延遲焦化裝置冷焦水系統密閉處理技術的應用

朱海燕

（中國石油遼陽石化分公司煉油廠，遼寧 遼陽 111003）

延遲焦化裝置冷焦水系統密閉處理技術的應用

朱海燕

（中國石油遼陽石化分公司煉油廠，遼寧 遼陽 111003）

針對某煉油廠延遲焦化裝置的冷焦水系統敞口沉淀池、貯水池帶來的設備管道、操作人員及環境問題，采用急冷-除焦-密閉除焦除油-后置空冷器新工藝對冷焦水系統進行密閉處理，介紹了其工藝流程。實際應用情況表明，基本解決了原敞開式處理工藝存在的問題，收到了較好的效果。

延遲焦化；冷焦水；密閉處理；工業應用

延遲焦化工藝作為將重質油轉化為高附加值的輕質產品的主要手段之一，具有技術成熟、工藝投資低、汽柴比高等優點。但隨著原油加工的重質化、劣質化，特別是煉制進口高硫原油，其冷焦水系統的惡臭氣體散發已成為最大污染源，面臨著提高技術水平，減輕環境污染的雙重難題［1-3］。

某煉油廠延遲焦化裝置的冷焦水系統沉淀池、貯水池原設計均為敞口，沉淀池用于收集焦炭塔冷焦后的熱水，這部分冷焦水為循環水，經長期、反復地使用，其硫化物、揮發酚、氰化物等有毒有害物質含量會逐漸增高，在焦炭塔冷焦處理溢流和放水時，從池中揮發出部分含有硫化物、揮發酚、氰化物的惡臭氣體和油氣，一方面加快金屬設備及管道腐蝕，另一方面對現場作業人員的身心健康和周圍環境造成一定程度的危害。2006年，該廠5.50 Mt/a高硫俄羅斯原油常減壓裝置建成投產后，冷焦水系統惡臭污染更加嚴重。因此必須徹底進行治理［4-5］。

1　原冷焦水處理工藝

原工藝流程如圖1所示。

存在以下問題：

1）環境污染嚴重。焦炭塔頂高溫冷焦水夾帶水汽、油氣、油泡沫和微量焦粉經溢流管排入沉淀池，水中大量揮發性有機物在高溫下進入空氣中，散發出強烈惡臭。冷焦水送至涼水塔鼓風冷卻時，高溫冷焦水中易揮發的有機物被不斷吹脫、蒸發、散逸，對周圍環境造成較嚴重污染。隨著冷焦水不斷循環使用，有害物質不斷積聚，加重了環境污染和對人身健康的威脅。

圖1　原冷焦水處理工藝流程

2）除油效率低。冷焦水含污油量多水處理以隔油為主，主要利用油-水密度差去除直徑60～150 μm的油粒，冷焦水循環使用過程中，其組成日趨復雜，乳化嚴重，油珠粒徑分布細小，除油效果變差。

3）冷卻效果差。冷焦水含有一定量的焦粉以及重質乳化油會造成涼水塔填料被油粘附和堵塞，換熱效果差，水溫難以滿足工藝要求，在實際運行中，水溫經常會超過70℃，延長了冷焦時間。

4）冷焦水處理難度大。冷焦水與其他含油污水有明顯不同，其組成為三相混合物，含油污水、蒸汽和焦粉。在含油污水中油的密度達到0.94 g/cm3（標準狀態）與水的密度非常接近。焦粉吸附污油，造成沉淀池底部、冷焦水中均混有焦粉，導致逐級沉降隔油處理效果差。

2　新冷焦水處理工藝

為解決原冷焦水處理工藝存在的問題，引進了急冷-除焦-密閉除焦除油-后置空冷器新工藝，流程如圖2所示。

圖2　新冷焦水處理工藝流程

1）急冷系統。新工藝在冷焦水由焦炭塔溢流到冷焦水沉淀池的管線上增加1臺水-水混合器，采用空冷后部分低溫冷焦水對150℃高溫溢流水急冷，將進入冷焦水沉淀池的水溫冷卻至85℃以下，減少有害和惡臭物質的揮發量。

2）沉降系統。利用原有沉淀池對溢流水進行預沉降分離，冷焦水夾帶的大顆粒焦粉在沉淀池內沉降，大部分相對密度大于1.0的大顆粒焦粉以及部分重油在沉淀池內分離，經過沉淀池預沉降分離的冷焦熱水進入吸水池。

3）過濾除焦。新工藝增加一臺除焦過濾器，該過濾器為自清洗刮板式，可以將冷焦水所含的焦粉去除，過濾精度150 μm。該過濾器可在線自清洗，根據壓差或設定時間定期由電機驅動過濾器內部刮刷自動清洗濾網內表面，將聚在濾網內表面的焦粉刮落，大量焦粉隨污水排至焦池集。冷焦熱水由熱水泵送至新增的除焦過濾器，水中大于150 μm的焦粉顆粒聚集在濾網內表面，大大降低了冷焦熱水中的焦粉含量，過濾后的冷焦熱水進入緩沖罐。冷焦熱水緩沖罐利用裝置原污油罐，頂部設排油口，定期將罐頂部的污油排入污油池。

4）密閉除焦、除油。自冷焦熱水罐出來的冷焦熱水仍含有一定量的油和焦粉，如直接進空冷器，容易造成空冷器堵塞，影響冷焦水的冷卻和長周期正常操作。采用旋流技術，新增2臺旋流除焦器和2臺型旋流除油器，并聯兩路，每路串聯除焦器、除油器各1臺。旋流分離器被認為是一種高效節能型分離技術，工業實驗表明，旋流技術應用在冷焦水系統除焦除油效率較高［6-7］。因此進入空冷器前先進行旋流除焦、除油器，將水中焦粉去除送到儲焦池，除去污油送到污油罐。

5）冷卻系統。冷焦水自旋流除油器進入空冷器冷卻至55℃左右，少部分返回進入混合器作為高溫冷焦水的急冷水，大部分排入冷焦水貯水池供焦炭塔冷焦使用。空冷器與涼水塔相比，其優點是能有效避免水中易發揮有機物進入大氣。冷焦水中可能造成管束堵塞的焦粉，經除焦過濾器和旋流除油器后已經除去。

6）脫臭吸附系統。為避免冷焦沉淀池、冷焦水貯水池、冷焦熱水緩沖罐散發的氣體排入大氣中，此次改造分別將原敞口的冷焦沉淀池和冷焦水貯水池加蓋密封，并在兩池頂設置脫臭吸附器。冷焦熱水緩沖罐頂氣體也引入脫臭吸附器。脫臭吸附器內裝填脫臭吸附劑，吸附冷焦水系統所有排放廢氣中的惡臭組分。

3　結論

1）新工藝降低了冷焦水溫度，提高了冷焦效果。冷焦水系統焦粉和污油脫除效率提高，改善和提高冷焦水系統設備可靠性及運轉效率?；緦崿F了冷焦水系統的密閉循環，減輕有毒有害氣體對環境的污染和人身傷害。

2）此次改造在原有工藝流程、設備基礎上進行，原冷焦水沉淀池、吸水池、隔油池和貯水池及部分機泵得到充分利用，減少了改造工程量，節省了投資。

［1］洪冰.處理后焦化冷焦水對環境空氣質量的影響分析［J］.氣象與環境學報，2007，23（3）:54-57.

［2］余偉，姚竹.煉油廠延遲焦化裝置冷焦水密閉脫臭處理［J］.環境科學與技術，2007，30（10）:80-81.

［3］方向晨，劉忠生，王學海.煉油企業惡臭氣體治理技術［J］.石油化工安全環保技術，2008，24（5）:48-50.

［4］邱東聲，王建文，汪華林.焦化冷焦水處理技術研究［J］.環境污染治理技術與設備，2003，4（9）:68-69.

［5］王建文，汪華林.延遲焦化裝置冷焦水密閉處理技術的研究［J］.煉油技術與工程，2006，36（2）:25-28.

［6］徐江華，李和杰，甘麗琳.冷焦水密閉處理工藝流程設計及工業應用［J］.煉油技術與工程，2007，37（8）:18-20.

［7］王明芳.冷焦水密閉技術在延遲焦化中的應用［J］.煉油技術與工程，2011，41（3）:19-22.

經驗交流

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X742

B

10.3969/j.issn.1006-6829.2016.02.010

2016-02-23