陶新建

中國石油天然氣股份有限公司大港石化分公司 天津 300280

1 “三泥”回煉可行性分析

1.1 “三泥”物性分析

接收供排水車間“三泥”前首先采集樣品化驗，分析“三泥”的物性，并將溫度提至50℃左右，防止“三泥”雜質沉降，輸送粘度過大。

污水處理過程中產(chǎn)生的“三泥”物理性質，可知“三泥”屬于水多、油少的類型，離心脫水后灰分較低，表明“三泥”可以進入焦化裝置進行消化。

1.2 石油焦灰分指標分析

考察“三泥”回煉對焦化裝置影響較大的石油焦灰分指標，大港石化公司120萬噸/年延遲焦化裝置產(chǎn)出的石油焦灰分平均值為0.11%，控制指標為0.3%，可知仍有0.19%的冗余，可以抵消“三泥”回煉對石油焦產(chǎn)品質量產(chǎn)生的影響。

2 “三泥”回煉流程

“三泥”由供排水車間輸送至延遲焦化裝置三泥罐D-3203C，經(jīng)由P-3203A/B出口至焦炭塔10m平臺給水給汽管線進入焦炭塔，利用冷焦塔塔內高溫焦炭反應消化掉“三泥”中殘渣及污油。

2016年8月，針對對“三泥”回煉過程中出現(xiàn)的問題，進行技術優(yōu)化改造，采用3S智能噴霧系統(tǒng)，將三泥引入霧化器的液相入口。泵的出口處接入蒸汽以及冷焦水用于吹掃和清洗，PLC自動控制系統(tǒng)根據(jù)焦炭塔的塔壁溫度，塔頂溫度，塔頂壓力等參數(shù)自動控制蒸汽及三泥流量。實施后大吹汽及三泥系統(tǒng)實現(xiàn)了高度自動化，保證焦化裝置長周期平穩(wěn)運行的前提下回煉三泥。具體流程參照“圖 1”。

圖1 “三泥”進焦化回煉流程改造圖

3 三泥智能噴霧系統(tǒng)特點

該工藝配套專用的3S控制系統(tǒng)，對整個三泥霧化過程進行自動控制，在三泥霧化的過程中，根據(jù)焦炭塔塔頂壓力和塔壁的降溫速度，調節(jié)過熱蒸汽流量和代替蒸汽用三泥流量，將焦炭塔塔壁溫降速率以及焦炭塔塔頂壓力控制在合理的范圍內。在整個三泥霧化過程中，蒸汽和三泥的比例隨設計方案而變化，在大吹汽的初期，由于焦炭的溫度較高，進入焦炭塔的三泥量較少，以確保焦炭塔的長期平穩(wěn)運行。隨著焦炭溫度的降低，進入三泥的流量逐漸增加，蒸汽的流量降低，最大限度節(jié)約蒸汽用量，同時也將大量的三泥進行了無害化處理。

4 三泥智能噴霧系統(tǒng)試驗

4.1 三泥智能噴霧系統(tǒng)方案選擇

在DCS上設“FangAn1”和“FangAn2”控制按鈕，必須選方案后才能進行焦炭塔大吹汽投三泥工作，確認完畢后，相應的方案選擇按鈕會變成綠色。每一個大吹汽投三泥方案對應不同的蒸汽、三泥流量隨時間變化曲線。

3S智能噴霧系統(tǒng)投用初期，選擇方案一進行調試，當正常投用一段時間后，可以按照方案二進行，盡可能降低大吹汽期間蒸汽消耗量，增加三泥回煉量。

在3S智能噴霧系統(tǒng)調試期間根據(jù)焦炭塔實際情況對各項參數(shù)進行分析，在工程師權限下調整大吹汽期間蒸汽流量或三泥流量，使本系統(tǒng)在更合理工況下運行。方案一每天回煉三泥約21t，方案二每天回煉三泥約30t。

4.2 試驗過程

8月23日延遲焦化裝置開始執(zhí)行三泥霧化操作，注入時間為2至2.5小時，23日、24日、26日執(zhí)行方案一，其余時間執(zhí)行方案二。投用方案二期間可節(jié)省蒸汽3t/d，三泥霧化過程中未發(fā)生水擊等異常情況，塔位移偏離對比情況待確認。

8月30日開始回煉濃縮后的三泥，濃縮前三泥含水率99%，濃縮后三泥含水率94.6%。

4.3 焦炭塔偏移監(jiān)測

“三泥”回煉前預計低溫“三泥”注入高溫冷焦塔有造成冷焦塔偏移的可能性，所以安排每次回煉前中后都對焦炭塔偏移量進行檢測，防止“三泥”回煉對關鍵設備造成損害。

通過8月23日至8月31日的連續(xù)檢測，證實“三泥”智能噴霧系統(tǒng)在方案一、方案二兩種情況下冷焦塔偏移情況不嚴重。最大偏差10cm，平均偏差3.5-5.33cm，與回煉前基本持平。

4.4 冷、切焦水質變化

現(xiàn)場觀察冷、切焦水水質、顏色變化不大，切水觀察，冷焦水、切焦水有明顯氣味，與改造前對比變化不大。除焦期間儲焦池附近氨氮臭味變重。

分析原因為：

（1）“三泥”回煉流量較大，造成進入冷焦塔后“三泥”中水分迅速氣化，氣化量與回煉流量成正比，流量較大造成冷焦塔內氣速過大，“三泥”中的雜質及浮渣未與高溫焦炭充分接觸反應就被汽提至裝置下游工藝設置中。經(jīng)過接觸冷卻塔頂空冷及后冷器冷卻后凝結并回收至焦化裝置的冷、切焦水系統(tǒng)中。

（2）“三泥”回煉總量較大，造成焦炭溫度降低至能夠將“三泥”中雜質及浮渣反應的溫度以下，后續(xù)進入焦炭塔的“三泥”未能反應，最終通過冷焦水給水溢流至冷焦水系統(tǒng)，或在放水過程中被攜帶進入冷焦水系統(tǒng)。

5 結語

（1）“三泥”智能噴霧系統(tǒng)試驗期間延遲焦化裝置石油焦產(chǎn)品指標平均達到一級品指標，回煉未對石油焦產(chǎn)品質量造成較大影響，且每生焦周期可回煉“三泥”40-50m3。

（2）“三泥”智能噴霧系統(tǒng)試驗期間冷焦塔偏移情況經(jīng)監(jiān)測未出現(xiàn)大幅度偏移，均處于正常范圍。

（3）“三泥”智能噴霧系統(tǒng)對延遲焦化裝置冷、切焦水水質改變作用不大，需要進一步解決。

（4）“三泥”智能噴霧系統(tǒng)投用后，消耗蒸汽量為12.0t。節(jié)省蒸汽量3t。

（5）“三泥”智能噴霧系統(tǒng)投用后，焦炭塔下部熱電偶溫降由平均27.5℃降低至21.2℃，溫降比較平緩，達到保護焦炭塔設備的前提下節(jié)省大吹汽蒸汽用量。

（6）3S智能噴霧系統(tǒng)投用后大吹汽期間蒸汽峰值用量降低20%，由15t/h降低至12t/h，并且大部分時間降低蒸汽峰值用量70%，由15t/h降低至4.5t/h。