劉　健 ， 翟志清 ， 侯繼承 ， 黃永芳

(1.中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽　471012 ； 2.洛陽石化工程設計有限公司 ， 河南 洛陽　471012)

延遲焦化裝置功能化開發(fā)利用的技術探索

劉健1， 翟志清1， 侯繼承1， 黃永芳2

(1.中國石化 洛陽分公司 ， 河南 洛陽471012 ； 2.洛陽石化工程設計有限公司 ， 河南 洛陽471012)

通過流程改造和技術攻關，延遲焦化裝置實現(xiàn)了煉廠輕污油、重物油、催化輕油漿、輕烴、煉廠“三泥”、廢環(huán)丁砜、廢潤滑油的回煉和無害化處理，探索出了一系列處理煉廠廢料的新工藝和新技術，實現(xiàn)了煉廠污油的常態(tài)化回煉和煉廠“三泥”等廢料的綠色環(huán)保處理。同時也實現(xiàn)了延遲焦化裝置從單一的渣油加工變?yōu)槎喙δ艿拈_發(fā)利用，既能變廢為寶、效益最大化，也從根本上解決了困擾煉廠的環(huán)保難題，對同類裝置具有指導作用和借鑒意義。

延遲焦化 ； 污油 ； 三泥 ； 環(huán)丁砜 ； 廢潤滑油

0　前言

隨著煉廠的產(chǎn)品質(zhì)量升級和環(huán)保要求的日趨嚴苛，石油加工過程中產(chǎn)生的各種廢料越發(fā)難以回收利用或處理，這些廢料無法處理則會造成嚴重的資源浪費和帶來沉重的環(huán)保壓力，沒有合適的處理辦法則會加大煉廠成本投入，影響經(jīng)濟效益。中石化洛陽分公司產(chǎn)生的廢料有輕污油、重物油、催化輕油漿、輕烴、廢環(huán)丁砜、煉廠“三泥”、廢潤滑油等。為解決企業(yè)面臨的一系列難題，該公司延遲焦化裝置不斷挖掘裝置潛能，突破單一的加工路線，嘗試開發(fā)裝置的新功能。目前，通過一系列的流程改造和技術攻關，在確保本質(zhì)安全的前提下，該裝置實現(xiàn)了以上廢料的回收利用和綠色環(huán)保處理。延遲焦化裝置主要工藝流程如圖1所示。

1　油品回煉

1.1回煉輕污油

煉廠產(chǎn)生的輕污油原來只能進催化裝置回煉，隨著加工原油的不斷劣質(zhì)化和重質(zhì)化，輕污油硫含

圖1　延遲焦化裝置原則流程圖

量增加，輕污油進催化裝置會影響到產(chǎn)品質(zhì)量。焦化裝置對原料適應性強，液體產(chǎn)物全部為中間產(chǎn)品，從理論上具備處理條件。輕污油來源主要由三部分組成：汽柴油加氫過濾器反沖洗產(chǎn)生的污油；酸性水汽提裝置汽提產(chǎn)生的污油；各裝置產(chǎn)生的凝縮油。通過化驗分析可知，輕污油組分多為柴油，考慮到組分相近，選擇焦化分餾塔中段進行回煉，經(jīng)過流程改造后回煉輕污油流程如圖2所示。(粗黑線為外來輕污油流程)。2014年1-9月份共回煉5 129 t輕污油。

圖2　輕污油回煉流程圖

輕污油進分餾塔中段回煉后，對分餾塔下部的操作沒有太大影響，對中上部尤其是中部影響較大。其他操作參數(shù)基本不變的前提下，當控制回煉量為10 t/h 時，中段回流溫度及柴油抽出溫度分別下降37.54、17.60 ℃。輕污油回煉期間，干氣、液態(tài)烴、汽油、柴油和蠟油平均收率分別提高0.08%、0.18%、1.04%、1.29%、1.05%，裝置液收提高了3.56%。但是在回煉輕污油時，由于輕污油的溫度低，為了保證上部的熱量，通常關小中段油回流和柴油上回流，分餾塔各側(cè)線與渣油換熱量變少，會使渣油進加熱爐溫度下降，為保證加熱爐出口溫度，加熱爐瓦斯耗量會增多。通過熱量衡算，當控制回煉量為9 t/h時，裝置能耗每噸增加0.277標油。

根據(jù)操作經(jīng)驗可知，在回煉輕污油過程中要注意一下幾點：①回煉輕污油前，首先要加強罐區(qū)脫水，并關注輕污油組分分析，回煉時提前對分餾各側(cè)線進行調(diào)整，降低柴油回流量，并減少頂循系統(tǒng)取熱負荷，盡量保證分餾熱量平衡。要及時關注輕污油進裝置量、回煉量及污油罐液位的變化，做好物料平衡。②回煉輕污油時對分餾產(chǎn)品質(zhì)量會造成影響，柴油初餾點至95%點明顯降低，通過比較中段回流溫度及柴油抽出溫度隨回煉量的變化情況， 可以控制輕污油回煉量在6～8 t/h，既可以保證較大的回煉量，又可以減少對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。③根據(jù)焦炭塔生產(chǎn)節(jié)點調(diào)整回煉量，在焦炭塔預熱或切塔初期，分餾塔的熱量較少，應及時降低回煉量。在焦炭塔小吹汽或生產(chǎn)后期，可以提高回煉量，但應將柴油集液箱液位提前低控，防止柴油產(chǎn)量增大出裝置不暢。④因輕污油含水且輕組分較多， 容易造成分餾塔壓力及各段溫度大幅度波動，甚至發(fā)生分餾塔沖塔事故，嚴重時造成分餾塔頂回流罐液位居高不下，威脅到氣壓機的安全運行。因此要加強對分餾塔壓力、溫度的監(jiān)控，一旦壓力波動達到0.12 MPa或有沖塔情況，立刻停止污油回煉。

1.2回煉重污油、催化輕油漿

按照原來煉廠條件，重污油只能進入原油系統(tǒng)，但由于重污油雜質(zhì)含量大，影響到電脫鹽及常壓系統(tǒng)的設備運行。通過流程改造，利用焦化蠟油至罐區(qū)線倒收罐區(qū)重污油至焦化重污油罐，靜置脫水后將其作為焦炭塔急冷油進行回煉，2014年1-9月份共計回煉6 021 t，回煉流程如圖3所示(虛線為新加流程)。而催化輕油漿一般作為燃料油外賣，價格低。2014年6月，通過改造，焦化裝置借用重污油回煉線回收催化輕油漿進入渣油系統(tǒng)進行加工回煉，目前已經(jīng)成功回煉輕油漿2 537 t，回煉流程如圖3所示(粗線為新加流程)。輕油漿經(jīng)過延遲焦化工藝，部分油漿可高溫裂解為汽柴油、蠟油組分，通過計算差價，可增加經(jīng)濟效益900余萬元。

圖3　重污油、催化輕油漿回煉流程圖

焦炭塔生產(chǎn)塔頂溫控制420 ℃±5 ℃，重污油溫度為90 ℃左右，重污油作為急冷油時，要嚴格控制重污油的含水量，一旦帶水嚴重則會造成生產(chǎn)塔頂溫、頂壓大幅度波動，極易造成高溫油氣法蘭泄漏著火，因此要密切關注重污油的化驗分析結果，回煉前做好污油罐的靜置脫水工作，防止帶水。而催化輕油漿進入原料系統(tǒng)進行回煉，輕油漿密度較渣油輕，進入原料系統(tǒng)后，隨著換熱溫度的升高，會造成油漿中輕組分揮發(fā)，在原料中形成氣體，干擾流體流動狀態(tài)，如果摻煉比例過大，會造成原料泵和加熱爐進料泵抽空，嚴重威脅安全生產(chǎn)。因此，在回煉催化輕油漿時要嚴格控制回煉量，按160 t/h的加工負荷，輕油漿摻煉量以不超過10 t/h為宜，在回煉過程中要嚴密監(jiān)控原料泵和加熱爐進料泵的運行工況，一旦影響機泵運行則要降低回煉量或者停止回煉。

1.3回煉輕烴

柴油加氫裝置柴油汽提塔頂部主要為液化氣組分的氣相(簡稱輕烴)直接進入高壓瓦斯系統(tǒng)，造成大量高附加值產(chǎn)品的浪費。焦化裝置經(jīng)過流程改造，輕烴從分餾塔頂空冷器A1121A的出口進入分餾系統(tǒng)，經(jīng)氣壓機壓縮、吸收穩(wěn)定分離出液化氣組分。焦化裝置回煉輕烴后，將高附加值的液態(tài)烴組分進行回收，每月可創(chuàng)造的經(jīng)濟效益400余萬元，回煉流程如圖4所示。

由于現(xiàn)有流程中沒有設置流量計和調(diào)節(jié)閥，對輕烴回煉量不能嚴格控制，需要根據(jù)經(jīng)驗現(xiàn)場調(diào)節(jié)手閥來控制流量；當外來輕烴的組分、壓力、流量發(fā)

圖4　輕烴回煉流程

生變化時均會影響氣壓機的操作，需要密切關注氣壓機工況，防止機組發(fā)生喘振；裝置滿負荷或者超負荷生產(chǎn)時，裝置自產(chǎn)富氣多，可回煉輕烴0～2 000 m3/h，調(diào)節(jié)余地不大，對氣壓機的運行影響較??；裝置低負荷生產(chǎn)時，裝置自產(chǎn)富氣量小，氣壓機的操作余量較大，可回煉輕烴0～5 000 m3/h，調(diào)節(jié)余地大，回煉量越大則氣壓機對外來輕烴的依賴越大，一旦輕烴中斷，將嚴重威脅機組的安全運行。因此，為了保證機組安全運行，回煉量一般控制≤3 000 m3/h。

2　廢料回收處理

2.1回煉“三泥”

石油加工產(chǎn)生的含油污水在處理過程中產(chǎn)生大量含油污泥，主要包括隔油池底泥、浮渣、活性污泥以及油罐底部沉積的油泥等，通常簡稱為“三泥”。 “三泥”通常含油率為5%～50%，同時伴有一定量的固體。從化驗分析數(shù)據(jù)看，污水處理裝置的“三泥”組成為油含量0.5%～8%，水含量85%～96%，固含量4%～15%，部分“三泥”組成如表1所示?！叭唷钡膩碓粗饕ㄎ鬯幚硌b置均質(zhì)調(diào)節(jié)罐罐底泥及CPI(斜板隔油)、CAF(渦凹氣浮)、ADAF(斜板加壓氣浮)的池底泥，CAF、ADAF氣浮產(chǎn)生的浮渣，煉油、化纖生化系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余活性污泥等。如果原油加工量按800萬t/a計算，每年將產(chǎn)生約3 000 m3池底泥， 800 m3浮渣和30 000 m3活性污泥。這些含油污泥中含有的苯系物、酚類、蒽、芘等物質(zhì)有惡臭味和毒性[1]，如果處理不當則會造成地下水、土壤、大氣的環(huán)境污染，從而對人類健康和生態(tài)安全造成威脅。但含油污泥的性質(zhì)特殊，其脫水和處理技術難度大，成本高，一直是困擾我國煉油企業(yè)的環(huán)保難題。

表1　 “三泥”組成化驗分析數(shù)據(jù)表

焦化裝置通過技術改造，在焦炭塔吹汽結束后隨小給水進入焦炭塔，利用焦化過程的廢棄熱量或過熱余熱使含油污泥中的有機組分經(jīng)高溫熱裂解變成焦化氣液產(chǎn)物，固體物質(zhì)被石油焦捕獲沉積在石油焦上，這樣可從根本上解決煉廠“三泥”處理的難題，回煉流程如圖5所示。每個生焦周期預計可回煉“三泥”10 t，每年約有400個生焦周期，預計每年可處理4 000 t“三泥”。4 000 t“三泥”中約15%轉(zhuǎn)化為焦炭，每年還可創(chuàng)造經(jīng)濟效益80余萬元。

圖5　 “三泥”在焦炭塔給水階段處理原則流程圖

2.2回煉廢環(huán)丁砜

芳烴裝置每年產(chǎn)生廢環(huán)丁砜7～8 t，之前這部分廢環(huán)丁砜都是外委處理，隨著廢劑處理日益走上規(guī)范化程序，以往處置途徑無法繼續(xù)實施。 環(huán)丁砜熔點27.4～27.6 ℃，沸點285 ℃，相對密度1.261(30 ℃)；可與水、混合二甲苯、甲硫醇、乙硫醇混溶；溫度超過230 ℃時分解成二氧化硫和其它物質(zhì)，與氧接觸的情況下分解速度加快到5倍，惰性環(huán)境下分解為二氧化硫和小分子烴類，含氧環(huán)境下易產(chǎn)生磺酸及酸性聚合物，其它包括羧酸、醛類等物質(zhì)；為微毒性化合物。由于環(huán)丁砜溶劑與水互溶，加入污油罐內(nèi)易隨水相脫出，可操作性不強，為實現(xiàn)廢環(huán)丁砜規(guī)范安全環(huán)保處理和減少對周圍環(huán)境污染，特單獨設置一套回收系統(tǒng)，將外來桶裝廢環(huán)丁砜加入環(huán)丁砜罐然后經(jīng)計量泵送入焦炭塔頂進行回煉?；責挄r間一般為焦炭塔切換之后，生產(chǎn)塔的頂溫大于410 ℃且穩(wěn)定之后，開始回煉環(huán)丁砜，下次切塔之前半小時停止回煉，控制加劑量為10～20 L/h，焦化裝置已累計回煉64桶廢環(huán)丁砜。

2.3回煉廢潤滑油

煉廠回收的廢潤滑油作為一種高危廢物，煉廠自身難以處理，委托外部企業(yè)處理則成本較高。經(jīng)過前期大量的分析論證，延遲焦化裝置新上一套廢潤滑油回收設施，將廢潤滑油回收進重污油罐和重污油混合，混合均勻之后作為急冷油進入焦炭塔回煉，利用焦炭塔420 ℃左右的高溫使廢油和雜質(zhì)分離，油氣進入分餾塔切割分離，真正做到“顆粒歸倉、變廢為寶”，回煉流程如圖6所示。2013年7-8月共計回煉廢潤滑油176 t，2014年1-9月又陸續(xù)回煉69 t廢潤滑油，每回煉1 t廢潤滑油可創(chuàng)造效益4 000元，累計創(chuàng)造經(jīng)濟效益98萬元。

圖6　廢潤滑油回煉程圖

3　結論

通過技術攻關和流程優(yōu)化，延遲焦化裝置成功地探索出回煉煉廠輕重污油、催化輕油漿、輕烴的工藝技術，利用焦化裝置的工藝特性巧妙地將煉廠“三泥”、廢環(huán)丁砜、廢潤滑油進行無害化處理，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益，解決了困擾企業(yè)的環(huán)保難題，全面挖掘了裝置的潛能，最大限度地開發(fā)了裝置的新功能，實現(xiàn)了延遲焦化裝置的功能化利用。

[1]王毓仁，陳家偉，孫曉蘭. 國外煉油廠含油污泥處理技術[J].煉油設計,1999,29(9):51-56.

TQ050.2

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1003-3467(2015)03-0052-04

2014-12-05

劉健(1987-)，助理工程師，從事渣油加工工藝工作，電話：15838896495。