關(guān)鍵詞 | 延遲焦化 放空系統(tǒng) 改造
導(dǎo)讀：延遲焦化裝置放空塔系統(tǒng)使用的典型技術(shù)為閉式塔內(nèi)接觸冷卻技術(shù)，其主要作用是處理焦炭塔冷焦期間大吹汽、給水操作階段產(chǎn)生的高溫蒸汽，并回收高溫蒸汽所攜帶的部分油氣。放空塔底產(chǎn)生的污油管輸至污油罐，經(jīng)過靜止重力沉降后作為焦炭塔頂急冷油回?zé)挘趴账敭a(chǎn)生的不凝氣直接排放至低壓燃料氣系統(tǒng)。
隨著國內(nèi)原油加工不斷向重質(zhì)化、劣質(zhì)化、高含硫方向發(fā)展，素有“黃金垃圾桶”之稱的延遲焦化裝置加工的原料更加劣質(zhì)，放空塔系統(tǒng)產(chǎn)生的含硫污水中油含量和焦粉攜帶量大幅提高，導(dǎo)致含硫污水乳化嚴(yán)重，塔頂冷卻系統(tǒng)易堵塞、凍凝，輕重污油分離效果差及含硫污水排放不達(dá)標(biāo)。雖然近期國內(nèi)研發(fā)了各類污水除油技術(shù)，但大部分技術(shù)脫焦粉、除油性能兩者不能兼顧，或效果一般，且存在一定的運行成本。
存在問題及分析
典型的延遲焦化裝置放空塔系統(tǒng)流程比較簡單，焦炭塔在冷焦過程中產(chǎn)生的大量油氣僅僅在放空塔內(nèi)起到接觸冷卻的作用，冷卻后塔頂產(chǎn)生的尾氣進(jìn)低壓燃料氣系統(tǒng)，塔底產(chǎn)生的污油和污水合并一起進(jìn)入裝置內(nèi)1000m3污油罐進(jìn)行自然沉降分離，污油罐分離后的污水進(jìn)污水汽提裝置，污油作為焦炭塔急冷油進(jìn)行回?zé)挕?/span>
放空塔系統(tǒng)原則流程見圖1。
傳統(tǒng)的放空塔系統(tǒng)為間隙性操作，在焦炭塔冷焦過程運行，其他時間則停用。停用后放空塔內(nèi)物料慢慢冷卻，水蒸氣冷凝并在放空塔底積聚，當(dāng)放空塔系統(tǒng)再次運行時，因塔底無持續(xù)熱源，隨著高溫物料的進(jìn)入，塔底冷凝水突沸，引起塔底泵抽空，塔頂回流中斷。高溫油氣攜帶大量污油、焦粉沖出塔頂，造成塔頂空冷器易堵塞，冷卻效果差，以及塔頂回流罐污水含油率高、污水?dāng)y帶焦粉、乳化嚴(yán)重等問題，油水分離效果變差。放空塔頂污水硫質(zhì)量濃度化驗分析一般在400~2000mg/L，污水性質(zhì)見表1。
技術(shù)改造
對延遲焦化裝置放空塔流程、存在問題和污水帶油原因進(jìn)行詳細(xì)分析。一方面，采用高效氣液接觸噴淋技術(shù)，提高對油氣中焦粉的洗滌作用，保證塔頂氣相清潔，不攜帶重油，避免焦粉堵塞塔頂空冷器；另一方面，增加放空塔底重沸器，塔頂增加噴淋設(shè)施，油水分離罐增設(shè)強(qiáng)化分離內(nèi)件，進(jìn)料線增加溫度控制等。設(shè)備的增加與流程的優(yōu)化，實現(xiàn)了放空塔的平穩(wěn)連續(xù)操作，徹底解決了放空塔系統(tǒng)含硫污水分離難、帶焦粉、含油率高等問題，確保放空塔系統(tǒng)的問題得到根本性解決。改造后的流程如圖2所示。
1.塔底正價熱源
放空塔底增加重沸器，以延遲焦化裝置出裝置蠟油(200℃左右)為熱源，維持放空塔底溫度不低于150℃。不僅實現(xiàn)了低溫?zé)岬睦茫沂顾撞辉俜e聚冷凝水，最大幅度降低了操作波動，有利于裝置的安全生產(chǎn)，同時為裝置外重污油的連續(xù)回?zé)捥峁┝吮Ｕ稀?/span>
2.進(jìn)料增加熱蠟
在放空塔進(jìn)料線上增加250℃左右的熱蠟流程，其作用：
①給放空塔系統(tǒng)提供熱量，避免放空塔底產(chǎn)生冷凝水；
②提供連續(xù)操作所需物料，避免焦炭塔急冷油頻繁切換；
③置換物料，確保焦炭塔頂急冷油性質(zhì)相對穩(wěn)定，改善放空塔頂回流的質(zhì)量。在放空塔系統(tǒng)無污油產(chǎn)生的情況下，根據(jù)放空塔底液位及溫度情況，放空塔適當(dāng)補充250℃的熱蠟油，可使放空塔系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)運行，避免頻繁切換焦炭塔急冷油，減輕操作工的勞動強(qiáng)度。
3.塔頂增加噴淋
延遲焦化裝置擔(dān)負(fù)全廠輕重污油的回?zé)捜蝿?wù)，但裝置外的重污油有“油包水”“水包油”問題，可能會出現(xiàn)塔底泵抽空現(xiàn)象，難以直接進(jìn)入放空塔進(jìn)行回?zé)挕８鶕?jù)重污油特性，某焦化裝置放空塔將12層篩板塔盤拆除上面6層，放空塔頂改為兩層噴淋系統(tǒng)，噴淋霧化粒徑100~800μm，并實現(xiàn)200%的塔面積覆蓋率。重污油通過噴淋系統(tǒng)的霧化作用，在放空塔內(nèi)通過與高溫油氣的傳質(zhì)傳熱，較容易實現(xiàn)油水分離。分離出的水相進(jìn)入塔頂油水分離罐，分離出的油相進(jìn)入塔底，作為焦炭塔急冷油使用。噴淋的冷卻除塵效果較好，去除焦粉能力強(qiáng)。噴淋技術(shù)的運用，較好地解決了放空塔頂含硫污水含油高、帶焦粉等難題。
4.分液罐增加內(nèi)件
回流罐中增加強(qiáng)化油水分離內(nèi)件，主要是預(yù)分離設(shè)施、整流聚結(jié)設(shè)施、隔板、電容式界位儀等。通過擴(kuò)大水相區(qū)容積，提高污水的沉降時間，并進(jìn)行有效、準(zhǔn)確的檢測，改造后取得了較好的油水分離效果，且界位控制穩(wěn)定。分液罐內(nèi)件見圖3。
5.增加柴油流程
在放空塔頂油氣進(jìn)空冷器前增加柴油進(jìn)空冷器流程，輔助控制放空塔頂溫度，同時利用柴油溶解性強(qiáng)、密度相對較小等特點，溶解空冷器管束中的重油，避免空冷器管束堵塞；柴油進(jìn)入油水分離罐后，由于與水存在密度差，分離相對容易。
6.自動控制
延遲焦化裝置的生產(chǎn)特性為焦炭塔系統(tǒng)間隙操作，放空塔主要作用是處理焦炭塔來的油氣，放空塔系統(tǒng)隨焦炭塔特性變化操作波動較大，且機(jī)泵、閥門均為現(xiàn)場手動控制，導(dǎo)致操作上存在一定的難度和勞動強(qiáng)度，常常因操作不及時，出現(xiàn)塔底泵抽空、沖塔、空冷器堵塞等生產(chǎn)異常情況。為達(dá)到精準(zhǔn)穩(wěn)定控制效果，適應(yīng)焦炭塔系統(tǒng)的間隙操作，也能適應(yīng)連續(xù)操作，對放空系統(tǒng)進(jìn)行自動控制改造，主要內(nèi)容如下。
(1)回流罐底污油泵和污水泵均改為變頻機(jī)泵，適應(yīng)焦炭塔系統(tǒng)間隙操作，避免頻繁啟停操作；高溫油氣進(jìn)放空塔前控制溫度，避免放空塔頂溫度控制不住而超溫。
(2)空冷器風(fēng)機(jī)改為變頻控制，控制空冷器冷后溫度不低于80℃，一方面確保空冷器管束不產(chǎn)生凝堵現(xiàn)象，另一方面控制油氣進(jìn)塔頂回流罐溫度在合適的溫度區(qū)間，降低油品的黏度，加快高油污水的沉降分離速度。
(3)回流罐新增電容式界位儀，界位控制平穩(wěn)。放空塔系統(tǒng)經(jīng)以上自動控制改造后，回流罐頂壓力控制較改造前平穩(wěn)，未發(fā)生過沖塔現(xiàn)象。將回流罐頂燃料氣進(jìn)壓縮機(jī)入口進(jìn)行回收，約回收燃料氣5.0kt/a。
改造效果
1.含硫污水排放合格
放空塔系統(tǒng)經(jīng)過改造后，放空塔頂含硫污水帶油情況有明顯好轉(zhuǎn)，符合公司的污水外排指標(biāo)要求，數(shù)據(jù)見表2。
2.低溫?zé)崂?/span>
一般情況下，延遲焦化裝置產(chǎn)蠟油45t/h，進(jìn)空冷器溫度為230℃左右，日常控制出裝置溫度不高于160℃，浪費了部分熱量。本次改造對出裝置蠟油進(jìn)行低溫?zé)崂茫瑢⑷砍鲅b置蠟油給放空塔系統(tǒng)提供熱量，經(jīng)設(shè)計核算，全年可降低裝置能耗約為8400MJ。
3.節(jié)能降耗
經(jīng)過改造，延遲焦化裝置停用污油罐，減少了污油罐頂尾氣對周邊環(huán)境的污染，同時停用了2臺30kW污油泵和2臺22kW污水泵。另外，將3臺空冷器改為變頻空冷器，2臺污水泵和1臺污油泵均改為變頻泵，經(jīng)設(shè)計核算，改造后全年可降低裝置能耗約700MJ。
