见表1。
表1 加热炉部分烟气检测数据
时间
O2
%
CO2
%
Eair
%
CO/
(mL·m-3)
NO/
(mL·m-3)
NO2 /
(mL·m-3)
NOx/
(mL·m-3)
SO2/
(mL·m-3)
2005年
4.1
13.0
1.23
0
12
0.6
13
2
2006年
4.5
12.0
1.25
54
7
0.8
8
1
2007年
3.8
9.7
1.21
34
65
0
65
24
1.4.2冷焦水旋流分离、密闭处理技术
装置冷焦水处理采用了罐式隔油分离、过滤和水力旋流分离、密闭冷却技术。焦炭塔冷焦结束后，放水至冷焦热水罐，经沉降排污、浮油后，用冷焦热水泵经旋流除油器除油、空气冷却器冷却后，送入冷焦冷水罐，冷焦水实现密闭循环使用。表2为冷焦水除油效果。
表2 冷焦水除油效果
部位
含油量
旋流除油器入口
237.37
旋流除油器出口
81.41
冷焦冷水罐出口
59.03
在采用先进生产工艺的基础上，车间进一步优化操作，严格控制焦炭塔改溢流时间和放水温底，并在放水时向冷焦热水罐补冷水，以进一步降低冷焦水温，减少冷焦热水罐向大气挥发的有毒气体量，改善周围大气环境。
由于装置炼制高硫高酸油，冷焦热水释放有毒气体危害较大，车间已增上技措项目，在冷焦热水罐处增加碱液吸收设施，以吸收冷焦热水释放的有毒气体。目前，该项目正在施工，投用后将会彻底解决焦水对周围环境的污染。
1.4.3安全阀放空及设备排凝实现密闭排放
装置油气、瓦斯系统安全阀放空及设备排凝全部采用专线进入装置低压火炬罐，经排凝后进入炼厂低压火炬系统的气柜进行回收。
1.5加强管理，减少焦粉污染
装置采用储焦池储存焦炭，能容纳装置14天生成的焦炭13000t。但是，当储焦池内焦炭堆积过高及焦炭装车时，部分焦炭易风化成焦粉而随风飘移，对周围环境形成污染。
为防止焦粉污染环境，车间采取了以下措施：（1）储焦池内保持高水位，使焦池内时刻保持湿润以避免焦炭风化；（2）及时进行抓焦、外运，防止焦炭堆积过高；（3）对焦炭塔出焦口处护板加宽加高，防止跑焦；（4）崔炭塔呼吸线移至二沉池，防止储焦池内焦粉蒸汽带出；（5）在储焦池围墙外增加地沟，以便将焦粉和部分溢出的切焦水回收至二沉池。
1.6积极治理，降低噪声污染
在装置噪声治理方面，车间也积极采取措施，降低装置噪声污染，保证职工的身体健康。
（1）焦炭塔48m除焦操作间在除焦过程中，噪声检测超标。2005年，车间将操作间重新规划，将操作间与除焦设备隔离，单独隔出一个小操作间，取得了良好的治理效果。
(2)装置大功率设备，如高压水泵、加热炉进料泵等电机均采用隔音罩，降低噪音。
(3)加热炉采用强制通风，风箱内采用保温消音棉，鼓风机、引风机采用变频技术，降低了加热炉区的噪音污染。
(4)装置所有空气冷却器设置联体风箱，部分可调节风机翼片角度，有效降低了空冷器运行噪音。
(5)装置3.5MPa、1.0MPa蒸汽放空口均设置消音器，在装置开停工和处理事故时，避免蒸汽放空产生的噪音危害。
2 处理炼油厂产生的“三废”
2.1 处理污水处理场浮渣
浮渣是炼油厂污水处理场在浮选工艺过程中形成的，长期以来炼油厂污水处理场产生的浮渣，是在脱水后委托外单位外运出厂处理。由于在外运处理过程中有可能出现二次污染或污染转移现象，因此浮渣的处置一直是炼油厂环保治理的大问题。
为解决这一环保难题，在考察论证的基础上，2005年4月份装置检修时完成了焦化装置回炼浮渣技术改造项目，并于7月份投用正常。
焦化装置回炼浮渣技术是在焦炭塔大吹汽结束后，将浮渣作为辅助小给水从焦炭塔塔底的给汽给水线注入，利用焦炭塔余热对浮渣进行气化分离。该浮渣回炼工艺自投用来运行正常，，每天回炼浮渣25t，每天可回炼浮渣25×365=9125t，创造了巨大的经济效益和环保效益。
2.2 处理炼油厂轻污油
炼油厂轻污油原来主要是由催化装置回炼，后来由于影响到催化汽油含硫量而不得不停止回炼，致使炼油厂炼污油库存升高，影响到炼油厂生产装置的安全生产。为解决这一问题，2005年4月份装置检修时增加了轻污油作为分馏塔中段回流进分馏塔回炼流程，并于6月份投用正常，彻底解决了炼油厂轻污油的退路问题，保证了装置的安全生产，为炼油厂做出了贡献。
2.3 冷切焦水系统补水改为排海水
焦化装置冷切焦水在焦炭塔冷焦、切焦过程中每天约消耗400t，原采用新鲜水作为补充水，造成极大的新鲜水资源浪费。在经过技术论证后，2006年10月份，装置冷切焦水系统补水改为排海水，既减少了焦化装置的新鲜水用量，又回收利用了炼厂污水，为炼厂最终实现污水零排放奠定了基础。
3 结 论
(1)延迟焦化装置通过不断完善和优化生产，回炼了装置自身产生的污油，降低了含硫污水，含油污水量及废气排放量，并对装置焦粉污染、噪音污染进行了治理，取得了良好效果。
(2)延迟焦化装置根据自身工艺特点，积极处理厂产生的“三废”，回炼了污水处理场浮渣和炼厂轻污油，并回收利用了炼厂排海水，为炼厂的环保工作做出了积极贡献。
(3)延迟焦化装置通过加强管理和技术改造，提高了装置的生产运行水平，达到了减污、降耗、节能的目的，实现了延迟焦化装置的清洁生产。