利用蒸餾裝置回煉系統降低煉油廠揮發性有機化合物排放

龔傳波，馬新文，單玉聯，吳永紅，劉 沙

(中國石油獨山子石化分公司煉油廠，新疆 克拉瑪依 833600)

中國石油獨山子石化分公司常減壓蒸餾裝置設計原油加工能力10 Mta，屬燃料-化工型裝置。主要加工中哈原油管道輸送的庫姆科爾原油和俄羅斯西西伯利亞地區烏拉爾低硫原油。裝置由原油換熱、電脫鹽、初餾閃蒸、常壓蒸餾、減壓蒸餾、輕烴回收和液化氣及干氣脫硫部分組成。揮發性有機化合物(VOCs)通常是包括烷烴、烯烴、芳香烴、炔烴的C2～C12碳氫化合物，常溫下蒸發速率大[1]。VOCs的直接排放不僅會作為光化學反應的前體，產生光化學煙霧和二次有機氣溶膠影響環境，而且含有部分有毒有害物質，會損害人體健康[1]。根據2017年新環保法，對蒸餾裝置結合自身生產特點優化操作，落實各項措施減少VOCs排放。

1 降低現場取樣頻次，對輕質油品密閉回收

蒸餾裝置側線產品有瓦斯、石腦油、柴油等輕餾分，日常生產中需要對裝置側線產品取樣分析，取樣過程中取樣容器的置換會產生部分廢油，前期車間直接將廢油倒入裝置下水系統。由于廢油中的輕組分揮發，致使下水井敞口附近VOCs含量較高。

通過對操作參數全面評估，對可能造成側線產品質量不合格的操作參數設置控制范圍，確保產品質量合格。影響產品質量的操作參數得到有效控制后，蒸餾裝置先后3次降低側線產品分析頻次，僅每月200次。同時將取樣過程中產生的廢油回收，并通過裝置內已有的污油回收系統密閉送出裝置，降低了裝置取樣過程中造成的VOCs揮發。

2 做好設備密封面的消漏，降低VOCs排放

蒸餾裝置還通過設備泄漏檢測與修復，全面對裝置進行監控，2016年至今，蒸餾裝置對所涉及的36 488個密封點進行逐一監測，共發現170個泄漏點，泄漏率為0.47%，目前泄漏點全部消除，預計減少泄漏4.7 ta，減少了現場設備密封點泄漏造成的VOCs排放。

3 提高石腦油初餾點，降低石腦油罐區VOCs排放

蒸餾裝置石腦油餾程控制在40～200 ℃，石腦油中含有部分易揮發組分，石腦油罐是VOCs排放的主要來源，降低石腦油罐區VOCs排放意義重大。通過提高石腦油初餾點，降低石腦油中的輕組分含量，減少石腦油組分的揮發，能有效降低石腦油罐區VOCs的排放。

3.1 調節常壓塔塔頂操作，提高塔頂一級油初餾點

蒸餾裝置常壓塔塔頂石腦油流程見圖1。蒸餾裝置常壓塔塔頂一級石腦油不進入脫丁烷塔，直接經過水冷卻器及空氣冷卻器冷卻后進入石腦油罐。因此，提高常壓塔塔頂一級石腦油罐操作溫度，有利于提高外放石腦油初餾點，通過調節常壓塔塔頂一級油罐前的空氣冷卻器負荷，將常壓塔塔頂一級石腦油罐溫度由89 ℃提高至95 ℃，將常壓塔塔頂一級石腦油中的輕組分冷凝進入常壓塔塔頂二級石腦油罐，常壓塔塔頂二級石腦油最終進入脫丁烷塔系統對石腦油中的輕組分再次分離，實現提高混合石腦油初餾點的目的。蒸餾裝置常壓塔塔頂壓力維持在0.085 MPa，溫度維持在145 ℃，常壓塔塔頂一級石腦油罐溫度由89 ℃提高至95 ℃后塔頂一級石腦油的餾程見表1。

圖1 蒸餾裝置常壓塔塔頂石腦油流程

項 目餾程∕℃罐頂溫度89℃罐頂溫度95℃初餾點53561110%955101230%1135119750%1307135970%1458153590%1667172595%17351815終餾點18151845

由表1可以看出，通過調整常壓塔塔頂一級石腦油罐罐頂溫度，將塔頂一級石腦油初餾點由53.5 ℃提高至61.1 ℃，提高了蒸餾裝置外送石腦油的初餾點。

3.2 優化脫丁烷塔操作，提高石腦油初餾點

脫丁烷塔的主要操作目的是將蒸餾裝置初餾塔塔頂石腦油和常壓塔塔頂二級石腦油中的干氣、液化氣等輕組分從石腦油中分離。石腦油罐區異味較大的主要原因是由于石腦油中輕組分揮發所致。可以通過優化脫丁烷塔操作，提高石腦油初餾點，降低裝置外送石腦油輕組分含量，實現降低石腦油罐區異味的目標。蒸餾裝置脫丁烷塔流程示意見圖2。

圖2 蒸餾裝置脫丁烷塔流程示意

3.2.1提高脫丁烷塔塔底溫度脫丁烷塔塔底重沸器的主要作用是為脫丁烷塔內石腦油提供熱量，提高脫丁烷塔塔底溫度，實現石腦油輕重組分的分離[2]。脫丁烷塔塔底溫度越高，越有利于石腦油輕重組分的分離，脫丁烷塔塔底溫度指標為161～209 ℃，正常操作期間，脫丁烷塔塔底溫度控制在183 ℃。為了提高石腦油的輕組分分離程度，將脫丁烷塔塔底重沸器熱源副線全部關閉，熱源全部走熱源主線，為脫丁烷塔提供熱量。調整后脫丁烷塔塔底溫度上升至187 ℃，同時調整常壓塔操作，提高常壓塔二中段循環油回流量，提高脫丁烷塔塔底重沸器熱源負荷，最終將脫丁烷塔塔底溫度提高至190 ℃左右。

3.2.2降低脫丁烷塔塔頂操作壓力脫丁烷塔塔頂在同一操作溫度下，操作壓力越低，組分的飽和蒸氣壓越低，越有利于組分的分離。正常生產期間脫丁烷塔塔頂壓力控制在1.18 MPa左右，通過調整脫丁烷塔塔頂空氣冷卻器及水冷卻器負荷后，脫丁烷塔塔頂壓力降低至1.10 MPa。石腦油的油氣分壓降低，提高脫丁烷塔塔頂氣液相分離效率，減少了對石腦油中輕組分的攜帶。

3.2.3提高脫丁烷塔塔頂溫度在同一操作壓力下，提高脫丁烷塔塔頂溫度，有利于組分分離。通過提高脫丁烷塔塔頂液化氣罐溫度，可在保證脫丁烷塔塔頂回流量不降低和脫丁烷塔氣液分離效果的同時，提高脫丁烷塔塔頂的溫度。通過優化操作，脫丁烷塔塔頂溫度由74 ℃提高至76 ℃。

3.3 優化常壓塔和脫丁烷塔塔頂操作的效果

石腦油初餾點提高后，石腦油中的輕組分分離后進入液化氣系統，液化氣中C5及以上組分體積分數由0提高至5%左右，裝置液化氣外放總量由9 th上升至12 th，液化氣產量提高3 th左右。優化前后石腦油和液化氣收率見表2。

表2 優化前后石腦油和液化氣收率 %

由表2可以看出，通過優化操作，蒸餾裝置石腦油收率由25.21%降低至24.60%，下降0.61百分點，液化氣收率由1.30%上升至1.82%，上升0.52百分點，有效地將石腦油中的輕組分深拔進入液化氣內，降低了石腦油中的輕組分含量，石腦油罐區異味得到明顯改善。

由于蒸餾裝置生產的石腦油和液化氣均作為下游裂解裝置原料，調整操作后，石腦油和液化氣總收率未發生大幅變化，不影響下游裝置原料供給。液化氣中C5及以上組分含量控制在8%以下對裂解裝置生產沒有影響。

4 利用蒸餾裝置回煉系統回煉煉油廠輕污油，降低輕污油罐區VOCs排放

由于煉油廠輕污油罐內輕組分的揮發，輕污油罐惡臭味較重。為解決中間罐區輕污油揮發造成罐區VOCs超標的問題，將煉油新區各個裝置送往中間輕污油罐區的輕污油通過蒸餾裝置大循環線進入原油泵入口摻煉，實現中間罐區不接收、不儲存輕污油。

常減壓蒸餾裝置回煉系統輕污油的流程見圖3。回煉開閥過程中要密切關注原油泵入口和出口壓力變化情況，防止造成原油系統壓力波動，導致原油串入輕污油系統使裝置因原料供應中斷而停工。控制大循環線進原油泵入口手閥開度僅開4圈左右。

圖3 常減壓蒸餾裝置回煉系統輕污油的流程 —閥開；—閥關；紅色線為回煉輕污油流程

目前加氫聯合和延遲焦化裝置已經間歇通過系統輕污油線將裝置內輕污油送至蒸餾裝置回煉，二聯合和蒸餾裝置自身輕污油還未進行回煉。

從2017年8月6日至今的回煉情況來看，控制好輕污油回煉總量，不會對蒸餾裝置操作造成影響。

自2017年8月6日投用大循環線回煉系統輕污油后，裝置原油泵運行工況正常，原油泵進口壓力穩定無波動，維持在0.3 MPa左右，出口壓力維持在3.0 MPa左右，原油進電脫鹽罐溫度維持在110 ℃，未出現大幅波動，電脫鹽罐電流維持在160 A左右，參數控制在指標范圍內。

自輕污油通過蒸餾裝置大循環線進入原油泵入口回煉以來，系統輕污油進罐區手閥關閉，輕組分通過中間罐區揮發現象得到明顯改善，罐區異味得到明顯改善，同時輕污油進入蒸餾裝置直接回煉，不僅避免了罐區對輕污油罐的切液操作，同時降低罐區VOCs排放，改善了罐區環境。

5 結 論

蒸餾裝置減少裝置取樣過程產生的廢油，做好設備設施的泄漏檢測與修復管理，優化操作提高石腦油初餾點，同時落實煉油新區回煉系統輕污油工作，確保輕污油罐不接收、不儲存輕污油，減少了VOCs排放，有效改善了生產、生活環境，確保煉油廠安全、環保運行。

[1] 李家強.VOCs控制與油氣回收技術綜述[J].當代石油化工，2015(4)：7-15

[2] 唐孟海,胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術問答[M].北京：中國石化出版社，2004:1-71