田東,李杰,景慶福

(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司延安石油化工廠,陜西 洛川 727406)

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高,環(huán)保裝置在煉廠中的地位舉足輕重。陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司延安石油化工廠40 t/h酸性水汽提裝置于2014年建成并一次試車成功。

1 裝置簡(jiǎn)介

40 t/h酸性水汽提裝置是由中國(guó)石化工程建設(shè)有限公司(SEI)設(shè)計(jì)。裝置處理的酸性水來(lái)自我廠120萬(wàn)t/a連續(xù)重整裝置、140萬(wàn)t/a柴油加氫裝置、240萬(wàn)t/a柴油精制裝置、180萬(wàn)t/a汽油精制裝置、4 000 t/a硫磺回收裝置、2萬(wàn)t/a硫磺精制裝置。其中4 000 t/a硫磺回收裝置、2萬(wàn)t/a硫磺精制裝置酸性水要求經(jīng)過(guò)濾硫磺后進(jìn)入本裝置。該裝置的作用是凈化污水,減輕大氣污染,化害為利,是環(huán)保必不可少的一項(xiàng)工程。

2 現(xiàn)狀描述

40 t/h酸性水汽提裝置主要處理140萬(wàn)t/a柴油加氫裝置、240萬(wàn)t/a柴油精制裝置的酸性水。

酸性水進(jìn)裝置后儲(chǔ)存在酸性水儲(chǔ)罐T101A/B,酸性水揮發(fā)高濃度硫化氫、氨氣。設(shè)計(jì)酸性水儲(chǔ)罐T101A/B控制壓力為0.5～4 kPa,T101A/B罐頂氣相連續(xù)排放至脫臭罐D(zhuǎn)206,脫臭罐脫除硫化氫后尾氣直排大氣。T101A/B罐頂設(shè)氮?dú)庋a(bǔ)壓閥(自力式調(diào)節(jié)閥)補(bǔ)壓。

裝置運(yùn)行過(guò)程中,車間發(fā)現(xiàn)經(jīng)脫臭罐D(zhuǎn)206脫臭后的尾氣中硫化氫含量高,造成現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量降低;但因背壓低,閥門(mén)內(nèi)漏嚴(yán)重,即氮?dú)獠煌Ｏ蛩嵝运畠?chǔ)罐T101A/B補(bǔ)氮?dú)狻?/p>

經(jīng)車間調(diào)查分析,T101A/B連續(xù)排放,脫臭罐內(nèi)脫臭劑使用時(shí)間短(脫臭劑每次更換費(fèi)用約30萬(wàn)元)。

車間為減少脫臭罐現(xiàn)場(chǎng)尾氣排放,改善現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量、降低脫臭劑使用成本,將酸性水儲(chǔ)罐T101A/B的氮?dú)庋a(bǔ)壓和氣相排放改為現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)間歇排放。

現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制T101A/B氮?dú)庋a(bǔ)壓和氣相排放,需內(nèi)操安排外操在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閥門(mén),不能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐壓力恒定控制,排放時(shí)現(xiàn)場(chǎng)尾氣臭味大。對(duì)此,車間提出在氮?dú)庋a(bǔ)壓線增加調(diào)節(jié)閥、在T101A/B氣相排脫臭罐管線增加調(diào)節(jié)閥。增加兩處調(diào)節(jié)閥后,設(shè)置T101A/B氮?dú)庋a(bǔ)壓壓力1 kPa、排放壓力4 kPa,實(shí)現(xiàn)回路自動(dòng)控制,較現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制更為精準(zhǔn)、安全。

廠內(nèi)儲(chǔ)運(yùn)車間常壓油罐氮?dú)庋a(bǔ)壓閥為自力式調(diào)節(jié)閥,但建設(shè)有VOCs項(xiàng)目,該補(bǔ)壓閥即使發(fā)生內(nèi)漏,影響較小;輕烴中心常壓儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓閥為氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,表1為惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值。

表1 惡臭污染物廠界標(biāo)準(zhǔn)值

3 存在的問(wèn)題

(1)酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線原用自力式調(diào)節(jié)閥補(bǔ)壓。由于酸性水儲(chǔ)罐控制壓力為0.5～4 kPa,自力式調(diào)節(jié)閥背壓太低,內(nèi)漏嚴(yán)重,無(wú)法進(jìn)行正常補(bǔ)壓操作。目前生產(chǎn)中用現(xiàn)場(chǎng)手閥進(jìn)行補(bǔ)壓操作。酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線現(xiàn)自力式調(diào)節(jié)閥補(bǔ)壓流程如圖1。

圖1 酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線現(xiàn)自力式調(diào)節(jié)閥補(bǔ)壓流程圖

(2)酸性水儲(chǔ)罐酸性氣現(xiàn)在壓力超過(guò)4 kPa時(shí),操作工現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)泄壓至脫臭罐?，F(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)泄壓有H2S中毒風(fēng)險(xiǎn)。酸性水儲(chǔ)罐酸性氣手動(dòng)泄壓至脫臭罐流程如圖2。

圖2 酸性水儲(chǔ)罐酸性氣手動(dòng)泄壓至脫臭罐流程圖

現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制T101A/B氮?dú)庋a(bǔ)壓和氣相排放,需內(nèi)操安排外操在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)閥門(mén),不能實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐壓力恒定控制,排放時(shí)現(xiàn)場(chǎng)尾氣臭味大。

4 優(yōu)化改造

對(duì)于本裝置上述存在的問(wèn)題,在氮?dú)庋a(bǔ)壓線增加調(diào)節(jié)閥、在T101A/B氣相排脫臭罐管線增加調(diào)節(jié)閥。增加兩處調(diào)節(jié)閥后,設(shè)置T101A/B氮?dú)庋a(bǔ)壓壓力1 kPa、排放壓力4 kPa,實(shí)現(xiàn)回路自動(dòng)控制,較現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制更為精準(zhǔn)、安全。

(1)為解決酸性水儲(chǔ)罐正常補(bǔ)壓?jiǎn)栴},并降低操作工勞動(dòng)強(qiáng)度,酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線加裝DN25調(diào)節(jié)閥與儲(chǔ)罐壓力回路自動(dòng)控制。酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線加裝調(diào)節(jié)閥補(bǔ)壓流程見(jiàn)圖3。

圖3 酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線加裝調(diào)節(jié)閥補(bǔ)壓流程圖

(2)酸性水儲(chǔ)罐酸性氣現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)泄壓有H2S中毒風(fēng)險(xiǎn),為降低風(fēng)險(xiǎn),減輕操作工勞動(dòng)強(qiáng)度,改加DN50調(diào)節(jié)閥與儲(chǔ)罐壓力回路自動(dòng)控制。酸性水儲(chǔ)罐酸性氣通過(guò)調(diào)節(jié)閥泄壓至脫臭罐流程圖4。

圖4 酸性水儲(chǔ)罐酸性氣通過(guò)調(diào)節(jié)閥泄壓至脫臭罐流程圖

5 危害辨識(shí)及防范措施

5.1 危害辨識(shí)

(1)酸性水汽提裝置酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線、酸性氣泄壓線加裝調(diào)節(jié)閥增加了靜密封點(diǎn)數(shù)量,有泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

(2)補(bǔ)壓調(diào)節(jié)閥失效,調(diào)節(jié)閥全開(kāi),儲(chǔ)罐有憋壓風(fēng)險(xiǎn);泄壓調(diào)節(jié)閥失效,調(diào)節(jié)閥全開(kāi),儲(chǔ)罐壓力一直下降。

5.2 防范措施

(1)檢查各項(xiàng)材料質(zhì)量,施工流程及質(zhì)量,施工后對(duì)管線及焊縫進(jìn)行檢測(cè)、符合要求。

(2)氮?dú)庋a(bǔ)壓線介質(zhì)為氮?dú)?壓力為0.7 MPa,調(diào)節(jié)閥前設(shè)有自力式調(diào)節(jié)閥,將氮?dú)鈮毫p壓至0.3 MPa。

(3)酸性水儲(chǔ)罐后路設(shè)置DN50調(diào)節(jié)閥和儲(chǔ)罐壓力回路自動(dòng)控制泄壓至脫臭罐,壓力設(shè)置為3 kPa,當(dāng)壓力低于3 kPa時(shí)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉,當(dāng)壓力高于3 kPa后調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開(kāi)泄壓至脫臭罐。酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線設(shè)置DN25調(diào)節(jié)閥和儲(chǔ)罐壓力回路自動(dòng)控制,壓力設(shè)置為1 kPa,當(dāng)壓力低于1 kPa時(shí)調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開(kāi)給儲(chǔ)罐補(bǔ)壓,當(dāng)壓力補(bǔ)壓至1 kPa后調(diào)節(jié)閥自動(dòng)關(guān)閉。

(4)兩個(gè)儲(chǔ)罐壓力設(shè)置報(bào)警值,高報(bào)值設(shè)置4 kPa,高高報(bào)值設(shè)置4.2 kPa,當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警后及時(shí)排查該補(bǔ)壓調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉,如未關(guān)閉,手動(dòng)關(guān)閉,必要時(shí)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前手閥;兩個(gè)儲(chǔ)罐壓力設(shè)置報(bào)警值,低報(bào)值設(shè)置0.8 kPa,低低報(bào)值設(shè)置0.5 kPa,當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警后及時(shí)排查該泄壓調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉,如未關(guān)閉,手動(dòng)關(guān)閉,必要時(shí)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前手閥。

(5)酸性水儲(chǔ)罐后路有安全水封罐,當(dāng)壓力超過(guò)4.5 kPa時(shí),自動(dòng)沖破水封泄壓。

6 改造方案

40 t/h酸性水汽提裝置酸性水儲(chǔ)罐T101A/B氮?dú)庋a(bǔ)壓線原用自力式調(diào)節(jié)閥補(bǔ)壓。原設(shè)計(jì)酸性水儲(chǔ)罐T101A/B控制壓力為0.5～4 kPa,大罐頂設(shè)水封罐(水封壓力4.5 kPa),另外T101A/B頂氣相連續(xù)直排脫臭罐,脫臭罐處理后直排大氣。車間將酸性水儲(chǔ)罐T101A/B頂連續(xù)排放,改為間歇排放,但酸性水儲(chǔ)罐T101A/B自力式調(diào)節(jié)閥背壓太低,閥門(mén)內(nèi)漏嚴(yán)重,即氮?dú)獠煌Ｏ蛩嵝运畠?chǔ)罐T101A/B補(bǔ)氮?dú)?造成T101A/B頂氣相排放頻次增加,脫臭劑壽命縮短,脫臭罐尾氣量增加,影響現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量,且造成氮?dú)饫速M(fèi)。鑒于此原因,車間在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,用手閥進(jìn)行補(bǔ)壓操作。酸性水大罐酸性氣現(xiàn)在壓力超過(guò)4 kPa時(shí),操作工現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)泄壓至脫臭罐。為解決這一問(wèn)題,補(bǔ)壓線在自力式調(diào)節(jié)閥閥后加裝DN25調(diào)節(jié)閥與大罐壓力回路自動(dòng)控制,泄壓線改加DN50調(diào)節(jié)閥與大罐壓力回路自動(dòng)控制。

6.1 材料準(zhǔn)備

DN25 150LB RF 調(diào)節(jié)閥 1個(gè), 閘閥41H-150LB DN25 RF 3個(gè) ,法蘭DN25 150LB RF 6個(gè),墊片DN25 150LB RF 6個(gè),螺栓M16×9 032套。DN50 300LB調(diào)節(jié)閥一個(gè),DN50上下游閥2個(gè),DN50法蘭6個(gè),DN50彎頭2個(gè),對(duì)應(yīng)螺栓 M16×110 64套。石棉布2卷,消防帶2根。

6.2 改造步驟

(1)裝置停工置換吹掃且安檢合格;

(2)靠酸性水大罐位置加裝盲板;

(3)檢測(cè)動(dòng)火區(qū)域可燃?xì)怏w濃度,分析合格按規(guī)定辦理動(dòng)火作業(yè)證,由專人監(jiān)護(hù),施工人員進(jìn)行施工作業(yè)。

6.3 管線改造安全注意事項(xiàng)

(1)嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)安全規(guī)章制度,專人監(jiān)護(hù);

(2)靠近作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域所有井蓋必須用石棉布密封后方可作業(yè);

(3)可燃?xì)怏w濃度檢測(cè)合格后,辦理相應(yīng)作業(yè)證后施工人員方可進(jìn)行作業(yè);

(4)閥門(mén)打壓合格,焊縫100%探傷;

7 預(yù)期效果

40 t/h酸性水儲(chǔ)罐氮?dú)庋a(bǔ)壓線加裝DN25調(diào)節(jié)閥與儲(chǔ)罐壓力回路自動(dòng)控制。壓力設(shè)定值為1 kPa ,當(dāng)儲(chǔ)罐壓力低于設(shè)定值時(shí),調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開(kāi)為儲(chǔ)罐補(bǔ)壓。當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí),調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。能防止誤操作,并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作減輕了操作工勞動(dòng)強(qiáng)度。酸性水儲(chǔ)罐酸性氣泄壓線加裝DN50調(diào)節(jié)閥與儲(chǔ)罐壓力回路自動(dòng)控制。壓力設(shè)定值為4 kPa,當(dāng)儲(chǔ)罐壓力高于設(shè)定值時(shí),調(diào)節(jié)閥自動(dòng)打開(kāi)儲(chǔ)罐泄壓酸性氣至脫臭罐。當(dāng)壓力低于設(shè)定值時(shí),調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。能實(shí)現(xiàn)正常泄放酸性氣操作,避免現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)泄壓H2S中毒風(fēng)險(xiǎn),并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作減輕了操作工勞動(dòng)強(qiáng)度。

8 小結(jié)

通過(guò)優(yōu)化改造,將徹底解決本裝置脫臭系統(tǒng)存在的問(wèn)題。能實(shí)現(xiàn)正常泄放酸性氣操作,避免現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)泄壓H2S中毒風(fēng)險(xiǎn),并實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作減輕了操作工勞動(dòng)強(qiáng)度,確保了本裝置的長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行。