煉廠環(huán)保開停工及持續(xù)改進(jìn)

薛峰

（江蘇油田揚(yáng)州石化有限責(zé)任公司）

摘 要： 煉廠開停工方案必須持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)，要不斷總結(jié)歷次開停過程中經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，開停工方案在時間上要貫穿停工前的準(zhǔn)備和開工后的操作優(yōu)化，空間上要覆蓋到裝置內(nèi)的每個角落。

關(guān)鍵詞： 開停工；污染源；環(huán)境污染；防治；VOC

環(huán)保工作長期以來就是煉化企業(yè)的重點(diǎn)工作，隨著新環(huán)保法、安全生產(chǎn)法的實(shí)施，環(huán)保工作進(jìn)一步突出，關(guān)系到煉油裝置的生存與發(fā)展，而煉油裝置在開停工過程中，與正常生產(chǎn)相比，操作難度和復(fù)雜程度成倍增加，存在著較多的不確定因素，對于環(huán)境的治理與預(yù)防提出了更高的要求。

1.開停工過程中的污染源

煉油裝置經(jīng)長周期運(yùn)行后，會因結(jié)焦、結(jié)垢、設(shè)備疲勞等原因，影響裝置的運(yùn)行質(zhì)態(tài)，因此需要對煉油裝置進(jìn)行停工退料并徹底清掃，使裝置能夠達(dá)到全面檢維修時施工、動火的條件，而裝置開工前又需對系統(tǒng)重新充料。所以在開停工過程中，操作復(fù)雜程度較高，存在較多的不確定性，容易對環(huán)境造成沖擊，嚴(yán)重時會發(fā)生較大的環(huán)保、安全事故，下面就裝置開停工過程中的主要污染源進(jìn)行分析。

1.1固體污染物及浮塵污染

（1）反應(yīng)系統(tǒng)殘存催化劑

煉油廠的核心單元是反再單元，其本質(zhì)是流化催化裂化，整個單元都存在著不同形式的催化劑，當(dāng)系統(tǒng)被打開后，作為固體污染物的催化劑會到處飄散，對周邊環(huán)境造成污染。

反再系統(tǒng)殘存催化劑的多少決定了污染程度，而當(dāng)反再退料時，由于儀表測量存在死區(qū)，催化劑的殘存量是儀表無法測量的，特別是各循環(huán)線路，在無推動力的情況下，催化劑殘余存在較高的不確定性。

（2）反應(yīng)、分餾系統(tǒng)焦碳

反應(yīng)、分餾系統(tǒng)隨著周期的延長，所有與高溫油氣接觸的設(shè)備或多或少均會出現(xiàn)結(jié)焦的情況，而焦的主體為碳、催化劑和少量雜環(huán)化合物縮合而成，故被認(rèn)定為固體污物。

（3）塔器、容器、換熱器、窨井等處清理出的結(jié)垢物

裝置經(jīng)過長周期運(yùn)行后，塔器、容器、換熱器、窨井等處會清理出大量結(jié)垢物，結(jié)垢物中存在硫、氮、磷不同形式的化合物和多種碳?xì)浠希l(fā)出惡臭，主要來源于原油和加工過程添加的各類助劑。部分結(jié)垢物中因含F(xiàn)eS，遇空氣燃燒向空氣中釋放有害氣體SO2，甚至?xí)斐墒Щ鸹蛉松韨κ鹿省?/p>

（4）細(xì)小顆粒物產(chǎn)生的浮塵

細(xì)小顆粒物產(chǎn)生的浮塵主要包含催化劑揚(yáng)塵、防腐清罐揚(yáng)塵、保溫巖棉飄塵，浮塵因其顆粒度小，主要污染現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，危害施工、檢修人員的身體健康。

1.2.VOC的無序排放

（1）開停工過程中大量放火炬

裝置開停工屬于非正常操作，各運(yùn)行參數(shù)相互關(guān)聯(lián)制約，參數(shù)匹配性差，煉油廠吸收穩(wěn)定系統(tǒng)物料平衡、熱平衡和壓力平衡很難建立，會導(dǎo)致系統(tǒng)大量放火炬[1]（系統(tǒng)快速卸壓，瓦斯系統(tǒng)不能平衡，瓦斯氣經(jīng)火炬系統(tǒng)燃燒后排入大氣）。

（2）部分工藝管線采取開路吹掃

部分工藝管線特別是支線、盲端，不能形成閉路，停工處理時必須采取開路吹掃的方式進(jìn)行，造成了VOC的直接排放。

（3）吹掃不徹底形成的VOC殘余

吹掃時間不足、多點(diǎn)給汽、支線盲端處理不到位，都容易造成VOC殘余，在檢修期間隨著設(shè)備人孔打開而外溢，污染環(huán)境甚至發(fā)生惡性傷人、爆炸事故，即使在檢修期間被檢測出VOC不合格，不具備施工條件，后期處理也會存在較高風(fēng)險。

1.3.油品流失與現(xiàn)場排放

（1）吹掃不徹底造成現(xiàn)場排放

同樣由于吹掃不徹底，排放時容易出現(xiàn)油品排放，特別是換熱器因兩層吹掃不協(xié)調(diào)，在檢修抽芯時會產(chǎn)生風(fēng)險和環(huán)境污染，塔器因長周期運(yùn)行后淚孔堵塞，U型彎管線底端，吹掃、水洗不徹底而大量存油。停工檢修時，對容器檢查不徹底，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)識不清，過早將設(shè)備交與清洗鈍化公司處理，管理脫節(jié)，最終造成大量泄油事件，發(fā)生環(huán)境污染風(fēng)險和惡性安全事故風(fēng)險[2]。

（2）未采取合理回收措施的無序排放

部分盲端管線，，部分職工因環(huán)保意識淡薄、怕麻煩、趕時間等原因，未能及時處理管線中殘余油分，使殘油隨意無序排放，直接造成了油品的流失，污染現(xiàn)場環(huán)境。

（3）廢液的排放

煉油廠氣體脫硫系統(tǒng)在停工過程中，存在廢胺液的排放風(fēng)險，二乙醇胺脫硫劑自身存在較高的環(huán)境風(fēng)險，加上長期運(yùn)行后與硫醇、硫醚、含氮化合物等有害物結(jié)合，廢胺液的排放極易造成環(huán)境污染事故。

1.4噪音污染

開停工過程中的噪音污染主要有主風(fēng)放空、煙氣放空、吹掃蒸汽放空造成。

1.5水污染

煉廠污水正常生產(chǎn)時經(jīng)污水汽提初步處理后再經(jīng)污水處理廠處理后排放，在停工過程中，回產(chǎn)生大量污水，大大超出汽提裝置的處理能力，只能將污染低的污水直排給水廠處理。

2.開停工過程中污染的防治

2.1固體污染物及浮塵污染防治

（1）控制污染量

煉油廠開停工過程中固體污染物占比最大的是催化劑，主要存在于循環(huán)斜管及兩器底部，停工時充分考慮這些存余催化劑，可通過反復(fù)調(diào)壓差、延長卸劑時間來減少污染物。

反應(yīng)分餾系統(tǒng)的軟硬焦量的控制主要在日常生產(chǎn)中，加強(qiáng)長周期運(yùn)行管理，抓好裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，降低裝置操作波動頻次與幅度，注好油漿阻垢劑，減少裝置結(jié)焦。

對于保溫巖棉形成的浮塵，可通過升級材料來實(shí)現(xiàn)，有序施工，減少保溫層的破壞也是控制浮塵的手段。

（2）分類回收，防止擴(kuò)散

在開停工過程中，清理出的固體污染物，應(yīng)及時回收裝袋，并進(jìn)行分類，不要與可回收施工廢料混合，不能長時間放在現(xiàn)場，防止產(chǎn)生浮塵或因雨水、設(shè)備沖洗而擴(kuò)散，固體污染物的揮發(fā)也會造成環(huán)境二次污染，含F(xiàn)eS的固體污染物可能會因自燃而形成安全風(fēng)險。分類回收后的污染物可采取不同方式進(jìn)行無害化處理或儲存后集中委托有資質(zhì)處理單位處置，部分污染物可利用，如焦碳可作燃料。

2.2油品流失與現(xiàn)場排放控制

油品流失與現(xiàn)場排放控制相對容易實(shí)現(xiàn)，主要在開停工過程中注意細(xì)節(jié)管理，杜絕跑油事故發(fā)生，強(qiáng)化分級檢查制度，嚴(yán)把設(shè)備檢修質(zhì)量關(guān)，遵循設(shè)備啟用操作規(guī)范，弄清設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造，提高職工環(huán)保意識，嚴(yán)禁亂排亂放。吹掃時應(yīng)采取憋壓吹掃，逐條流程貫通，吹掃水洗相結(jié)合，系統(tǒng)不留殘油。

（1）消除廢胺液排放

消除廢胺液排放目前已實(shí)現(xiàn)，一是增設(shè)停工胺液儲罐，回收80%左右胺液，二是依靠專業(yè)公司的酸洗鈍化處理，處理后的廢液可直接向污水系統(tǒng)排放。分廠要配合清洗公司做好前期工作，確定合理清洗流程，做到不留死區(qū)。

（2）噪音污染控制

噪音污染控制方面，針對主風(fēng)、煙氣排放控制，主要是開工過程中合理控制兩器壓力，優(yōu)化升溫曲線，控制用風(fēng)量和煙氣放空量。對于吹掃蒸汽放空噪音控制，可通過閉路吹掃、控制系統(tǒng)壓力、減少吹掃放空時間來控制，同時通過增加放空消音器來控制噪音。

（3）水污染控制

水污染控制方面，針對多裝置排放，一是各裝置要控制好排放量，二是要合理安排好各裝置排放時間，三是需提前騰空緩沖池，污水排放時先進(jìn)緩沖池，后續(xù)處理。

3.開停工過程中環(huán)保工作的持續(xù)改進(jìn)

3.1結(jié)合開停工過程中的實(shí)際情況，持續(xù)優(yōu)化開停工方案

煉油廠做到環(huán)保開停工的依據(jù)就是優(yōu)化開停工方案，總結(jié)歷次開停工過程中經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，開停工方案在時間上要貫穿停工前的準(zhǔn)備和開工后的操作優(yōu)化，空間上要覆蓋到裝置內(nèi)的每個角落。

（1）確定合適的開停工時間節(jié)點(diǎn)

煉廠裝置共有常壓（含電脫鹽）、反應(yīng)、分餾、吸收穩(wěn)定、汽油分離、液態(tài)烴脫硫、污水汽提、循環(huán)水、主風(fēng)機(jī)和氣壓機(jī)等10個單元，主要裝置停工時間安排一般為5天，裝置均采用蒸汽進(jìn)行吹掃，而進(jìn)裝置蒸汽小時量是一定的，因此必須根據(jù)蒸汽消耗及人員安排來確定合適的開停工時間節(jié)點(diǎn)，防止蒸汽壓力低造成吹掃不徹底或操作人員精力不夠造成停工滯后。

煉廠瓦斯系統(tǒng)均設(shè)有低壓瓦斯回收系統(tǒng)，但其容量有限，在卸壓、吹掃時需要做到統(tǒng)籌安排，防止瓦斯氣排放量超過其容量，被迫從火炬系統(tǒng)燃燒后排放，而火炬燃燒效率較鍋爐低，其煙氣中VOC含量較高。下表為某公司煉油廠2014年開停工節(jié)點(diǎn)圖。

（2）細(xì)化吹掃方案，加強(qiáng)排空前檢查，延長密閉吹掃時間

煉廠裝置內(nèi)流程復(fù)雜，含有大量開停工或生產(chǎn)異常時使用管線，如裝置收油線、開工補(bǔ)油線、循環(huán)線等，此類流程由于生產(chǎn)時均處于停用狀態(tài)，在開停工時屬于易遺忘流程，如方案中未體現(xiàn)則有可能漏掃。

針對裝置內(nèi)含汽油介質(zhì)管線，采取先水頂后吹掃的方式，減少油品釋放。

為控制低壓瓦斯管線的溫升，吹掃后期塔器、容器蒸汽均通過頂部放空排入大氣，因此必須在排空前對其進(jìn)行檢查，檢查合格后再次吹掃4小時后排入大氣，減少VOC的排放量。

（3）持續(xù)優(yōu)化回收方案，減少溶劑排放量

裝置停車時，系統(tǒng)內(nèi)的溶劑應(yīng)盡可能回收，如液態(tài)烴脫硫裝置的乙醇胺溶液目前回收80%，剩余20%經(jīng)第三方公司處理后排入污水系統(tǒng)，其回收率仍可通過優(yōu)化回收方案來提高，一是換熱器及管線內(nèi)胺液仍應(yīng)通過其他方式回收利用，二是對設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)，減少塔器安全設(shè)置液封所需乙醇胺量。

（4）控制加工負(fù)荷提高速度

煉廠催化裝置開工初期，要實(shí)現(xiàn)不放火炬，需要打破傳統(tǒng)開工模式，實(shí)行“倒開車”，即先將氣壓機(jī)及穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)起來，主要原因有兩點(diǎn)，一是氣壓機(jī)未開時分餾系統(tǒng)瓦斯必須經(jīng)放入低壓瓦斯系統(tǒng)，二是裝置干氣質(zhì)量（C3以上組分含量）的控制是在吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，由于吸收穩(wěn)定系統(tǒng)需要在解吸平衡建立正常需要2小時，因此在開工后需要盡早建立分餾中段循環(huán)以供應(yīng)解吸熱量。

部分裝置解吸塔沒有開工熱源，可在低負(fù)荷時裝置需蒸汽量大時，降低吸收穩(wěn)定系統(tǒng)提壓速度，盡快將C2組分送出裝置，防止C2組分在裝置內(nèi)循環(huán)，造成系統(tǒng)壓力超高引起安全閥起跳，大量干氣及液態(tài)烴進(jìn)入低壓瓦斯系統(tǒng)。

從上表可以看出，在兩次分餾中段建立時間相當(dāng)?shù)那闆r下， 21日控制了反應(yīng)進(jìn)料提量速度，操作較5日得到明顯改善，一是穩(wěn)定塔頂壓力得到控制，5日時穩(wěn)定塔頂壓力接近安全閥排放壓力，二是干氣產(chǎn)量得到控制，21日時最高3.2t/h，減少了瓦斯系統(tǒng)平衡壓力。

3.2加強(qiáng)培訓(xùn)，提升職工的環(huán)保意識

煉油廠開停工是一項操作難度大、時間跨度長的工作，共包含停車、退料、吹掃、置換、蒸煮、清洗，抽堵盲板等工作，各項工作要求高、細(xì)，所以必須有統(tǒng)一的組織指揮，進(jìn)度繪制成圖表上墻，按圖表順序推進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣。另外還要加大對職工的技術(shù)培訓(xùn)，加強(qiáng)職工安全環(huán)保意識和責(zé)任心，避免因?yàn)槁毠ぢ楸浴⑹韬龆l(fā)生環(huán)保事故[3]，這樣才能做到環(huán)保開停工。

3.3優(yōu)化工藝流程，減少開停工過程的污染

裝置在設(shè)計、改造過程中難免會留下一些不完善之處，特別在停工退料方面缺乏思考，給裝置帶來部分死區(qū)和盲端，一是操作方法需要優(yōu)化來消除死區(qū)，二是通過流程優(yōu)化來解決。

4.結(jié)束語

裝置環(huán)保開停工及其持續(xù)改進(jìn)，是時代發(fā)展的必然要求，在實(shí)踐中需要符合日益提高的環(huán)保要求，同時給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)與社會效益。

參數(shù)文獻(xiàn)

[1]劉云濤.催化裝置開、停工不放火炬技術(shù)的應(yīng)用[J].山東化工.2008.37（8）：31-32.

[2]李志敏.密閉吹掃密閉排放措施在常減壓裝置開停工中的應(yīng)用[J].石油化工安全環(huán)保技術(shù).2012.28（6）：28-31.

[3]趙成斌，劉慶坤.化工廠開停工過程中的HSE管理[J].化工中間體.2010.6：62-64.