關(guān)慶林

(中國中化控股山東昌邑石化有限公司，山東 昌邑 261300)

常減壓裝置作為龍頭裝置，在煉廠中占據(jù)重要地位。其停工退料有固有的一套步驟，粗放的停工方式往往會導(dǎo)致現(xiàn)場大量含油污水和廢氣的排放，嚴重時甚至可能影響周圍環(huán)境，給周邊居民帶來安全隱患，造成次生事件。隨著裝置日益大型化以及環(huán)保、安全等方面法規(guī)的日益嚴格，對常減壓裝置停工提出了更高環(huán)保的要求。

中國中化控股的某分公司常減壓裝置設(shè)計規(guī)模為5.0 Mt/a，設(shè)計加工原油為含硫低酸原油，裝置于2009年5月建成投產(chǎn)，按計劃已進行了6次停工大檢修。為了在本次停工期間實現(xiàn)密閉排放和安全快速退料，采取了各種措施和方案，整個停工過程無亂排、無亂放、無異味，實現(xiàn)了密閉吹掃和環(huán)?？焖偻肆贤＼?。

1 停工過程中存在的問題

1.1 停工退料不徹底

系統(tǒng)前期未采取柴油置換、鈍化清洗等措施，系統(tǒng)吹掃后殘留油泥及含油冷凝液，給停工期間的動火作業(yè)留下了一定的安全隱患。主要問題點集中在原油、蠟油、渣油換熱系統(tǒng)及常減壓爐爐管吹掃不徹底，物料殘留較多。

1.2 停工退油流程不合理

系統(tǒng)工藝流程長、設(shè)備大、管線粗，管道存在大量U型結(jié)構(gòu)和副線結(jié)構(gòu)，吹掃蒸汽壓力及溫度降低，吹掃時間過長以及蒸汽冷凝等增加了吹掃難度；停工退油時從前往后按照流程依次趕油，原油、初底油、常底油、渣油系統(tǒng)未分段進行吹掃退油，造成系統(tǒng)吹掃時間長且不徹底；停工退油過程中因吹掃比較集中，罐區(qū)為控制油氣揮發(fā)及罐內(nèi)溫度對入罐閥進行控制，增加了吹掃難度；集中向塔內(nèi)吹掃時各路給汽量大，造成塔內(nèi)壓力升高，吹掃效果不佳；停工過程中協(xié)調(diào)指揮不統(tǒng)一，工序步驟未嚴格按照規(guī)程順序依次進行并落實到位，停工過程中次序混亂導(dǎo)致停工時間延長或達不到預(yù)期效果。

1.3 蒸塔、煮塔及煮罐效果不佳，存在油污殘留

蒸塔、煮塔時間短，各側(cè)線及塔底部未排凈，造成蒸塔、煮塔的不徹底。電脫鹽罐內(nèi)煮罐排放時未排凈，排出的水發(fā)黑，說明油污清理不徹底。蒸塔、煮塔及煮罐過程未得到落實跟蹤，達不到預(yù)期效果。

1.4 停工過程存在的問題點多

常減壓爐爐管、常減壓塔中段回流管線在吹掃退油過程中溫度下降時極易產(chǎn)生水錘；電脫鹽系統(tǒng)停工時因容積大損失大量吹掃蒸汽，導(dǎo)致蒸汽系統(tǒng)壓力降低；各個系統(tǒng)掃線時間長，催化、焦化等裝置停工產(chǎn)生用汽高峰，導(dǎo)致蒸汽壓力不足；吹掃時間長，導(dǎo)致油品罐區(qū)產(chǎn)生大量油氣，既不符合環(huán)保要求，又埋下了安全隱患；停工的減壓塔開塔后，減三熱回流段填料清洗鈍化不徹底極易造成硫化亞鐵自燃。

1.5 停工過程環(huán)保措施控制不到位

停工過程中含油污水產(chǎn)生量大且溫度偏高，蒸汽吹掃及各塔吹掃時產(chǎn)生大量的含油污水，裝置含油污水的排放難度大；酸性水汽提裝置停工后污水直接排放至污油井，現(xiàn)場揮發(fā)性有機物(VOCs)異味大；停工后低點排凝殘存的油污滴漏，未有效回收。

2 改進措施

2.1 停工退料后引入柴油置換清洗，降低吹掃難度

引入柴油置換清洗，降低原油、渣油、蠟油換熱系統(tǒng)吹掃難度。在裝置停工時初餾塔、常壓塔、減壓塔塔底介質(zhì)全部退凈以后，為將換熱系統(tǒng)內(nèi)重組分油全部置換，從柴油罐區(qū)收柴油線倒引柴油，將柴油引入原油進裝置進料流量計閥組，從原油進裝置換熱器—初底油換熱器—常壓爐—常壓塔底—減壓爐—減壓塔底渣油換熱器依次進行全部置換，將置換介質(zhì)退至原油罐區(qū)，直到減壓渣油出裝置線界區(qū)外見柴油后，置換完成，裝置開始改閉路循環(huán)進行柴油清洗；減壓系統(tǒng)柴油清洗置換，裝置罐區(qū)收柴油線串入減一中段油泵入口補柴線，開減一泵通過返塔線清洗減壓塔，通過溢流柴油置換減壓二中、三中循環(huán)。為了保證柴油循環(huán)清洗效果，徹底置換和清洗系統(tǒng)，主要采取了以下措施。

(1)柴油置換效果的好壞是流程吹掃成敗的關(guān)鍵。引柴油置換時，柴油流量不小于150 t/h，換熱網(wǎng)絡(luò)每路每臺換熱器進行逐個置換，現(xiàn)場有專人負責(zé)，從換熱器出口現(xiàn)場排污處進行排查。出口排污處見柴油后，開換熱器跨線置換3～5 min，再進行下一臺換熱器的柴油置換。換熱網(wǎng)絡(luò)置換分兩個支路，需要單路分別進行置換，直至每一支路見柴油后，再進行后續(xù)常減壓爐管、減壓渣油等系統(tǒng)的置換，確保每臺換熱器內(nèi)柴油置換干凈。每隔2 h檢查常壓塔塔底、渣油換熱器E1010A/B、減渣出裝置采樣器處的置換柴油質(zhì)量，如果太稠或顏色較深，則加大柴油置換力度，整個柴油開路置換耗時13 h[1]。

(2)控制柴油閉路循環(huán)量以保證清洗效果。為了達到更好的清洗效果，閉路循環(huán)量應(yīng)不小于350 t/h，以確保管道介質(zhì)流速。柴油閉路循環(huán)清洗時間則控制在24 h，以確保清洗效果。

(3)保證置換柴油性質(zhì)。循環(huán)清洗所用柴油為催化柴油，催化柴油初餾點大于185 ℃，在循環(huán)清洗期間，系統(tǒng)溫度有效控制在130～180 ℃[2]，從而確保了清洗效果，且減少了塔頂含油污水的產(chǎn)生。

(4)減壓塔填料的清洗及循環(huán)系統(tǒng)的置換要徹底。減一中循環(huán)量不得低于100 t/h，減二中、減三中循環(huán)量不得低于300 t/h，否則起不到均勻清洗減壓塔填料的作用。

(5)柴油循環(huán)清洗控制注意事項。循環(huán)清洗過程中各塔底系統(tǒng)備用機泵要切換運行2 h以上；循環(huán)過程中為保證系統(tǒng)盲點的置換效果，各換熱器、控制閥副線閥均需稍稍打開，柴油循環(huán)20 min以上，脫前原油二路分支、脫后原油二路分支、初底油二路分支、常壓爐四路分支、減壓爐八路分支要逐一進行柴油過量，再同時過量;視柴油質(zhì)量變化情況控制清洗時間，整個清洗過程結(jié)束后蒸汽吹掃4 h，并檢查吹掃情況。

2.2 停工密閉吹掃優(yōu)化

貫通吹掃是停工過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)直接影響停工后的安全環(huán)保檢修工作。應(yīng)優(yōu)化吹掃時間，合理統(tǒng)籌，優(yōu)化吹掃用汽量，自身裝置用汽盡量保持平穩(wěn)；盡可能地錯開催化、焦化等裝置的用汽高峰，通過調(diào)度提前安排協(xié)調(diào)，確保蒸汽壓力不低于0.7 MPa。

在以往停工檢修中，吹掃換熱器均為正向吹掃，而原油換熱系統(tǒng)為低進高出結(jié)構(gòu)，吹掃難度較大，且反復(fù)退油會造成后路吹掃不凈。為避免這種現(xiàn)象發(fā)生，通過優(yōu)化將原油系統(tǒng)進行分段吹掃。在流程較長和換熱器較多的管線吹掃過程中，先從后端換熱器給汽貫通趕油，可確?？焖儇炌ê挖s油，直至整個流程貫通。在吹掃過程中快速貫通是關(guān)鍵，一方面可有效保證管線大量油趕走保證主路暢通，另一方面可確保蒸汽和主線溫度。側(cè)線油吹掃與原油線吹掃要同步進行，防止管線、設(shè)備溫度降低后產(chǎn)生大量冷凝水，造成管道水錘風(fēng)險，增加吹掃難度。

2.2.1 原油系統(tǒng)吹掃優(yōu)化

原油線入初餾塔前分兩路給汽，倒吹入罐，快速貫通退油后，再自前向后吹掃至初餾塔，根據(jù)管線換熱器吹掃情況自前向后依次增加注汽點單獨吹掃，吹掃時開換熱器副線10 min，吹掃完成后將檢查合格的換熱器的注汽關(guān)小或關(guān)掉注汽點，電脫鹽系統(tǒng)單獨切除處理。吹掃過程中每路反復(fù)憋壓吹掃[3]，直至末端換熱器檢查吹掃蒸汽不帶油為止。

脫前脫后原油換熱流程吹掃示意見圖1。

圖1 脫前脫后原油換熱流程吹掃示意

2.2.2 初底油系統(tǒng)吹掃優(yōu)化

初底油系統(tǒng)換熱器流向為下進上出，為確保將設(shè)備內(nèi)的油快速退凈，吹掃自初底油末端換熱器E1014A～D給汽，打開初底油泵P1002A/B出入口跨線閥門，將換熱器及管線內(nèi)存油趕入塔內(nèi)，在初餾塔T1001入塔前換熱器E1035A/B內(nèi)過蒸汽后，關(guān)閉初底泵P1002AB出口閥，由初底泵出口給汽開始正向吹掃，正向吹掃時換熱器自前向后依次給汽，直至合格。初餾塔內(nèi)存油通過初底油泵經(jīng)污油線轉(zhuǎn)入污油罐區(qū)。

常壓爐爐管吹掃需單獨集中吹掃。為降低吹掃難度，防止爐管內(nèi)蒸汽冷凝存水水錘，爐膛內(nèi)保留4～5個燃料氣火嘴，控制爐膛溫度在350 ℃左右，穩(wěn)定爐管溫度在150 ℃以上，以便于快速退油。每路爐管單獨憋壓吹掃，分別逐一滾動進行，每路觀察爐出口溫度曲線，溫度上升至蒸汽溫度后，說明支路暢通。

初底油系統(tǒng)吹掃示意見圖2。

圖2 初底油系統(tǒng)吹掃示意

2.2.3 常底油系統(tǒng)吹掃優(yōu)化

常壓塔塔底渣油系統(tǒng)掃線由常底泵A/B出口給汽吹掃減壓爐爐管，吹掃時保留4～5盞長明燈，爐出口溫度穩(wěn)定在150 ℃以上，以便于快速退油，同時防止爐管積水水擊增加吹掃難度。吹掃時每兩路一組滾動憋壓吹掃，每路觀察爐出口溫度曲線，溫度上升至蒸汽溫度后，說明支路已暢通。減壓渣油循環(huán)線，過汽化油線給汽吹掃退油至減壓爐管。爐管管線退油吹掃時減壓塔末級抽空器暫時處于開啟狀態(tài)，減壓塔保持負壓以提高吹掃效率，爐管貫通吹掃完畢后減壓塔緩慢恢復(fù)正壓。常壓塔塔底污油通過常底泵退油至污油罐區(qū)。

常底油系統(tǒng)吹掃示意見圖3。

圖3 常底油系統(tǒng)吹掃示意

2.2.4 減底渣油系統(tǒng)吹掃優(yōu)化

減壓塔塔底油退凈后，關(guān)閉減底泵出口閥，剩余減底污油由減底泵轉(zhuǎn)至污油罐區(qū)。減底渣油系統(tǒng)由減底泵A/B同時注汽正向吹掃后續(xù)流程，流程貫通后再逐臺注汽吹掃，直至合格。

減底渣油系統(tǒng)吹掃示意見圖4。

圖4 減底渣油系統(tǒng)吹掃示意

2.3 停工期間煮塔、煮罐優(yōu)化

2.3.1 煮塔優(yōu)化

為了確保煮塔效果，減少含油污水的大量產(chǎn)生，需嚴格把關(guān)各項措施的落實情況。煮塔前首先要確認塔底和側(cè)線集油箱液體徹底排凈，無殘留；煮塔開始階段，先從塔底給汽，確保全塔溫度不低于100 ℃，從回流泵打水進塔進行洗塔，流量不宜過大，以確保塔頂溫度不過低；洗塔時將側(cè)線及塔底排凝打開，將塔內(nèi)殘留沖洗1～2遍，關(guān)閉各排凝點，塔底液位上漲至30%左右時，停塔頂回流泵；塔底液位建立后進行煮塔，時間不低于10 h，初餾塔煮塔2次，常壓塔煮塔2次，減壓塔煮塔2次，在煮塔結(jié)束后要確認塔底及側(cè)線集油箱含油污水排放干凈，再進行下一次煮塔，煮塔油水轉(zhuǎn)入裝置內(nèi)重污油罐進行沉降切水。

2.3.2 電脫鹽罐停工退油后蒸罐、煮罐處理優(yōu)化

為保證停工期間蒸汽供應(yīng)，裝置在停工前3天依次切除1#、2#電脫鹽罐，停電脫鹽上下電場供電，開反沖洗泵向罐內(nèi)注入新鮮水,依次水頂原油至下一級罐置換，待下一級罐油水界位上升后多置換10 min以上，關(guān)閉罐出口閥，打開罐頂放空開始排水。3#電脫鹽罐帶裝置完全停工后切除單獨排水退油處理，電脫鹽退油通過渣油低溫水冷卻器冷卻后送至罐區(qū)。蒸罐、煮罐時為避免現(xiàn)場蒸汽排空，打開安全閥副線，使電脫鹽蒸罐油氣排放至初餾塔內(nèi)。煮罐前將1#、2#、3#電脫鹽罐內(nèi)蒸罐殘液排凈，控制罐內(nèi)溫度不低于100 ℃。罐內(nèi)開始用上沖洗進行反沖，排凈含油污水，再開下沖洗反沖，連續(xù)操作2～3次，關(guān)閉罐排水閥，自反沖洗泵注入新鮮水，打開現(xiàn)場液面管排水閥觀察罐底進水情況，見水后停反沖洗泵，自罐底退油線注汽開始煮罐，煮罐時間不低于10 h，連續(xù)煮罐2次，將含油污水排凈，再進行水洗罐降溫，直到排水為清水方達到合格。

2.4 減壓塔液相鈍化優(yōu)化

減壓塔為填料塔，長周期運行后硫化亞鐵在填料層富集，減三熱回流段填料層在歷年停工時均發(fā)現(xiàn)溫度升高問題，氣相鈍化不能將硫化亞鐵充分鈍化，液相鈍化效果是減壓塔停工的重中之重，填料清洗鈍化不徹底極易造成硫化亞鐵自燃[4]。

液相鈍化在蒸塔、洗塔結(jié)束后進行，鈍化前將減壓塔自減一返塔線注水水洗2～3遍，以各側(cè)線集油箱內(nèi)排水清澈為準，塔內(nèi)溫度不高于60 ℃，拆減一泵B過濾器，接硫化亞鐵鈍化劑，按劑水質(zhì)量比為1∶10的比例在槽內(nèi)配好,利用臨時管線建立減一線泵出口→減壓塔頂→減壓塔底→減壓塔底泵入口→減一線泵入口的大循環(huán)，然后開啟減二中、減三中循環(huán)泵，分別建立循環(huán)，循環(huán)保持10 h結(jié)束。減壓塔液相鈍化流程示意見圖5。

圖5 減壓塔液相鈍化流程示意

在清洗過程中每1 h采一次樣進行pH測定和顏色觀察。pH為7.5～8.5時，鈍化液顏色由紫紅變化為暗紅或土黃色,說明鈍化合格[5]。為保證鈍化效果，鈍化減一中循環(huán)量不低于120 t/h，減二、減三中循環(huán)量不低于300 t/h，循環(huán)時間不低于12 h。鈍化結(jié)束后由減一泵通過循環(huán)線打水洗塔降溫，將塔內(nèi)溫度降低至30 ℃以下，開塔底過濾器及塔頂放空，塔內(nèi)形成自然通風(fēng)降溫，觀察塔內(nèi)溫度變化，溫度先是呈現(xiàn)下降趨勢，待溫度穩(wěn)定后開塔內(nèi)頂部及底部人孔通風(fēng)。通風(fēng)過程中實時記錄分散控制系統(tǒng)(DCS)塔內(nèi)溫度變化。通過以上鈍化及控制措施，停工后減壓塔未發(fā)現(xiàn)硫化亞鐵自燃現(xiàn)象。

2.5 退水流程優(yōu)化

密閉吹掃后，系統(tǒng)油氣密閉排放，塔頂系統(tǒng)冷凝器處于滿負荷投用狀態(tài)，會產(chǎn)生大量的蒸汽冷凝水，停工前期含硫污水產(chǎn)生較多，酸性水同時輸送至酸性水汽提裝置，酸性水汽提裝置停工后，產(chǎn)生的蒸汽冷凝水無法回收，排放至污水溝會產(chǎn)生VOCs揮發(fā)，造成環(huán)境污染。為解決這一難題，將裝置酸性水并入電脫鹽排水冷卻器前，經(jīng)電脫鹽排水線進入污水處理系統(tǒng)[6]，將蒸汽冷凝水排水溫度冷卻至40 ℃以下，產(chǎn)生的廢氣進入油氣回收系統(tǒng)，避免了裝置內(nèi)異味的產(chǎn)生。

3 結(jié)語

隨著安全、環(huán)保要求的日益嚴格，密閉吹掃、廢氣污水密閉排放回收給停工工作帶來了巨大挑戰(zhàn)。通過柴油清洗、合理統(tǒng)籌優(yōu)化方案，充分降低了吹掃難度，提高了吹掃質(zhì)量，化學(xué)氣液相注劑鈍化降低設(shè)備打開后的發(fā)生自燃的風(fēng)險。對停工中遇到的問題根據(jù)實際情況逐一研究對策解決，打破原有的固定思維，充分利用現(xiàn)有技術(shù)，提出創(chuàng)新思路。從試驗效果來看，完全可以做到在平穩(wěn)和安全的前提下實現(xiàn)常減壓裝置的環(huán)保停工退料。