酸性水汽提裝置凈化水排放不合格原因分析及應對措施

柏小濤，劉錦芳，白小春，張浩偉，任萬宏

（陜西延長石油（集團）有限責任公司榆林煉油廠，陜西靖邊 718500）

某企業60 t/h酸性水汽提裝置采用雙塔加壓汽提回收氨工藝技術[1]，主要處理全廠加氫工藝酸性水，為全廠重要的污水處理環保裝置。裝置脫硫塔、脫氨塔重器沸熱源設計采用低壓蒸汽，主要進行硫化氫和氨氣的解析，生產凈化水（硫化物≤20 mg/L、氨氮≤50 mg/L）。2017年11月60 t/h酸性水汽提裝置出現加工負荷無法達到設計值、產品凈化水硫化氫、氨氮含量超標，產品質量不合格，裝置不能滿足生產要求。通過技術排查，確定主因為裝置用低壓蒸汽壓力低，總熱焓不足。急需進行技術改造，解決重沸器熱源不足的問題，確保裝置長周期運行。

1 雙塔汽提裝置基本情況

60 t/h酸性水汽提裝置建于2016年，采用雙塔加壓汽提回收氨工藝技術。具體工藝為：全廠加氫酸性水首先進入脫硫塔脫除硫化物，脫硫塔塔底設低壓蒸汽重沸器，塔頂酸性氣送至硫磺回收裝置，塔底含氨水送至脫氨塔進一步脫氨處理，脫氨塔塔底設低壓蒸汽重沸器，塔頂氨氣至氨精制單元，塔底凈化水冷卻后送至常壓電脫鹽裝置回用[2]。雙塔加壓汽提回收氨工藝見圖1。脫硫塔、脫氨塔重沸器熱源低壓蒸汽來自全廠低壓蒸汽管網，凝結水返回至凝結水系統。

圖1 雙塔加壓汽提回收氨工藝

2017年11月該裝置出現加工負荷無法達到設計值，以及凈化水中硫化氫、氨氮含量超標的情況，產品質量出現不合格，裝置不能滿足生產要求被迫停工，需進行原因分析及技術改造。

圖2為裝置改造前凈化水硫化氫含量變化。由圖2知，裝置在運行過程中凈化水硫化物基本處于設計值20 mg/L以下，但數據波動較大，凈化水硫化物含量較設計值卡邊運行。圖3為裝置改造前凈化水氨氮含量變化。由圖3可知，裝置在運行過程中凈化水氨氮含量平均為78 mg/L且波動較大，而設計值為50 mg/L，產品質量不合格。

圖2 改造前凈化水硫化物含量

圖3 改造前凈化水氨氮含量

2 汽提裝置凈化水不合格原因分析

酸性水汽提塔凈化水質量控制不合格的原因通常涉及如下兩個方面：（1）酸性水汽提塔塔盤故障；（2）酸性水汽提塔塔底重沸器換熱熱效不足。[3]

2.1 塔盤故障排查

酸性水汽提塔塔盤故障較為常見。常見故障為塔盤堵塞、塔盤翻轉等，是當前煉油企業酸性水汽提塔運行中的通病；其中塔盤堵塞最為常見。經搶修，逐一排除了塔盤油泥堵塞、結垢堵塞、塔盤翻轉和變形等問題。

2.2 塔底重沸器換熱熱效排查

酸性水汽提塔重沸器設置在塔基最低位置。重沸器設置隔液板，長期運行中原料水攜帶的油泥等雜質會在重沸器進行堆積，必然會對重沸器換熱造成不利影響，從而影響汽提效果，嚴重時須對酸性水汽提塔進行停工檢修。檢修過程中未發現重沸器管束結垢、重沸器腐蝕穿孔、重沸器后路凝結水系統背壓高、重沸器熱源進氣調節閥故障、重沸器疏水閥故障等原因，排除了重沸器故障引起問題。[4]

但通過對運行數據與設計數據對比，確定凈化水不合格的主因是重沸器進汽低壓蒸汽壓力、溫度較較設計值低，低壓蒸汽總熱焓值不能滿足設計要求，導致脫硫塔、脫氨塔塔底溫度低，脫硫塔、脫氨塔汽提效果差，凈化水產品不合格。圖4為裝置改造前壓力波動情況，通過圖4可知，改造前裝置運行壓力低于設計低限壓力0.85 MPa，達不到設計壓力要求。

圖4 改造前裝置用汽壓力水平

而低壓蒸汽與設計偏差主因為：隨著該廠跨越式發展，一些裝置的相繼建成、技改投運，全廠低壓蒸汽管網用氣量發生較大變化，而60 t/h酸性水汽提裝置處于低壓蒸汽長距離輸送末端，管道阻力損失達0.15 MPa，致使汽提裝置脫硫塔、脫氨塔塔底重沸器用汽壓力低于設計值0.85～1 MPa，無法滿足工藝操作要求，從而導致凈化水產品硫化氫、氨氮含量超標，嚴重影響裝置的正常生產運行[5]。

3 改造措施

2018年7月該廠根據裝置現場實際情況進行技術改造，受低壓蒸汽管網改造涉及用汽單元太多影響等限制，未考慮通過優化低壓蒸汽管網來提高用蒸汽壓力，而是充分利用現有裝置區內中壓蒸汽點，應用減溫減壓器與噴射器組合技術來提高60 t/h酸性水汽提裝置用汽壓力。通過技改，該裝置內低壓蒸汽壓力由技改前0.75 MPa提高至0.93 MPa，提升顯著，有效解決了60 t/h酸性水裝置因低壓蒸汽用氣壓力低的問題。60 t/h酸性水裝置用汽由管網提供，但該裝置處于管網末端，受管道長距離影響，管道損失較大，用汽壓力低，不滿足工藝要求。圖5為技改后裝置用汽流程，由圖5知，60 t/h酸性水裝置用汽不僅由管網提供，同時應用減溫減壓器、噴射器來提高用汽量及壓力，利用噴射器單向性能，針對性提高60 t/h酸性水裝置用汽壓力，滿足工藝要求。[6]

圖5 技改前裝置用汽流程

4 應用效果

改造后該裝置用汽壓力大于設計壓力低限值，滿足設計控制指標，裝置運行平穩。圖6為改造后裝置用汽壓力水平。

圖7為改造后裝置運行凈化水硫化物含量，由圖7知，改造后裝置硫化物含量在2～4 mg/L，較改造前顯著降低，同時遠低于設計值20 mg/L。圖8為改造后裝置凈化水氨氮含量，由圖8知，改造后裝置氨氮含量在20～40 mg/L，較改造前顯著降低，同時遠低于設計值50 mg/L。

綜合圖6、圖7、圖8可知，該技術改造的成功應用，有效解決了60 t/h酸性水裝置因蒸汽壓力低所帶來的運行波動大，凈化水產品不合格的問題。確保了裝置長周期平穩運行。

圖6 改造后裝置用汽壓力水平

圖7 改造后凈化水硫化物含量

圖8 改造后凈化水氨氮含量

5 總結

酸性水汽提塔裝置作為煉油廠污水凈化非常重要的環保處理單元，其運行的穩定性直接影響到煉油單元的整體運行。該文分析了酸性水汽提塔環保處理裝置出現凈化水不合格的主要原因，經搶修及技術分析，提出技術改造措施，有效解決了用汽壓力低的問題。同時應用減溫減壓器與引射器組合技術提高低壓蒸汽用汽單元壓力技術改造的成功，具備一定的推廣意義。