劉　健 ， 翟志清 ， 侯繼承 ， 黃永芳

(1.中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽　471012 ； 2.洛陽石化工程設(shè)計有限公司 ， 河南 洛陽　471012)

延遲焦化裝置功能化開發(fā)利用的技術(shù)探索

劉健1， 翟志清1， 侯繼承1， 黃永芳2

(1.中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽471012 ； 2.洛陽石化工程設(shè)計有限公司 ， 河南 洛陽471012)

通過流程改造和技術(shù)攻關(guān)，延遲焦化裝置實現(xiàn)了煉廠輕污油、重物油、催化輕油漿、輕烴、煉廠“三泥”、廢環(huán)丁砜、廢潤滑油的回?zé)捄蜔o害化處理，探索出了一系列處理煉廠廢料的新工藝和新技術(shù)，實現(xiàn)了煉廠污油的常態(tài)化回?zé)捄蜔拸S“三泥”等廢料的綠色環(huán)保處理。同時也實現(xiàn)了延遲焦化裝置從單一的渣油加工變?yōu)槎喙δ艿拈_發(fā)利用，既能變廢為寶、效益最大化，也從根本上解決了困擾煉廠的環(huán)保難題，對同類裝置具有指導(dǎo)作用和借鑒意義。

延遲焦化 ； 污油 ； 三泥 ； 環(huán)丁砜 ； 廢潤滑油

0　前言

隨著煉廠的產(chǎn)品質(zhì)量升級和環(huán)保要求的日趨嚴(yán)苛，石油加工過程中產(chǎn)生的各種廢料越發(fā)難以回收利用或處理，這些廢料無法處理則會造成嚴(yán)重的資源浪費和帶來沉重的環(huán)保壓力，沒有合適的處理辦法則會加大煉廠成本投入，影響經(jīng)濟效益。中石化洛陽分公司產(chǎn)生的廢料有輕污油、重物油、催化輕油漿、輕烴、廢環(huán)丁砜、煉廠“三泥”、廢潤滑油等。為解決企業(yè)面臨的一系列難題，該公司延遲焦化裝置不斷挖掘裝置潛能，突破單一的加工路線，嘗試開發(fā)裝置的新功能。目前，通過一系列的流程改造和技術(shù)攻關(guān)，在確保本質(zhì)安全的前提下，該裝置實現(xiàn)了以上廢料的回收利用和綠色環(huán)保處理。延遲焦化裝置主要工藝流程如圖1所示。

1　油品回?zé)?/h2>

1.1回?zé)捿p污油

煉廠產(chǎn)生的輕污油原來只能進催化裝置回?zé)挘S著加工原油的不斷劣質(zhì)化和重質(zhì)化，輕污油硫含

圖1　延遲焦化裝置原則流程圖

量增加，輕污油進催化裝置會影響到產(chǎn)品質(zhì)量。焦化裝置對原料適應(yīng)性強，液體產(chǎn)物全部為中間產(chǎn)品，從理論上具備處理條件。輕污油來源主要由三部分組成：汽柴油加氫過濾器反沖洗產(chǎn)生的污油；酸性水汽提裝置汽提產(chǎn)生的污油；各裝置產(chǎn)生的凝縮油。通過化驗分析可知，輕污油組分多為柴油，考慮到組分相近，選擇焦化分餾塔中段進行回?zé)?，?jīng)過流程改造后回?zé)捿p污油流程如圖2所示。(粗黑線為外來輕污油流程)。2014年1-9月份共回?zé)? 129 t輕污油。

圖2　輕污油回?zé)捔鞒虉D

輕污油進分餾塔中段回?zé)捄螅瑢Ψ逐s塔下部的操作沒有太大影響，對中上部尤其是中部影響較大。其他操作參數(shù)基本不變的前提下，當(dāng)控制回?zé)捔繛?0 t/h 時，中段回流溫度及柴油抽出溫度分別下降37.54、17.60 ℃。輕污油回?zé)捚陂g，干氣、液態(tài)烴、汽油、柴油和蠟油平均收率分別提高0.08%、0.18%、1.04%、1.29%、1.05%，裝置液收提高了3.56%。但是在回?zé)捿p污油時，由于輕污油的溫度低，為了保證上部的熱量，通常關(guān)小中段油回流和柴油上回流，分餾塔各側(cè)線與渣油換熱量變少，會使渣油進加熱爐溫度下降，為保證加熱爐出口溫度，加熱爐瓦斯耗量會增多。通過熱量衡算，當(dāng)控制回?zé)捔繛? t/h時，裝置能耗每噸增加0.277標(biāo)油。

根據(jù)操作經(jīng)驗可知，在回?zé)捿p污油過程中要注意一下幾點：①回?zé)捿p污油前，首先要加強罐區(qū)脫水，并關(guān)注輕污油組分分析，回?zé)挄r提前對分餾各側(cè)線進行調(diào)整，降低柴油回流量，并減少頂循系統(tǒng)取熱負(fù)荷，盡量保證分餾熱量平衡。要及時關(guān)注輕污油進裝置量、回?zé)捔考拔塾凸抟何坏淖兓龊梦锪掀胶?。②回?zé)捿p污油時對分餾產(chǎn)品質(zhì)量會造成影響，柴油初餾點至95%點明顯降低，通過比較中段回流溫度及柴油抽出溫度隨回?zé)捔康淖兓闆r， 可以控制輕污油回?zé)捔吭?～8 t/h，既可以保證較大的回?zé)捔?，又可以減少對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。③根據(jù)焦炭塔生產(chǎn)節(jié)點調(diào)整回?zé)捔?，在焦炭塔預(yù)熱或切塔初期，分餾塔的熱量較少，應(yīng)及時降低回?zé)捔?。在焦炭塔小吹汽或生產(chǎn)后期，可以提高回?zé)捔?，但?yīng)將柴油集液箱液位提前低控，防止柴油產(chǎn)量增大出裝置不暢。④因輕污油含水且輕組分較多， 容易造成分餾塔壓力及各段溫度大幅度波動，甚至發(fā)生分餾塔沖塔事故，嚴(yán)重時造成分餾塔頂回流罐液位居高不下，威脅到氣壓機的安全運行。因此要加強對分餾塔壓力、溫度的監(jiān)控，一旦壓力波動達到0.12 MPa或有沖塔情況，立刻停止污油回?zé)挕?/p>

1.2回?zé)捴匚塾汀⒋呋p油漿

按照原來煉廠條件，重污油只能進入原油系統(tǒng)，但由于重污油雜質(zhì)含量大，影響到電脫鹽及常壓系統(tǒng)的設(shè)備運行。通過流程改造，利用焦化蠟油至罐區(qū)線倒收罐區(qū)重污油至焦化重污油罐，靜置脫水后將其作為焦炭塔急冷油進行回?zé)挘?014年1-9月份共計回?zé)? 021 t，回?zé)捔鞒倘鐖D3所示(虛線為新加流程)。而催化輕油漿一般作為燃料油外賣，價格低。2014年6月，通過改造，焦化裝置借用重污油回?zé)捑€回收催化輕油漿進入渣油系統(tǒng)進行加工回?zé)?，目前已?jīng)成功回?zé)捿p油漿2 537 t，回?zé)捔鞒倘鐖D3所示(粗線為新加流程)。輕油漿經(jīng)過延遲焦化工藝，部分油漿可高溫裂解為汽柴油、蠟油組分，通過計算差價，可增加經(jīng)濟效益900余萬元。

圖3　重污油、催化輕油漿回?zé)捔鞒虉D

焦炭塔生產(chǎn)塔頂溫控制420 ℃±5 ℃，重污油溫度為90 ℃左右，重污油作為急冷油時，要嚴(yán)格控制重污油的含水量，一旦帶水嚴(yán)重則會造成生產(chǎn)塔頂溫、頂壓大幅度波動，極易造成高溫油氣法蘭泄漏著火，因此要密切關(guān)注重污油的化驗分析結(jié)果，回?zé)捛白龊梦塾凸薜撵o置脫水工作，防止帶水。而催化輕油漿進入原料系統(tǒng)進行回?zé)?，輕油漿密度較渣油輕，進入原料系統(tǒng)后，隨著換熱溫度的升高，會造成油漿中輕組分揮發(fā)，在原料中形成氣體，干擾流體流動狀態(tài)，如果摻煉比例過大，會造成原料泵和加熱爐進料泵抽空，嚴(yán)重威脅安全生產(chǎn)。因此，在回?zé)挻呋p油漿時要嚴(yán)格控制回?zé)捔?，?60 t/h的加工負(fù)荷，輕油漿摻煉量以不超過10 t/h為宜，在回?zé)掃^程中要嚴(yán)密監(jiān)控原料泵和加熱爐進料泵的運行工況，一旦影響機泵運行則要降低回?zé)捔炕蛘咄Ｖ够責(zé)挕?/p>

1.3回?zé)捿p烴

柴油加氫裝置柴油汽提塔頂部主要為液化氣組分的氣相(簡稱輕烴)直接進入高壓瓦斯系統(tǒng)，造成大量高附加值產(chǎn)品的浪費。焦化裝置經(jīng)過流程改造，輕烴從分餾塔頂空冷器A1121A的出口進入分餾系統(tǒng)，經(jīng)氣壓機壓縮、吸收穩(wěn)定分離出液化氣組分。焦化裝置回?zé)捿p烴后，將高附加值的液態(tài)烴組分進行回收，每月可創(chuàng)造的經(jīng)濟效益400余萬元，回?zé)捔鞒倘鐖D4所示。

由于現(xiàn)有流程中沒有設(shè)置流量計和調(diào)節(jié)閥，對輕烴回?zé)捔坎荒車?yán)格控制，需要根據(jù)經(jīng)驗現(xiàn)場調(diào)節(jié)手閥來控制流量；當(dāng)外來輕烴的組分、壓力、流量發(fā)

圖4　輕烴回?zé)捔鞒?/p>

生變化時均會影響氣壓機的操作，需要密切關(guān)注氣壓機工況，防止機組發(fā)生喘振；裝置滿負(fù)荷或者超負(fù)荷生產(chǎn)時，裝置自產(chǎn)富氣多，可回?zé)捿p烴0～2 000 m3/h，調(diào)節(jié)余地不大，對氣壓機的運行影響較?。谎b置低負(fù)荷生產(chǎn)時，裝置自產(chǎn)富氣量小，氣壓機的操作余量較大，可回?zé)捿p烴0～5 000 m3/h，調(diào)節(jié)余地大，回?zé)捔吭酱髣t氣壓機對外來輕烴的依賴越大，一旦輕烴中斷，將嚴(yán)重威脅機組的安全運行。因此，為了保證機組安全運行，回?zé)捔恳话憧刂啤? 000 m3/h。

2　廢料回收處理

2.1回?zé)挕叭唷?/p>

石油加工產(chǎn)生的含油污水在處理過程中產(chǎn)生大量含油污泥，主要包括隔油池底泥、浮渣、活性污泥以及油罐底部沉積的油泥等，通常簡稱為“三泥”。 “三泥”通常含油率為5%～50%，同時伴有一定量的固體。從化驗分析數(shù)據(jù)看，污水處理裝置的“三泥”組成為油含量0.5%～8%，水含量85%～96%，固含量4%～15%，部分“三泥”組成如表1所示?！叭唷钡膩碓粗饕ㄎ鬯幚硌b置均質(zhì)調(diào)節(jié)罐罐底泥及CPI(斜板隔油)、CAF(渦凹氣浮)、ADAF(斜板加壓氣浮)的池底泥，CAF、ADAF氣浮產(chǎn)生的浮渣，煉油、化纖生化系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余活性污泥等。如果原油加工量按800萬t/a計算，每年將產(chǎn)生約3 000 m3池底泥， 800 m3浮渣和30 000 m3活性污泥。這些含油污泥中含有的苯系物、酚類、蒽、芘等物質(zhì)有惡臭味和毒性[1]，如果處理不當(dāng)則會造成地下水、土壤、大氣的環(huán)境污染，從而對人類健康和生態(tài)安全造成威脅。但含油污泥的性質(zhì)特殊，其脫水和處理技術(shù)難度大，成本高，一直是困擾我國煉油企業(yè)的環(huán)保難題。

表1　 “三泥”組成化驗分析數(shù)據(jù)表

焦化裝置通過技術(shù)改造，在焦炭塔吹汽結(jié)束后隨小給水進入焦炭塔，利用焦化過程的廢棄熱量或過熱余熱使含油污泥中的有機組分經(jīng)高溫?zé)崃呀庾兂山够瘹庖寒a(chǎn)物，固體物質(zhì)被石油焦捕獲沉積在石油焦上，這樣可從根本上解決煉廠“三泥”處理的難題，回?zé)捔鞒倘鐖D5所示。每個生焦周期預(yù)計可回?zé)挕叭唷?0 t，每年約有400個生焦周期，預(yù)計每年可處理4 000 t“三泥”。4 000 t“三泥”中約15%轉(zhuǎn)化為焦炭，每年還可創(chuàng)造經(jīng)濟效益80余萬元。

圖5　 “三泥”在焦炭塔給水階段處理原則流程圖

2.2回?zé)拸U環(huán)丁砜

芳烴裝置每年產(chǎn)生廢環(huán)丁砜7～8 t，之前這部分廢環(huán)丁砜都是外委處理，隨著廢劑處理日益走上規(guī)范化程序，以往處置途徑無法繼續(xù)實施。 環(huán)丁砜熔點27.4～27.6 ℃，沸點285 ℃，相對密度1.261(30 ℃)；可與水、混合二甲苯、甲硫醇、乙硫醇混溶；溫度超過230 ℃時分解成二氧化硫和其它物質(zhì)，與氧接觸的情況下分解速度加快到5倍，惰性環(huán)境下分解為二氧化硫和小分子烴類，含氧環(huán)境下易產(chǎn)生磺酸及酸性聚合物，其它包括羧酸、醛類等物質(zhì)；為微毒性化合物。由于環(huán)丁砜溶劑與水互溶，加入污油罐內(nèi)易隨水相脫出，可操作性不強，為實現(xiàn)廢環(huán)丁砜規(guī)范安全環(huán)保處理和減少對周圍環(huán)境污染，特單獨設(shè)置一套回收系統(tǒng)，將外來桶裝廢環(huán)丁砜加入環(huán)丁砜罐然后經(jīng)計量泵送入焦炭塔頂進行回?zé)挕；責(zé)挄r間一般為焦炭塔切換之后，生產(chǎn)塔的頂溫大于410 ℃且穩(wěn)定之后，開始回?zé)挱h(huán)丁砜，下次切塔之前半小時停止回?zé)?，控制加劑量?0～20 L/h，焦化裝置已累計回?zé)?4桶廢環(huán)丁砜。

2.3回?zé)拸U潤滑油

煉廠回收的廢潤滑油作為一種高危廢物，煉廠自身難以處理，委托外部企業(yè)處理則成本較高。經(jīng)過前期大量的分析論證，延遲焦化裝置新上一套廢潤滑油回收設(shè)施，將廢潤滑油回收進重污油罐和重污油混合，混合均勻之后作為急冷油進入焦炭塔回?zé)挘媒固克?20 ℃左右的高溫使廢油和雜質(zhì)分離，油氣進入分餾塔切割分離，真正做到“顆粒歸倉、變廢為寶”，回?zé)捔鞒倘鐖D6所示。2013年7-8月共計回?zé)拸U潤滑油176 t，2014年1-9月又陸續(xù)回?zé)?9 t廢潤滑油，每回?zé)? t廢潤滑油可創(chuàng)造效益4 000元，累計創(chuàng)造經(jīng)濟效益98萬元。

圖6　廢潤滑油回?zé)挸虉D

3　結(jié)論

通過技術(shù)攻關(guān)和流程優(yōu)化，延遲焦化裝置成功地探索出回?zé)挓拸S輕重污油、催化輕油漿、輕烴的工藝技術(shù)，利用焦化裝置的工藝特性巧妙地將煉廠“三泥”、廢環(huán)丁砜、廢潤滑油進行無害化處理，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，解決了困擾企業(yè)的環(huán)保難題，全面挖掘了裝置的潛能，最大限度地開發(fā)了裝置的新功能，實現(xiàn)了延遲焦化裝置的功能化利用。

[1]王毓仁，陳家偉，孫曉蘭. 國外煉油廠含油污泥處理技術(shù)[J].煉油設(shè)計,1999,29(9):51-56.

TQ050.2

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1003-3467(2015)03-0052-04

2014-12-05

劉健(1987-)，助理工程師，從事渣油加工工藝工作，電話：15838896495。