王文舉

（中海油氣泰州石化有限公司，江蘇泰州225300）

中海油氣泰州石化有限公司（以下簡(jiǎn)稱泰州石化）有2套非加氫酸性水汽提裝置，由非加氫酸性水的脫氣、除油和汽提三部分組成，處理來自常減壓裝置、延遲焦化裝置以及原料油罐區(qū)的非加氫酸性水。單套非加氫酸性水汽提裝置采用單塔全抽出工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為30 t/h，設(shè)計(jì)操作彈性60%~120%，全年開工8 400 h。該裝置自2016年首次開工投產(chǎn)以來，由于來料酸性水中含細(xì)小的焦粉懸浮物、油泥等雜質(zhì)，造成換熱器容易結(jié)垢，進(jìn)料溫度降低，操作出現(xiàn)異常波動(dòng)，導(dǎo)致凈化水質(zhì)量不能長(zhǎng)期穩(wěn)定合格，污水處理廠外排水超標(biāo)，能耗增加，影響了裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，給公司的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來了極大的困難。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外同行業(yè)進(jìn)行調(diào)研，泰州石化聯(lián)合設(shè)計(jì)單位進(jìn)行了技術(shù)分析，對(duì)非加氫酸性水汽提裝置進(jìn)行了技術(shù)改造，解決了該裝置運(yùn)行周期短、換熱器清洗頻繁、能耗高的問題，達(dá)到了預(yù)期的運(yùn)行效果。

1 非加氫酸性水汽提裝置運(yùn)行情況

改造前非加氫酸性水汽提裝置的工藝流程見圖1。

圖1 改造前非加氫酸性水汽提裝置的工藝流程

非加氫酸性水汽提裝置的外送凈化水設(shè)計(jì)溫度為50 ℃，設(shè)計(jì)壓力為0.5 MPa，設(shè)計(jì)出水指標(biāo)為硫化物 (ρ)≤ 20 mg/L、氨氮 (ρ)≤ 80 mg/L。常減壓裝置的回用凈化水水量為 25 840 kg/h。

非加氫酸性水汽提裝置于2016年12月22日首次開車，開車后運(yùn)行平穩(wěn)，但凈化水中硫化物、氨氮含量超標(biāo)。2017年3月4日開始向非加氫酸性水汽提裝置注堿，出水氨氮含量合格，但硫化物超標(biāo)。經(jīng)過多方查找原因發(fā)現(xiàn)，由于凈化水檢測(cè)方法不合理，使硫化物含量的分析結(jié)果偏高，而實(shí)際硫化物含量合格。

非加氫酸性水汽提裝置在運(yùn)行過程中出現(xiàn)換熱器出口原料水溫度緩慢降低、汽提裝置出口凈化水溫度緩慢升高，造成裝置能耗高，且凈化水出水溫度高以致污水處理廠無法接收的問題。換熱器凈化水和原料水的溫度見表1。

表1 換熱器凈化水和原料水的溫度

經(jīng)檢查，出現(xiàn)上述問題的原因?yàn)閾Q熱器結(jié)垢嚴(yán)重。2017年5月9日，非加氫酸性水汽提裝置臨時(shí)停工，對(duì)換熱器進(jìn)行了切出排空清洗。截至2019年12月，非加氫酸性水汽提裝置先后停工清洗換熱器、塔底重沸器、凈化水空氣冷卻器和汽提塔多達(dá)15次，平均50 d需要停工清洗1次。

2017年6月2日，常減壓裝置回用的一系列非加氫酸性水汽提裝置的凈化水較為污濁，影響裝置運(yùn)行。泰州石化將二系列非加氫酸性水汽提裝置的凈化水連通常減壓裝置，并于2017年6月12日進(jìn)行了回用，而一系列凈化水不再回用，全部送至污水處理廠。

2 非加氫酸性水汽提裝置存在的問題

非加氫酸性水汽提裝置自開工以來，長(zhǎng)期存在以下問題：

1）汽提塔內(nèi)件結(jié)垢造成分餾精度降低，換熱器、空氣冷卻器結(jié)垢造成換熱效率下降，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

2）汽提塔內(nèi)件、換熱器、空氣冷卻器結(jié)垢造成裝置能耗高，凈化水控制指標(biāo)超標(biāo)，影響裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

3）非加氫酸性水汽提裝置的凈化水中含有懸浮物等雜質(zhì)，無法回用于常減壓裝置，凈化水得不到循環(huán)利用。

3 非加氫酸性水汽提裝置技改情況

通過對(duì)同類裝置大量調(diào)研，泰州石化于2018—2020年針對(duì)非加氫酸性水汽提裝置運(yùn)行存在的問題進(jìn)行了一系列的技改優(yōu)化，改造后非加氫酸性水汽提裝置的工藝流程見圖2。

圖2 改造后非加氫酸性水汽提裝置的工藝流程

3.1 過濾器過濾精度升級(jí)

在裝置運(yùn)行過程中，裝置入口的過濾器壓差長(zhǎng)時(shí)間保持在較低的狀態(tài)，同時(shí)在過濾器后部發(fā)現(xiàn)較大顆粒的雜質(zhì)，經(jīng)綜合分析，應(yīng)是過濾器濾網(wǎng)孔徑過大所致。更換過濾器的濾芯，濾網(wǎng)孔徑由原來的0.27 mm（50 目）升級(jí)至 0.15 mm（100 目）。濾芯更換完成后，過濾器的清洗間隔時(shí)間由原來的3個(gè)月改為10 d，從延遲焦化裝置帶來的大顆粒焦粉等雜質(zhì)得到了過濾。

3.2 提高儲(chǔ)罐抽出口的高度

對(duì)換熱器和空氣冷卻器進(jìn)行清洗，發(fā)現(xiàn)其中的油泥較多，將油泥清除后，換熱器原料水和凈化水的出口溫度很快恢復(fù)到正常值。清理原料水儲(chǔ)罐時(shí)發(fā)現(xiàn)其中的油泥液位較高，如果油泥長(zhǎng)期累積得不到及時(shí)處理，超過罐底的抽出口高度后，大量污泥會(huì)被帶到汽提塔中。將原料水儲(chǔ)罐的抽出口高度由0.8 m提高到12.6 m，凈化水進(jìn)料泵入口的過濾器清洗頻率明顯降低，由平均15 d清洗1次改為約40 d 清洗 1 次。

3.3 增設(shè)凈化水水冷器

凈化水換熱器和空氣冷卻器結(jié)垢嚴(yán)重，無法切出排空清洗，汽提裝置出口的凈化水溫度最高時(shí)達(dá)到62 ℃。增加1臺(tái)凈化水水冷器于2018年5月投用，使空氣冷卻器能夠切除在線運(yùn)行進(jìn)行清洗，解決了汽提裝置出口的凈化水溫度較高的問題。

3.4 增設(shè)換熱器排油線

換熱器中的污油在換熱器頂部聚集，不能隨著凈化水排出，減小了換熱面積，使換熱效率下降。2020年1月15日在換熱器頂部的泄壓處增加排油線，定期排出污油，明顯提高了換熱器的換熱效率。

分別取排油線投用前后連續(xù)7 d的換熱器原料水出口溫度的數(shù)據(jù)，繪制溫度變化趨勢(shì)見圖3。

圖3 換熱器原料水出口溫度變化趨勢(shì)

由圖3可見：增設(shè)的換熱器排油線投用后，原料水的出口溫度基本不低于90 ℃，且變化趨勢(shì)較之前更為平緩，隨著時(shí)間的推移，換熱效果趨于穩(wěn)定。

3.5 增設(shè)地面污油罐

原料水儲(chǔ)罐將污油撇至地下罐，而污油中含的水在地下罐中無法被分離出去，隨污油外送出汽提裝置，造成污油帶水嚴(yán)重。裝置改造時(shí)新增1臺(tái)地面污油罐，于2019年12月投用?？紤]到原料水儲(chǔ)罐中污油含水的問題，在設(shè)計(jì)污油罐時(shí)，污油抽出口至外送泵入口的高度分別設(shè)置為0.6 m和1.2 m，優(yōu)化了泵出口返回原料水儲(chǔ)罐的流程，從根本上解決了污油帶水的問題。

3.6 增設(shè)砂石過濾器

為了解決換熱器中懸浮物結(jié)垢的問題，在一系列非加氫酸性水汽提裝置增設(shè)1臺(tái)原料水砂石過濾器。2019年12月該砂石過濾器投用后，換熱器的原料水溫度下降速率降低，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)。砂石過濾器投用前與投用后換熱器的原料水出口溫度變化趨勢(shì)見圖4，換熱器原料水出口的水質(zhì)對(duì)比見圖5。

圖4 換熱器的原料水出口溫度變化趨勢(shì)

圖5 換熱器原料水出口的水質(zhì)對(duì)比

由圖4可見：砂石過濾器投用前，換熱器的原料水出口溫度在7 d內(nèi)由97.84 ℃下降到64.70 ℃，下降趨勢(shì)非常明顯；砂石過濾器投用后，換熱器的原料水出口溫度趨于穩(wěn)定，維持在89.26~93.52 ℃，換熱器的換熱效果有了明顯提高。

由圖5可見：原料水經(jīng)砂石過濾器過濾后，不溶性雜質(zhì)明顯減少，水質(zhì)更加清澈。由此說明，砂石過濾器過濾效果良好，在一定程度上解決了換熱器中懸浮物結(jié)垢的問題。

3.7 更換除油器

自開工以來，一系列非加氫酸性水汽提裝置除油器排油效果不佳，長(zhǎng)期無法正常使用，于2018年進(jìn)行了更換，2020年4月投用。然而，由于酸性水中污油組成過于復(fù)雜，造成界位計(jì)使用效果不佳，該設(shè)備一直不能自動(dòng)控制，需定期手動(dòng)進(jìn)行除油操作。

3.8 增設(shè)破乳劑加注設(shè)施

非加氫酸性水中的乳化油在原料水儲(chǔ)罐中無法實(shí)現(xiàn)靜置分離，隨酸性水進(jìn)入汽提塔，給汽提塔和硫磺回收裝置的操作帶來較大影響。2018年技改時(shí)增設(shè)破乳劑加注設(shè)施，于2020年4月投用，經(jīng)過多次破乳劑試驗(yàn)，最終選擇國(guó)內(nèi)某廠家的破乳劑。經(jīng)過1年多的運(yùn)行，經(jīng)破乳處理過的酸性水乳化油含量明顯減少，水質(zhì)得到改善。

3.9 改造注堿線

非加氫酸性水汽提裝置改造前與煙氣脫硫塔共用1臺(tái)注堿液計(jì)量泵，由于流量計(jì)選型不合理，存在流量計(jì)計(jì)量不準(zhǔn)確、實(shí)際操作中很難精確控制注入量的問題。2018年技改時(shí)，將汽提塔注堿和煙氣脫硫塔注堿分開操作，增設(shè)1臺(tái)注堿泵，并重新對(duì)流量計(jì)選型。2020年4月2臺(tái)計(jì)量泵同時(shí)投入使用，注堿流量得到穩(wěn)定控制，操作簡(jiǎn)單準(zhǔn)確。

3.10 增設(shè)凈化水pH值在線分析儀

污水處理廠多次反映，由于凈化水的質(zhì)量波動(dòng)造成污水處理廠外送水指標(biāo)異常波動(dòng)，以致污水處理不達(dá)標(biāo)。經(jīng)分析，出現(xiàn)上述問題主要是因?yàn)閮艋蓸宇l次為12 h一次，水樣分析時(shí)間滯后，不能及時(shí)調(diào)整操作所致。2020年大檢修期間，在一系列非加氫酸性水汽提裝置出口處增加pH值在線分析儀，實(shí)現(xiàn)凈化水pH值的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證凈化水的質(zhì)量。

4 下一步改進(jìn)措施及需要解決的問題

非加氫酸性水汽提裝置經(jīng)過改造，基本解決了該裝置運(yùn)行周期短、換熱器清洗頻繁、能耗高的問題，但仍存在不盡如人意之處，需要以后進(jìn)行解決：

1）提高管理和操作水平。根據(jù)非加氫酸性水汽提裝置的運(yùn)行情況，定期對(duì)汽提塔進(jìn)行蒸塔操作（約2個(gè)月1次），防止塔盤結(jié)垢卡塞造成分餾精度降低，影響凈化水質(zhì)量。另外，要進(jìn)一步完善考核細(xì)則，加強(qiáng)員工操作培訓(xùn)，提高操作精細(xì)化水平。

2）實(shí)現(xiàn)凈化水回用。凈化水回用率設(shè)計(jì)值為不低于86%，但實(shí)際凈化水回用率僅達(dá)到74%。雖然砂石過濾器已經(jīng)投用，凈化水的水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，但仍未滿足生產(chǎn)需要，因此計(jì)劃增加1組凈化水過濾器。

3）增加砂石過濾器自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前當(dāng)砂石過濾器壓差達(dá)到0.1 MPa時(shí)，外操現(xiàn)場(chǎng)操作進(jìn)行反沖洗。運(yùn)行部編制了反沖洗消項(xiàng)作業(yè)卡和沖洗后工程師現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)等措施保證沖洗質(zhì)量和效果，但在實(shí)際操作過程中存在以下問題：①由于不同人員的操作手法不同，置換時(shí)間和沖洗流量不能精準(zhǔn)控制，在反沖洗時(shí)容易造成反沖洗水中氨氮等含量超標(biāo)，或反沖洗不夠徹底，沖洗效果存在差異，影響設(shè)備運(yùn)行；②反沖洗頻率較高，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大；③操作頻繁，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。為了降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，規(guī)范操作，保證沖洗效果，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，從源頭控制設(shè)備的運(yùn)行效果，增設(shè)砂石過濾器自動(dòng)控制系統(tǒng)，代替手動(dòng)操作。

4）原料油罐區(qū)送來的酸性水水質(zhì)較差，含油較多，呈非常黏稠的狀態(tài)，如圖6所示。只要原料油罐區(qū)向汽提裝置輸送酸性水，砂石過濾器的壓差則立即升高。該問題需要公司協(xié)調(diào)解決。

圖6 原料油罐區(qū)的酸性水

5 結(jié)語

由于非加氫酸性水汽提裝置主要用于處理焦化、常減壓裝置及原料油罐區(qū)的污水，污水中含有較多的油和焦粉，造成汽提塔及換熱器結(jié)垢嚴(yán)重，導(dǎo)致裝置運(yùn)行周期短、頻繁停工、頻繁清洗換熱器等問題，影響了正常生產(chǎn)。泰州石化針對(duì)上述問題，首先從源頭加強(qiáng)操作控制，減少原料水?dāng)y帶的大量雜質(zhì)和油泥；其次通過新增砂石過濾器、更換除油器、加注破乳劑、加強(qiáng)砂石過濾器置換沖洗和撇油操作等措施，極大地降低了停工清洗次數(shù)，達(dá)到了預(yù)期的運(yùn)行效果，實(shí)現(xiàn)了裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行、節(jié)能降耗的目標(biāo)。