40 t/h酸性水汽提裝置酸性水儲罐脫臭系統優化改造

田東,李杰,景慶福

(陜西延長石油(集團)有限責任公司延安石油化工廠,陜西 洛川 727406)

隨著國家對環境保護要求的不斷提高,環保裝置在煉廠中的地位舉足輕重。陜西延長石油(集團)有限責任公司延安石油化工廠40 t/h酸性水汽提裝置于2014年建成并一次試車成功。

1 裝置簡介

40 t/h酸性水汽提裝置是由中國石化工程建設有限公司(SEI)設計。裝置處理的酸性水來自我廠120萬t/a連續重整裝置、140萬t/a柴油加氫裝置、240萬t/a柴油精制裝置、180萬t/a汽油精制裝置、4 000 t/a硫磺回收裝置、2萬t/a硫磺精制裝置。其中4 000 t/a硫磺回收裝置、2萬t/a硫磺精制裝置酸性水要求經過濾硫磺后進入本裝置。該裝置的作用是凈化污水,減輕大氣污染,化害為利,是環保必不可少的一項工程。

2 現狀描述

40 t/h酸性水汽提裝置主要處理140萬t/a柴油加氫裝置、240萬t/a柴油精制裝置的酸性水。

酸性水進裝置后儲存在酸性水儲罐T101A/B,酸性水揮發高濃度硫化氫、氨氣。設計酸性水儲罐T101A/B控制壓力為0.5～4 kPa,T101A/B罐頂氣相連續排放至脫臭罐D206,脫臭罐脫除硫化氫后尾氣直排大氣。T101A/B罐頂設氮氣補壓閥(自力式調節閥)補壓。

裝置運行過程中,車間發現經脫臭罐D206脫臭后的尾氣中硫化氫含量高,造成現場空氣質量降低;但因背壓低,閥門內漏嚴重,即氮氣不停向酸性水儲罐T101A/B補氮氣。

經車間調查分析,T101A/B連續排放,脫臭罐內脫臭劑使用時間短(脫臭劑每次更換費用約30萬元)。

車間為減少脫臭罐現場尾氣排放,改善現場空氣質量、降低脫臭劑使用成本,將酸性水儲罐T101A/B的氮氣補壓和氣相排放改為現場手動控制,實現間歇排放。

現場手動控制T101A/B氮氣補壓和氣相排放,需內操安排外操在現場開關閥門,不能實現儲罐壓力恒定控制,排放時現場尾氣臭味大。對此,車間提出在氮氣補壓線增加調節閥、在T101A/B氣相排脫臭罐管線增加調節閥。增加兩處調節閥后,設置T101A/B氮氣補壓壓力1 kPa、排放壓力4 kPa,實現回路自動控制,較現場手動開關控制更為精準、安全。

廠內儲運車間常壓油罐氮氣補壓閥為自力式調節閥,但建設有VOCs項目,該補壓閥即使發生內漏,影響較小;輕烴中心常壓儲罐氮氣補壓閥為氣動調節閥,表1為惡臭污染物廠界標準值。

表1 惡臭污染物廠界標準值

3 存在的問題

(1)酸性水儲罐氮氣補壓線原用自力式調節閥補壓。由于酸性水儲罐控制壓力為0.5～4 kPa,自力式調節閥背壓太低,內漏嚴重,無法進行正常補壓操作。目前生產中用現場手閥進行補壓操作。酸性水儲罐氮氣補壓線現自力式調節閥補壓流程如圖1。

圖1 酸性水儲罐氮氣補壓線現自力式調節閥補壓流程圖

(2)酸性水儲罐酸性氣現在壓力超過4 kPa時,操作工現場手動泄壓至脫臭罐。現場手動泄壓有H2S中毒風險。酸性水儲罐酸性氣手動泄壓至脫臭罐流程如圖2。

圖2 酸性水儲罐酸性氣手動泄壓至脫臭罐流程圖

現場手動控制T101A/B氮氣補壓和氣相排放,需內操安排外操在現場開關閥門,不能實現儲罐壓力恒定控制,排放時現場尾氣臭味大。

4 優化改造

對于本裝置上述存在的問題,在氮氣補壓線增加調節閥、在T101A/B氣相排脫臭罐管線增加調節閥。增加兩處調節閥后,設置T101A/B氮氣補壓壓力1 kPa、排放壓力4 kPa,實現回路自動控制,較現場手動開關控制更為精準、安全。

(1)為解決酸性水儲罐正常補壓問題,并降低操作工勞動強度,酸性水儲罐氮氣補壓線加裝DN25調節閥與儲罐壓力回路自動控制。酸性水儲罐氮氣補壓線加裝調節閥補壓流程見圖3。

圖3 酸性水儲罐氮氣補壓線加裝調節閥補壓流程圖

(2)酸性水儲罐酸性氣現場手動泄壓有H2S中毒風險,為降低風險,減輕操作工勞動強度,改加DN50調節閥與儲罐壓力回路自動控制。酸性水儲罐酸性氣通過調節閥泄壓至脫臭罐流程圖4。

圖4 酸性水儲罐酸性氣通過調節閥泄壓至脫臭罐流程圖

5 危害辨識及防范措施

5.1 危害辨識

(1)酸性水汽提裝置酸性水儲罐氮氣補壓線、酸性氣泄壓線加裝調節閥增加了靜密封點數量,有泄漏風險。

(2)補壓調節閥失效,調節閥全開,儲罐有憋壓風險;泄壓調節閥失效,調節閥全開,儲罐壓力一直下降。

5.2 防范措施

(1)檢查各項材料質量,施工流程及質量,施工后對管線及焊縫進行檢測、符合要求。

(2)氮氣補壓線介質為氮氣,壓力為0.7 MPa,調節閥前設有自力式調節閥,將氮氣壓力減壓至0.3 MPa。

(3)酸性水儲罐后路設置DN50調節閥和儲罐壓力回路自動控制泄壓至脫臭罐,壓力設置為3 kPa,當壓力低于3 kPa時調節閥自動關閉,當壓力高于3 kPa后調節閥自動打開泄壓至脫臭罐。酸性水儲罐氮氣補壓線設置DN25調節閥和儲罐壓力回路自動控制,壓力設置為1 kPa,當壓力低于1 kPa時調節閥自動打開給儲罐補壓,當壓力補壓至1 kPa后調節閥自動關閉。

(4)兩個儲罐壓力設置報警值,高報值設置4 kPa,高高報值設置4.2 kPa,當出現報警后及時排查該補壓調節閥是否關閉,如未關閉,手動關閉,必要時現場關閉調節閥前手閥;兩個儲罐壓力設置報警值,低報值設置0.8 kPa,低低報值設置0.5 kPa,當出現報警后及時排查該泄壓調節閥是否關閉,如未關閉,手動關閉,必要時現場關閉調節閥前手閥。

(5)酸性水儲罐后路有安全水封罐,當壓力超過4.5 kPa時,自動沖破水封泄壓。

6 改造方案

40 t/h酸性水汽提裝置酸性水儲罐T101A/B氮氣補壓線原用自力式調節閥補壓。原設計酸性水儲罐T101A/B控制壓力為0.5～4 kPa,大罐頂設水封罐(水封壓力4.5 kPa),另外T101A/B頂氣相連續直排脫臭罐,脫臭罐處理后直排大氣。車間將酸性水儲罐T101A/B頂連續排放,改為間歇排放,但酸性水儲罐T101A/B自力式調節閥背壓太低,閥門內漏嚴重,即氮氣不停向酸性水儲罐T101A/B補氮氣,造成T101A/B頂氣相排放頻次增加,脫臭劑壽命縮短,脫臭罐尾氣量增加,影響現場空氣質量,且造成氮氣浪費。鑒于此原因,車間在實際運行過程中,用手閥進行補壓操作。酸性水大罐酸性氣現在壓力超過4 kPa時,操作工現場手動泄壓至脫臭罐。為解決這一問題,補壓線在自力式調節閥閥后加裝DN25調節閥與大罐壓力回路自動控制,泄壓線改加DN50調節閥與大罐壓力回路自動控制。

6.1 材料準備

DN25 150LB RF 調節閥 1個, 閘閥41H-150LB DN25 RF 3個 ,法蘭DN25 150LB RF 6個,墊片DN25 150LB RF 6個,螺栓M16×9 032套。DN50 300LB調節閥一個,DN50上下游閥2個,DN50法蘭6個,DN50彎頭2個,對應螺栓 M16×110 64套。石棉布2卷,消防帶2根。

6.2 改造步驟

(1)裝置停工置換吹掃且安檢合格;

(2)靠酸性水大罐位置加裝盲板;

(3)檢測動火區域可燃氣體濃度,分析合格按規定辦理動火作業證,由專人監護,施工人員進行施工作業。

6.3 管線改造安全注意事項

(1)嚴格執行各項安全規章制度,專人監護;

(2)靠近作業現場區域所有井蓋必須用石棉布密封后方可作業;

(3)可燃氣體濃度檢測合格后,辦理相應作業證后施工人員方可進行作業;

(4)閥門打壓合格,焊縫100%探傷;

7 預期效果

40 t/h酸性水儲罐氮氣補壓線加裝DN25調節閥與儲罐壓力回路自動控制。壓力設定值為1 kPa ,當儲罐壓力低于設定值時,調節閥自動打開為儲罐補壓。當壓力高于設定值時,調節閥關閉。能防止誤操作,并實現了自動化操作減輕了操作工勞動強度。酸性水儲罐酸性氣泄壓線加裝DN50調節閥與儲罐壓力回路自動控制。壓力設定值為4 kPa,當儲罐壓力高于設定值時,調節閥自動打開儲罐泄壓酸性氣至脫臭罐。當壓力低于設定值時,調節閥關閉。能實現正常泄放酸性氣操作,避免現場手動泄壓H2S中毒風險,并實現自動化操作減輕了操作工勞動強度。

8 小結

通過優化改造,將徹底解決本裝置脫臭系統存在的問題。能實現正常泄放酸性氣操作,避免現場手動泄壓H2S中毒風險,并實現了自動化操作減輕了操作工勞動強度,確保了本裝置的長周期安全平穩運行。