延遲焦化用高濃度污水替代蒸汽進行大吹汽工藝的應用

2018-12-08 05:04:38賈正萬陳進旺馮聲波

石油煉制與化工 2018年12期

賈正萬，陳進旺，馮聲波

(中海石油寧波大榭舟山石化有限公司，浙江舟山 316015)

1 延遲焦化的工藝特點

延遲焦化工藝是連續生產、間歇操作的重油加工過程。一般兩塔一組，在每組塔中，1個塔在反應生焦，另1個塔則處于除焦階段。當1個塔內焦炭積聚到一定高度時進行換塔，對老塔進行冷焦，即先通入少量蒸汽(小吹汽)，把輕質烴類汽提出來，進入分餾塔，再大量通入蒸汽(大吹汽)，汽提重質烴類去放空冷卻塔，回收重油和水，最終達到除焦條件，如此不斷循環[2-5]。冷焦過程中，不僅消耗大量的蒸汽，同時也產生大量的含硫、含油污水，是裝置能耗和含硫污水源之一。

2 用高濃度污水替代蒸汽進行大吹汽

2.1 焦炭塔常規大吹汽流程

焦炭塔生焦完成后，先進行小吹汽操作1.5 h，再進行大吹汽操作，工藝流程見圖1。由圖1可知，蒸汽從系統管網引出，由焦炭塔底部進料管線軸向進入焦炭塔，氣相從焦炭塔頂大油氣管線進入放空塔。大吹汽的目的是吹凈焦炭內殘留的油氣并冷卻焦層，用蒸汽吹掃、冷卻焦層雖然是最簡便的，但從能耗和減少污水排放的角度考慮，不是最合理的。如果改蒸汽為高濃度污水，也可以達到同樣的目的。這樣不僅可以從根本上減少蒸汽的消耗，而且還能達到污水循環利用、減少污水排放的目的。

圖1 焦炭塔大吹汽常規流程

2.2 用高濃度污水替代蒸汽進行大吹汽的方案

用高濃度污水替代蒸汽大吹汽冷焦的流程見圖2。注入高濃度污水進塔的流程和方法與給蒸汽流程相似，需要增加2臺污水泵、1臺換熱器和1臺汽水混合器。為避免污水量不穩定，可增設1臺高濃度污水緩沖罐。

高濃度污水或凈化水進入高濃度污水罐，經過污水泵升壓到1.5 MPa(取決于后路壓降)，經過換熱器(熱源-高濃度污水)升溫到120 ℃左右，再經過流量控制閥進入汽水混合器，利用1.0MPa蒸汽控制混合器出口溫度在150 ℃后進入焦炭塔。為保證效果，注水量和配汽總量與大吹汽的蒸汽量相當，配汽量越大則污水消耗量越小。

2.3 改造后的運行效果

2.3.1改造后對焦炭塔操作的影響改造后的工藝流程投用后，分別對焦炭塔筒體上、中、下和錐體4個部位的溫度變化進行監測和對比，其變化趨勢見圖3。從圖3可以看出，用高濃度污水代替大吹汽后焦炭塔各點溫度都比改造前溫度要低，初期溫度相差不大，后期下部溫度溫差有所擴大。但在后期的冷焦操作中，未發現有給水不進、放水不暢等現象，說明沒有因改造后溫度較低發生炸焦現象。

2.3.2對焦炭質量的影響在其它條件不變的情況下，對改造前后的焦炭質量指標進行比較，具體數據見表1。由表1可以看出，焦炭的關鍵指標

在改造前后沒有明顯的變化，灰分、揮發分和水分都沒有增加，硫含量變化為原料硫含量改變所致。改造前后石油焦都符合行業標準NBHST 0527—20152B質量要求。

圖3 改造前后塔壁溫度比較 —改造后上部溫度； —改造后中部溫度； —改造后下部溫度； …—改造前上部溫度； …—改造前中部溫度； …—改造前下部溫度

2.3.3對焦炭塔塔體的影響2010年7月裝置實施改造后，重點對焦炭塔的運行情況進行了跟蹤監測，總體運行情況較好，沒有發現底蓋泄漏、塔體變形等異常現象。在2015年裝置大修期間，分別對4臺焦炭塔進行壓力容器檢驗，結果見表2。由表2可知，在6個項目檢測中均未發現不合格項，其中宏觀檢驗對殼體進行了外觀檢查，未發現有裂紋、泄漏、鼓包、變形現象，綜合評定結果為合格，說明新工藝不會對焦炭塔的安全運行造成不良影響。

表2 焦炭塔檢測數據

3 效益測算

3.1 測算基礎

3.2 能量消耗對比分析

表3為改造前后大吹汽操作能耗情況。改造前主要是1.0 MPa蒸汽的能耗，每天消耗蒸汽100 t，折合能耗為318.20 GJd。改造后主要是配汽用蒸汽的能耗和污水泵用電的能耗，根據實際操作數據配汽用蒸汽量約5 th，每天消耗蒸汽25 t，折合能耗為79.55 GJd，污水泵軸功率按30 kW·h計，合計用電150 kWd，折合能耗為1.63 GJd。因此改造后降低能耗237.02 GJd。