延迟焦化用高浓度污水替代蒸汽进行大吹汽工艺的应用_贾正万

加工工艺石油炼制与化工ＰＥＴＲＯＬＥＵＭＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＡＮＤＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬＳ２０１８年１２月第４９卷第１２期收稿日期：２０１８－０５－０３；修改稿收到日期：２０１８－０７－０５。作者简介：贾正万，工程师，从事重油裂解联合装置生产管理工作。通讯联系人：贾正万，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｚｗ＠ｄｘｚｓｐｃ．ｃｏｍ。延迟焦化用高浓度污水替代蒸汽进行大吹汽工艺的应用贾正万，陈进旺，冯声波（中海石油宁波大榭?舟山石化有限公司，浙江舟山３１６０１５）摘要：延迟焦化冷焦过程中用高浓度污水替代１．０ＭＰａ蒸汽进行冷焦，不仅可以降低使用蒸汽而产生的装置能耗，而且可以处理部分污水处理厂难以处理的高浓度污水，减少污水排放。该工艺在中海石油舟山石化有限公司２．４Ｍｔ?ａ的延迟焦化装置的应用表明，可以降低能耗２３７．０２ＧＪ?ｄ，减少高浓度污水外排７５ｔ?ｄ，是一项节能环保的新工艺。关键词：延迟焦化高浓度污水焦炭塔蒸汽中海石油舟山石化有限公司２．４Ｍｔ?ａ延迟化装置是由中国石化镇海设计院设计，采用两炉四塔工艺。装置由焦化、分馏、吸收稳定、脱硫再生、硫磺汽提等单元组成。该装置初建于２００６年，２００８年３月一次开车成功，运行稳定，各项产品质量和工艺指标均达到设计要求。但由于延迟焦化其自身工艺的特点，能耗较高、污染相对严重，节能减排的压力较大。因此需要对现有的工艺技术从节能减排的角度出发进行改造。延迟焦化装置用饱和水或脱氧水代替大吹汽已成功应用［１］。考虑到焦炭塔冷焦对介质的清洁程度没有严格的要求，因此结合装置自身的特点，实施了用高浓度污水代替蒸汽进行大吹汽冷焦的技术改造并取得了良好的效果。１延迟焦化的工艺特点延迟焦化工艺是连续生产、间歇操作的重油加工过程。一般两塔一组，在每组塔中，１个塔在反应生焦，另１个塔则处于除焦阶段。当１个塔内焦炭积聚到一定高度时进行换塔，对老塔进行冷焦，即先通入少量蒸汽（小吹汽），把轻质烃类汽提出来，进入分馏塔，再大量通入蒸汽（大吹汽），汽提重质烃类去放空冷却塔，回收重油和水，最终达到除焦条件，如此不断循环［２－５］。冷焦过程中，不仅消耗大量的蒸汽，同时也产生大量的含硫、含油污水，是装置能耗和含硫污水源之一。２用高浓度污水替代蒸汽进行大吹汽２．１焦炭塔常规大吹汽流程焦炭塔生焦完成后，先进行小吹汽操作１．５ｈ，再进行大吹汽操作，工艺流程见图１。由图１可知，蒸汽从系统管网引出，由焦炭塔底部进料管线轴向进入焦炭塔，气相从焦炭塔顶大油气管线进入放空塔。大吹汽的目的是吹净焦炭内残留的油气并冷却焦层，用蒸汽吹扫、冷却焦层虽然是最简便的，但从能耗和减少污水排放的角度考虑，不是最合理的。如果改蒸汽为高浓度污水，也可以达到同样的目的。这样不仅可以从根本上减少蒸汽的消耗，而且还能达到污水循环利用、减少污水排放的目的。图１焦炭塔大吹汽常规流程２．２用高浓度污水替代蒸汽进行大吹汽的方案用高浓度污水替代蒸汽大吹汽冷焦的流程见图２。注入高浓度污水进塔的流程和方法与给蒸汽流程相似，需要增加２台污水泵、１台换热器和１台汽水混合器。为避免污水量不稳定，可增设１台第１２期贾正万，等．延迟焦化用高浓度污水替代蒸汽进行大吹汽工艺的应用高浓度污水缓冲罐。高浓度污水或净化水进入高浓度污水罐，经过污水泵升压到１．５ＭＰａ（取决于后路压降），经过换热器（热源－高浓度污水）升温到１２０℃左右，再经过流量控制阀进入汽水混合器，利用１．０ＭＰａ蒸汽控制混合器出口温度在１５０℃后进入焦炭塔。为保证效果，注水量和配汽总量与大吹汽的蒸汽量相当，配汽量越大则污水消耗量越小。图２焦炭塔用高浓度污水代替大吹汽工艺流程２．３改造后的运行效果２．３．１改造后对焦炭塔操作的影响改造后的工艺流程投用后，分别对焦炭塔筒体上、中、下和锥体４个部位的温度变化进行监测和对比，其变化趋势见图３。从图３可以看出，用高浓度污水代替大吹汽后焦炭塔各点温度都比改造前温度要低，初期温度相差不大，后期下部温度温差有所扩大。但在后期的冷焦操作中，未发现有给水不进、放水不畅等现象，说明没有因改造后温度较低发生炸焦现象。２．３．２对焦炭质量的影响在其它条件不变的情况下，对改造前后的焦炭质量指标进行比较，具体数据见表１。由表１可以看出，焦炭的关键指标在改造前后没有明显的变化，灰分、挥发分和水分都没有增加，硫含量变化为原料硫含量改变所致。改造前后石油焦都符合行业标准ＮＢ?ＨＳ?Ｔ０５２７—２０１５２Ｂ质量要求。图３改造前后塔壁温度比较—改造后上部温度；—改造后中部温度；—改造后下部温度；…—改造前上部温度；…—改造前中部温度；…—改造前下部温度表１改造前后焦炭质量比较ｗ，％项目灰分挥发分硫含量水分改造前０．５１１０．８０．７７０．６７改造后０．４８１０．４０．８７０．４７２．３．３对焦炭塔塔体的影响２０１０年７月装置实施改