王寶軍　魏文斌

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)石油化工行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到了全面的調(diào)整和升級(jí)，國(guó)家對(duì)石油化工行業(yè)的節(jié)能減排總體要求也越來(lái)越高，石油化工企業(yè)不斷的推廣和應(yīng)用現(xiàn)代化的環(huán)保設(shè)備和循環(huán)發(fā)展工藝設(shè)計(jì)，尤其在酸性水汽提工藝方面，更是在節(jié)能優(yōu)化以及凈化水回用方面得到了質(zhì)的飛躍。酸性水汽提工藝節(jié)能優(yōu)化是在保障工藝生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上，最大限度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)目標(biāo)，幫助石油化工企業(yè)有效降低生產(chǎn)成本，增加環(huán)境效益和社會(huì)效益，而酸性水汽提凈化水回收工藝是為了緩解當(dāng)前石油化工企業(yè)生產(chǎn)的供水困難，同時(shí)降低污水給處理廠帶來(lái)的巨大壓力，有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本，兩者相得益彰，是提升我國(guó)石油化工企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的有效途徑。

關(guān)鍵詞：酸性水汽提;節(jié)能優(yōu)化;凈化水回用

1 酸性水汽提工藝概述

酸性水汽提工藝就是石油化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)原油一次和二級(jí)加工過(guò)程產(chǎn)生的酸性水進(jìn)行有害組分汽提剔除的處理過(guò)程。當(dāng)前，我國(guó)石油化工企業(yè)主要應(yīng)用的酸性水汽提工藝為：雙塔加壓汽提工藝、單塔加壓側(cè)線抽出汽提工藝以及單塔低壓全抽汽提工藝，但是以上三種中的任意一種酸性水汽提工藝都需要通過(guò)酸性水汽提塔將H2S和NH3等有害成分從酸性水中去除出去，同時(shí)，汽提塔底的凈化水需要與酸性水原料進(jìn)行換熱，將之冷卻至40℃，最后輸送至污水廠進(jìn)行排污處理。本文主要針對(duì)單塔低壓全抽酸性水汽提工藝進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化以及凈化水回用工藝的探索，旨在有效降低石油化工企業(yè)的生產(chǎn)成本，緩解供水壓力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，有效降低污水廠處理的工作量，進(jìn)而全面提升我國(guó)石油化工企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

2 酸性水汽提工藝的節(jié)能優(yōu)化研究

2.1 酸性水儲(chǔ)罐

石油化工企業(yè)儲(chǔ)罐可采用3至5天的設(shè)計(jì)，把握接口位置，確保酸性水的停留時(shí)間。同時(shí)，為了最大限度降低H2S氣體的釋放，儲(chǔ)罐內(nèi)需要在酸性水上方設(shè)置一定厚度的油層，此外，為了提升酸性水的除油效果，可以采用沉降罐內(nèi)設(shè)計(jì)內(nèi)罐的方式，即“罐中罐”的設(shè)計(jì)方法，這是一種國(guó)外項(xiàng)目中的成功案例，可以通過(guò)利用水力旋流將油污從酸性水中除去，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)。

2.2 汽提塔進(jìn)料泵

在單塔低壓全抽酸性水汽提工藝生產(chǎn)過(guò)程中，汽提塔進(jìn)料泵極易出現(xiàn)泄漏問(wèn)題以及原料酸性水出現(xiàn)汽化產(chǎn)生兩相流的問(wèn)題，進(jìn)而造成環(huán)境安全隱患。因此，在節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)中，首先，在汽提塔進(jìn)料泵設(shè)計(jì)中采用磁力泵，通過(guò)無(wú)機(jī)械密封的方式來(lái)避免出現(xiàn)原料酸性水泄漏的問(wèn)題;其次，汽提塔進(jìn)料泵應(yīng)將流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置在進(jìn)料管口處，利用汽提塔進(jìn)料泵提供的充足壓力來(lái)保障閥前管線壓力高于酸性水飽和蒸汽壓，進(jìn)而有效解決兩向流問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化目標(biāo)。

2.3 酸性水汽提塔

首先，由于含硫、氨、酚等組成成分的酸性水對(duì)酸性水汽提塔具有較強(qiáng)的腐蝕性，因此，酸性水汽提塔節(jié)能優(yōu)化的第一步就需要用固閥塔板代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的浮閥塔板，進(jìn)而避免腐蝕或結(jié)垢的現(xiàn)象出現(xiàn)，同時(shí)在塔板的選擇上，盡量選擇壓降較小的塔板，這樣不但可以擴(kuò)大再沸器的換熱面積，還能夠優(yōu)化塔底溫度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化;其次，由于酸性水汽提塔中的操作壓力與操作溫度呈正向關(guān)系，且蒸汽消耗量或再熱器負(fù)荷直接影響塔板數(shù)量，因此，在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)采用較低的壓力設(shè)計(jì)，這樣既可以提升NH3和H2S的提取效果，又可以有效降低再沸器的負(fù)荷，避免腐蝕管線和阻塞設(shè)備，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)。

2.4 循環(huán)泵回路

循環(huán)泵在酸性水汽提工藝中的作用是有效降低酸性氣中的含水量，因此，循環(huán)泵回路中的撤出熱量必須要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。但是，在實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中，往往會(huì)因?yàn)檫^(guò)低的循環(huán)泵回路溫度而造成循環(huán)泵生產(chǎn)效率的下降，致使析出液相中產(chǎn)生大量的結(jié)晶進(jìn)而造成空冷器換熱面積的增大。因此，在循環(huán)泵回路的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，將原來(lái)循環(huán)泵中的空冷器風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)變成為變頻電機(jī)，并將回流溫度控制在60℃，這種設(shè)計(jì)可以有效降低循環(huán)泵回路中的結(jié)晶幾率，同時(shí)還能夠確保塔頂溫度和回流溫度的有效控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的目標(biāo)。

3 酸性水汽提凈化水回收工藝研究

在酸性水汽提工藝的最后需要利用凈化水空冷器和凈化水泵將凈化水依照下游裝置溫度和壓力的需求輸送至裝置界區(qū)，這是一項(xiàng)十分重要的環(huán)節(jié)，然而，當(dāng)前石油化工企業(yè)的凈化水供水十分艱難，且生產(chǎn)成本較高，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的指引下，加增凈化水回收工藝是有效緩解供水壓力，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化的有效途徑，本文采用高壓加氫裝置進(jìn)行凈化水回收工藝的節(jié)能減排優(yōu)化計(jì)劃。

3.1 凈化水回用方案設(shè)計(jì)

3.1.1 凈化水選擇

酸性水汽提凈化水回用工藝的優(yōu)化方案為：酸性水汽提裝置凈化水經(jīng)過(guò)冷卻處理經(jīng)輸水管線輸送至加氫注水罐，以一定比例與除鹽水混合再經(jīng)加氫注水泵注入空冷前。

3.1.2 工藝控制方案及技術(shù)指標(biāo)

控制方案：注水罐液位由加氫注水罐液控閥進(jìn)行控制，通過(guò)手動(dòng)操作調(diào)節(jié)控制凈化水的摻入量，以注水泵出口流量與除鹽水進(jìn)裝置界區(qū)流量作差計(jì)算摻入凈化水流量。注水操作：空冷器和換熱器的換熱效果需時(shí)刻觀測(cè)，每周改用除鹽水單獨(dú)注水沖洗8h，這種做法能夠有效提升凈化水的置換效果，將凈化水循環(huán)部分的含鹽量進(jìn)行有效的控制?？绽洳僮鳎焊邏嚎绽淦饕M(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和調(diào)整，幫助各個(gè)管線實(shí)現(xiàn)均勻換熱，進(jìn)而避免偏流的形成。此外，空冷電機(jī)必須每月進(jìn)行調(diào)整，以更換空冷管束中物質(zhì)結(jié)鹽結(jié)晶位置，同時(shí)沖洗結(jié)晶物質(zhì)。

3.2 注水控制

在酸性水汽提工藝的開車初期，并不采用該凈化水方案，在設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，積累了一定量的原始腐蝕數(shù)據(jù)后，在注水中逐步摻入凈化水，凈化水的摻入比例由開始的20%逐步提升用量，最大不能超過(guò)50%的使用量，并對(duì)腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

3.3 凈化水回用工藝施工工藝

3.3.1 施工工藝流程

酸性水汽提裝置的凈化水泵將凈化水升壓冷卻后送至加氫注水罐進(jìn)行加氫處理，經(jīng)加氫界區(qū)加有排凝閥的雙閥后進(jìn)入加氫裝置，再經(jīng)注水罐頂部放空閥下部三通入注水罐，保留放空手閥。鑒于企業(yè)在冬季生產(chǎn)過(guò)程中管線會(huì)出現(xiàn)冷凝狀況，所有輸送管線均進(jìn)行伴熱保溫處理。

3.3.2 施工工藝方案具體應(yīng)用

首先，管線沖洗。石油化工企業(yè)的酸性水汽提裝置、除鹽水站以及調(diào)度要充分協(xié)調(diào)，新增凈化水管線從酸性水汽提裝置給凈化水，在加氫界區(qū)閥前法蘭排水，沖洗自酸性水汽提裝置至加氫界區(qū)管線;加氫界區(qū)前管線沖洗干凈后恢復(fù)法蘭，在注水罐頂放空接消防水帶，聯(lián)系酸性水汽提裝置給凈化水，沖洗加氫界區(qū)內(nèi)凈化水管線。待一切完成后酸性水汽提裝置、除鹽水站以及調(diào)度恢復(fù)管線各法蘭。其次，凈化水投用。待第一步管線沖洗完成后，石油化工企業(yè)的酸性水汽提裝置、開界區(qū)閥以及調(diào)度要積極協(xié)調(diào)，將注水罐頂部的放空閥打開進(jìn)行排氣，在見到凈化水后，將放空閥的手閥進(jìn)行關(guān)閉，同時(shí)打開凈化水入注水罐手閥，在這個(gè)過(guò)程中，要時(shí)刻調(diào)節(jié)除鹽水的控制閥，確保注水罐的液位在合理范圍，將凈化水的流量控制在總注水量的20%，進(jìn)而執(zhí)行凈化水回用流程。

綜上所述，環(huán)境友好型生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念是現(xiàn)階段我國(guó)石油化工行業(yè)生產(chǎn)的大趨勢(shì)，石油化工企業(yè)必須對(duì)自身相對(duì)成熟的酸性水汽提工藝進(jìn)行全面的升級(jí)改造，在原有工藝技術(shù)的基礎(chǔ)上，在節(jié)能減排理念的指引下，進(jìn)行酸性水汽提工藝整體的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)采用高壓加氫注水的工藝設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)凈化水的回用，進(jìn)而大幅提升了石油化工企業(yè)的成本控制能力，保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)能源的合理配置和再利用，幫助石油化工企業(yè)酸性水汽提工藝向著清潔生產(chǎn)的方向邁進(jìn)。

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