龔傳波，馬新文，單玉聯(lián)，吳永紅，劉 沙

(中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司煉油廠，新疆 克拉瑪依 833600)

中國(guó)石油獨(dú)山子石化分公司常減壓蒸餾裝置設(shè)計(jì)原油加工能力10 Mta，屬燃料-化工型裝置。主要加工中哈原油管道輸送的庫(kù)姆科爾原油和俄羅斯西西伯利亞地區(qū)烏拉爾低硫原油。裝置由原油換熱、電脫鹽、初餾閃蒸、常壓蒸餾、減壓蒸餾、輕烴回收和液化氣及干氣脫硫部分組成。揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs)通常是包括烷烴、烯烴、芳香烴、炔烴的C2～C12碳?xì)浠衔?，常溫下蒸發(fā)速率大[1]。VOCs的直接排放不僅會(huì)作為光化學(xué)反應(yīng)的前體，產(chǎn)生光化學(xué)煙霧和二次有機(jī)氣溶膠影響環(huán)境，而且含有部分有毒有害物質(zhì)，會(huì)損害人體健康[1]。根據(jù)2017年新環(huán)保法，對(duì)蒸餾裝置結(jié)合自身生產(chǎn)特點(diǎn)優(yōu)化操作，落實(shí)各項(xiàng)措施減少VOCs排放。

1 降低現(xiàn)場(chǎng)取樣頻次，對(duì)輕質(zhì)油品密閉回收

蒸餾裝置側(cè)線產(chǎn)品有瓦斯、石腦油、柴油等輕餾分，日常生產(chǎn)中需要對(duì)裝置側(cè)線產(chǎn)品取樣分析，取樣過(guò)程中取樣容器的置換會(huì)產(chǎn)生部分廢油，前期車間直接將廢油倒入裝置下水系統(tǒng)。由于廢油中的輕組分揮發(fā)，致使下水井敞口附近VOCs含量較高。

通過(guò)對(duì)操作參數(shù)全面評(píng)估，對(duì)可能造成側(cè)線產(chǎn)品質(zhì)量不合格的操作參數(shù)設(shè)置控制范圍，確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。影響產(chǎn)品質(zhì)量的操作參數(shù)得到有效控制后，蒸餾裝置先后3次降低側(cè)線產(chǎn)品分析頻次，僅每月200次。同時(shí)將取樣過(guò)程中產(chǎn)生的廢油回收，并通過(guò)裝置內(nèi)已有的污油回收系統(tǒng)密閉送出裝置，降低了裝置取樣過(guò)程中造成的VOCs揮發(fā)。

2 做好設(shè)備密封面的消漏，降低VOCs排放

蒸餾裝置還通過(guò)設(shè)備泄漏檢測(cè)與修復(fù)，全面對(duì)裝置進(jìn)行監(jiān)控，2016年至今，蒸餾裝置對(duì)所涉及的36 488個(gè)密封點(diǎn)進(jìn)行逐一監(jiān)測(cè)，共發(fā)現(xiàn)170個(gè)泄漏點(diǎn)，泄漏率為0.47%，目前泄漏點(diǎn)全部消除，預(yù)計(jì)減少泄漏4.7 ta，減少了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備密封點(diǎn)泄漏造成的VOCs排放。

3 提高石腦油初餾點(diǎn)，降低石腦油罐區(qū)VOCs排放

蒸餾裝置石腦油餾程控制在40～200 ℃，石腦油中含有部分易揮發(fā)組分，石腦油罐是VOCs排放的主要來(lái)源，降低石腦油罐區(qū)VOCs排放意義重大。通過(guò)提高石腦油初餾點(diǎn)，降低石腦油中的輕組分含量，減少石腦油組分的揮發(fā)，能有效降低石腦油罐區(qū)VOCs的排放。

3.1 調(diào)節(jié)常壓塔塔頂操作，提高塔頂一級(jí)油初餾點(diǎn)

蒸餾裝置常壓塔塔頂石腦油流程見(jiàn)圖1。蒸餾裝置常壓塔塔頂一級(jí)石腦油不進(jìn)入脫丁烷塔，直接經(jīng)過(guò)水冷卻器及空氣冷卻器冷卻后進(jìn)入石腦油罐。因此，提高常壓塔塔頂一級(jí)石腦油罐操作溫度，有利于提高外放石腦油初餾點(diǎn)，通過(guò)調(diào)節(jié)常壓塔塔頂一級(jí)油罐前的空氣冷卻器負(fù)荷，將常壓塔塔頂一級(jí)石腦油罐溫度由89 ℃提高至95 ℃，將常壓塔塔頂一級(jí)石腦油中的輕組分冷凝進(jìn)入常壓塔塔頂二級(jí)石腦油罐，常壓塔塔頂二級(jí)石腦油最終進(jìn)入脫丁烷塔系統(tǒng)對(duì)石腦油中的輕組分再次分離，實(shí)現(xiàn)提高混合石腦油初餾點(diǎn)的目的。蒸餾裝置常壓塔塔頂壓力維持在0.085 MPa，溫度維持在145 ℃，常壓塔塔頂一級(jí)石腦油罐溫度由89 ℃提高至95 ℃后塔頂一級(jí)石腦油的餾程見(jiàn)表1。

圖1 蒸餾裝置常壓塔塔頂石腦油流程

項(xiàng) 目餾程∕℃罐頂溫度89℃罐頂溫度95℃初餾點(diǎn)53561110%955101230%1135119750%1307135970%1458153590%1667172595%17351815終餾點(diǎn)18151845

由表1可以看出，通過(guò)調(diào)整常壓塔塔頂一級(jí)石腦油罐罐頂溫度，將塔頂一級(jí)石腦油初餾點(diǎn)由53.5 ℃提高至61.1 ℃，提高了蒸餾裝置外送石腦油的初餾點(diǎn)。

3.2 優(yōu)化脫丁烷塔操作，提高石腦油初餾點(diǎn)

脫丁烷塔的主要操作目的是將蒸餾裝置初餾塔塔頂石腦油和常壓塔塔頂二級(jí)石腦油中的干氣、液化氣等輕組分從石腦油中分離。石腦油罐區(qū)異味較大的主要原因是由于石腦油中輕組分揮發(fā)所致?？梢酝ㄟ^(guò)優(yōu)化脫丁烷塔操作，提高石腦油初餾點(diǎn)，降低裝置外送石腦油輕組分含量，實(shí)現(xiàn)降低石腦油罐區(qū)異味的目標(biāo)。蒸餾裝置脫丁烷塔流程示意見(jiàn)圖2。

圖2 蒸餾裝置脫丁烷塔流程示意

3.2.1提高脫丁烷塔塔底溫度脫丁烷塔塔底重沸器的主要作用是為脫丁烷塔內(nèi)石腦油提供熱量，提高脫丁烷塔塔底溫度，實(shí)現(xiàn)石腦油輕重組分的分離[2]。脫丁烷塔塔底溫度越高，越有利于石腦油輕重組分的分離，脫丁烷塔塔底溫度指標(biāo)為161～209 ℃，正常操作期間，脫丁烷塔塔底溫度控制在183 ℃。為了提高石腦油的輕組分分離程度，將脫丁烷塔塔底重沸器熱源副線全部關(guān)閉，熱源全部走熱源主線，為脫丁烷塔提供熱量。調(diào)整后脫丁烷塔塔底溫度上升至187 ℃，同時(shí)調(diào)整常壓塔操作，提高常壓塔二中段循環(huán)油回流量，提高脫丁烷塔塔底重沸器熱源負(fù)荷，最終將脫丁烷塔塔底溫度提高至190 ℃左右。

3.2.2降低脫丁烷塔塔頂操作壓力脫丁烷塔塔頂在同一操作溫度下，操作壓力越低，組分的飽和蒸氣壓越低，越有利于組分的分離。正常生產(chǎn)期間脫丁烷塔塔頂壓力控制在1.18 MPa左右，通過(guò)調(diào)整脫丁烷塔塔頂空氣冷卻器及水冷卻器負(fù)荷后，脫丁烷塔塔頂壓力降低至1.10 MPa。石腦油的油氣分壓降低，提高脫丁烷塔塔頂氣液相分離效率，減少了對(duì)石腦油中輕組分的攜帶。

3.2.3提高脫丁烷塔塔頂溫度在同一操作壓力下，提高脫丁烷塔塔頂溫度，有利于組分分離。通過(guò)提高脫丁烷塔塔頂液化氣罐溫度，可在保證脫丁烷塔塔頂回流量不降低和脫丁烷塔氣液分離效果的同時(shí)，提高脫丁烷塔塔頂?shù)臏囟?。通過(guò)優(yōu)化操作，脫丁烷塔塔頂溫度由74 ℃提高至76 ℃。

3.3 優(yōu)化常壓塔和脫丁烷塔塔頂操作的效果

石腦油初餾點(diǎn)提高后，石腦油中的輕組分分離后進(jìn)入液化氣系統(tǒng)，液化氣中C5及以上組分體積分?jǐn)?shù)由0提高至5%左右，裝置液化氣外放總量由9 th上升至12 th，液化氣產(chǎn)量提高3 th左右。優(yōu)化前后石腦油和液化氣收率見(jiàn)表2。

表2 優(yōu)化前后石腦油和液化氣收率 %

由表2可以看出，通過(guò)優(yōu)化操作，蒸餾裝置石腦油收率由25.21%降低至24.60%，下降0.61百分點(diǎn)，液化氣收率由1.30%上升至1.82%，上升0.52百分點(diǎn)，有效地將石腦油中的輕組分深拔進(jìn)入液化氣內(nèi)，降低了石腦油中的輕組分含量，石腦油罐區(qū)異味得到明顯改善。

由于蒸餾裝置生產(chǎn)的石腦油和液化氣均作為下游裂解裝置原料，調(diào)整操作后，石腦油和液化氣總收率未發(fā)生大幅變化，不影響下游裝置原料供給。液化氣中C5及以上組分含量控制在8%以下對(duì)裂解裝置生產(chǎn)沒(méi)有影響。

4 利用蒸餾裝置回?zé)捪到y(tǒng)回?zé)挓捰蛷S輕污油，降低輕污油罐區(qū)VOCs排放

由于煉油廠輕污油罐內(nèi)輕組分的揮發(fā)，輕污油罐惡臭味較重。為解決中間罐區(qū)輕污油揮發(fā)造成罐區(qū)VOCs超標(biāo)的問(wèn)題，將煉油新區(qū)各個(gè)裝置送往中間輕污油罐區(qū)的輕污油通過(guò)蒸餾裝置大循環(huán)線進(jìn)入原油泵入口摻煉，實(shí)現(xiàn)中間罐區(qū)不接收、不儲(chǔ)存輕污油。

常減壓蒸餾裝置回?zé)捪到y(tǒng)輕污油的流程見(jiàn)圖3?；?zé)掗_(kāi)閥過(guò)程中要密切關(guān)注原油泵入口和出口壓力變化情況，防止造成原油系統(tǒng)壓力波動(dòng)，導(dǎo)致原油串入輕污油系統(tǒng)使裝置因原料供應(yīng)中斷而停工?？刂拼笱h(huán)線進(jìn)原油泵入口手閥開(kāi)度僅開(kāi)4圈左右。

圖3 常減壓蒸餾裝置回?zé)捪到y(tǒng)輕污油的流程 —閥開(kāi)；—閥關(guān)；紅色線為回?zé)捿p污油流程

目前加氫聯(lián)合和延遲焦化裝置已經(jīng)間歇通過(guò)系統(tǒng)輕污油線將裝置內(nèi)輕污油送至蒸餾裝置回?zé)?，二?lián)合和蒸餾裝置自身輕污油還未進(jìn)行回?zé)挕?/p>

從2017年8月6日至今的回?zé)捛闆r來(lái)看，控制好輕污油回?zé)捒偭?，不?huì)對(duì)蒸餾裝置操作造成影響。

自2017年8月6日投用大循環(huán)線回?zé)捪到y(tǒng)輕污油后，裝置原油泵運(yùn)行工況正常，原油泵進(jìn)口壓力穩(wěn)定無(wú)波動(dòng)，維持在0.3 MPa左右，出口壓力維持在3.0 MPa左右，原油進(jìn)電脫鹽罐溫度維持在110 ℃，未出現(xiàn)大幅波動(dòng)，電脫鹽罐電流維持在160 A左右，參數(shù)控制在指標(biāo)范圍內(nèi)。

自輕污油通過(guò)蒸餾裝置大循環(huán)線進(jìn)入原油泵入口回?zé)捯詠?lái)，系統(tǒng)輕污油進(jìn)罐區(qū)手閥關(guān)閉，輕組分通過(guò)中間罐區(qū)揮發(fā)現(xiàn)象得到明顯改善，罐區(qū)異味得到明顯改善，同時(shí)輕污油進(jìn)入蒸餾裝置直接回?zé)?，不僅避免了罐區(qū)對(duì)輕污油罐的切液操作，同時(shí)降低罐區(qū)VOCs排放，改善了罐區(qū)環(huán)境。

5 結(jié) 論

蒸餾裝置減少裝置取樣過(guò)程產(chǎn)生的廢油，做好設(shè)備設(shè)施的泄漏檢測(cè)與修復(fù)管理，優(yōu)化操作提高石腦油初餾點(diǎn)，同時(shí)落實(shí)煉油新區(qū)回?zé)捪到y(tǒng)輕污油工作，確保輕污油罐不接收、不儲(chǔ)存輕污油，減少了VOCs排放，有效改善了生產(chǎn)、生活環(huán)境，確保煉油廠安全、環(huán)保運(yùn)行。

[1] 李家強(qiáng).VOCs控制與油氣回收技術(shù)綜述[J].當(dāng)代石油化工，2015(4)：7-15

[2] 唐孟海,胡兆靈.常減壓蒸餾裝置技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)石化出版社，2004:1-71