固定床催化重整裝置綠色停工方案探討

李 華，沈繼鋒

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

固定床催化重整裝置綠色停工方案探討

李 華，沈繼鋒

（大慶石化公司煉油廠，黑龍江大慶163711）

分析了某煉油廠300 kt/a固定床催化重整裝置的停工工藝過(guò)程，從密閉退油和密閉吹掃2個(gè)方面討論了影響該裝置綠色停工的因素。結(jié)果表明，該催化重整裝置通過(guò)改進(jìn)退油工藝流程和調(diào)整停工方案，可以實(shí)現(xiàn)綠色停工。

催化重整；固定床；密閉；綠色停工

某煉油廠催化重整裝置于1965年10月投產(chǎn)，原設(shè)計(jì)處理量為100 kt/a，經(jīng)多次改造，現(xiàn)處理量為300 kt/a。

2016年8 月該裝置停工時(shí)，首次進(jìn)行了密閉退油和吹掃。文中對(duì)影響該裝置綠色停工的因素進(jìn)行了討論［1］。

1 催化重整裝置停工流程

1.1 常規(guī)停工退油流程

（1）重整系統(tǒng)退油。催化重整裝置停工期間重整系統(tǒng)各分支流程的大量物料通過(guò)泵送和自壓匯集至3個(gè)分餾塔，通過(guò)冷卻后送至石腦油儲(chǔ)罐區(qū)（即88單元）。因設(shè)備結(jié)構(gòu)原因（存在低處和彎頭等死角），殘余的物料無(wú)法直接輸送至罐區(qū)。而該催化重整裝置沒(méi)有污油回收系統(tǒng)，只有1座地下污油罐。停工時(shí)需在各系統(tǒng)低點(diǎn)接大量膠帶，并保證系統(tǒng)正壓，才能將殘余油品退入污油罐，經(jīng)污油回收車抽油回收，系統(tǒng)退油流程見(jiàn)圖1。

（2）抽提系統(tǒng)退油。催化重整裝置抽提系統(tǒng)與重整系統(tǒng)不同的是，抽提系統(tǒng)是通過(guò)溶劑萃取來(lái)分離芳烴和非芳烴組分的，而重整系統(tǒng)是通過(guò)精餾分離汽油、石腦油以及苯等組分［1］。抽提系統(tǒng)停工初期要維持抽提循環(huán)（即容319循環(huán)），作為吸熱單元吸收重整系統(tǒng)停工時(shí)熱氫除硫操作釋放的熱量，重整系統(tǒng)熱氫除硫結(jié)束后抽提系統(tǒng)才開(kāi)始降溫退油。與重整系統(tǒng)退油相似，需接大量膠帶，才能將殘余油品和溶劑退入污油罐，經(jīng)污油回收車抽油回收［2］，見(jiàn)圖1。

圖1 重整系統(tǒng)退油流程

1.2 常規(guī)吹掃流程

重整裝置的吹掃，總的原則反應(yīng)系統(tǒng)（所有帶固定床催化劑的系統(tǒng)）和余氫外送系統(tǒng)用氮?dú)獯祾撸荒苓M(jìn)蒸汽和水。其余各塔罐和換熱器則給蒸汽吹掃，并于選定點(diǎn)將放空及排凝稍開(kāi)，以便泄壓及加速蒸煮，這種吹掃方式將使部分殘油落地，無(wú)法回收。且抽提系統(tǒng)吹掃時(shí)，因溶劑與水互溶，吹掃過(guò)程將產(chǎn)生大量COD較高的溶劑水，排入污水系統(tǒng)后，處理難度較大，見(jiàn)圖2。

圖2 抽提系統(tǒng)退油流程

反應(yīng)系統(tǒng)的常規(guī)吹掃方式為氮?dú)獯祾?，由于反?yīng)系統(tǒng)主要介質(zhì)為氫氣（壓力為1.0 MPa），大量的氫氣進(jìn)入瓦斯管網(wǎng)會(huì)造成后路車間加熱爐火嘴脫火，嚴(yán)重時(shí)加熱爐閃爆，因此在氮?dú)庵脫Q時(shí)，大量的氫氣直接排入大氣，浪費(fèi)了資源的同時(shí)造成了環(huán)境污染［3］。

重整和抽提系統(tǒng)的常規(guī)吹掃方式是由塔底部、進(jìn)料和出料管線給蒸汽，將殘油吹掃至塔頂放空。吹掃過(guò)程中，所有的放空閥門均打開(kāi)，加速殘油的排出。

熱載體（主要成分為400SN潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油）系統(tǒng)吹掃時(shí)，為使粘度較高和不易揮發(fā)的熱載體吹掃合格，使用蒸汽沿正向生產(chǎn)流程吹掃，并在換熱器的入口和高處接力吹掃，為防止憋壓導(dǎo)致蒸汽停止流動(dòng)，給蒸汽時(shí)，沿正向流程，逐步減少吹掃蒸汽壓力。然而，熱載體系統(tǒng)吹掃過(guò)程中，常伴有乳化的熱載體產(chǎn)生的異味排出，污染環(huán)境。

2 密閉退油和吹掃流程

2.1 密閉吹掃流程

2016年8 月，該裝置制定了密閉退油和吹掃方案，并首次實(shí)施密閉退油和吹掃，停工初期，將設(shè)備積存的大量物料經(jīng)泵送或自壓輸送至罐區(qū)。剩余殘油在各設(shè)備的低點(diǎn)放空處接膠帶連接至新污油回收線，輸送至新污油罐，當(dāng)污油罐液位升高時(shí)，啟動(dòng)污油外送泵送至罐區(qū)。當(dāng)各設(shè)備低點(diǎn)放空無(wú)殘油排出時(shí)，開(kāi)始進(jìn)入蒸汽吹掃階段［4］。

重整系統(tǒng)蒸汽吹掃時(shí)，為避免設(shè)備內(nèi)構(gòu)件上的殘油被吹掃蒸汽攜帶至大氣中，不能使用常規(guī)的蒸煮方式進(jìn)行吹掃。各系統(tǒng)放空全部關(guān)閉，在設(shè)備和管線底部接蒸汽，吹掃蒸汽經(jīng)塔頂?shù)目绽淦骱退淦骼鋮s后進(jìn)入分液罐，分離出來(lái)的水排入污水系統(tǒng)，油進(jìn)入污油回收系統(tǒng)，不凝氣排入低壓瓦斯管網(wǎng)。當(dāng)?shù)蛪和咚构芫W(wǎng)溫度上升至60℃以上并快速持續(xù)上升時(shí)，說(shuō)明不凝氣已經(jīng)排凈，可以進(jìn)行放空排蒸汽吹掃。

抽提系統(tǒng)蒸汽吹掃時(shí)，由塔底部給蒸汽，經(jīng)空冷器和水冷器冷卻后，匯集至汽提水罐，經(jīng)污水車抽出，送至污水回收車間統(tǒng)一處理。

反應(yīng)系統(tǒng)氮?dú)庵脫Q時(shí)，將反應(yīng)系統(tǒng)氫氣排入相連的塔罐，退油時(shí)從各塔罐緩慢排出，減少對(duì)瓦斯管網(wǎng)的沖擊。

裝置的熱載體系統(tǒng)采用水洗代替蒸汽吹掃置換，避免了蒸汽吹掃熱載體時(shí)產(chǎn)生的異味污染環(huán)境以及減少了熱載體落地時(shí)對(duì)土壤和水源的污染［5］。

2.2 存在問(wèn)題分析

（1）污油回收系統(tǒng)不完善。催化重整裝置無(wú)污油回收系統(tǒng)，僅有1座地下污油罐，且入口為敞開(kāi)法蘭。停工退油末期，設(shè)備及管線低點(diǎn)殘余油品需接臨時(shí)膠帶引入公用地下污油罐。而設(shè)備和管線內(nèi)油品為汽油或石腦油等輕質(zhì)油品，接入污油罐時(shí)，因既無(wú)冷卻設(shè)備又易揮發(fā)，污染環(huán)境的同時(shí)增加了著火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）常壓設(shè)備多，油氣逸散至大氣。重整裝置的抽提系統(tǒng)和熱載體系統(tǒng)中較多儲(chǔ)罐常壓運(yùn)行（有呼吸口），導(dǎo)致系統(tǒng)吹掃時(shí)，蒸汽或氮?dú)鈹y帶部分油品自呼吸口直排入大氣，引起環(huán)境污染。

（3）機(jī)泵殘油無(wú)收集系統(tǒng)。機(jī)泵檢修時(shí)，泵腔內(nèi)的殘余油品和潤(rùn)滑油無(wú)專用收集系統(tǒng)，大部分殘油經(jīng)污水線進(jìn)入隔油池，少部分落地和揮發(fā)入空氣中，造成環(huán)境污染。又因裝置隔油池?zé)o污油外送泵，最終污油只能通過(guò)外雇罐車運(yùn)出，增加了外雇車輛費(fèi)用。

（4）抽提溶劑損失大。抽提區(qū)溶劑為對(duì)水體污染較大且難處理的四乙二醇醚，停工時(shí)，殘余溶劑難以回收，且經(jīng)吹掃后形成大量溶劑水經(jīng)罐車送出裝置，而該裝置無(wú)溶劑水分離系統(tǒng)，使得停工檢修完成后，每次開(kāi)工時(shí)，均需對(duì)抽提系統(tǒng)補(bǔ)充大量新鮮溶劑，使煉油成本上升。

（5）裝置沒(méi)有火炬系統(tǒng)。裝置沒(méi)有火炬系統(tǒng)，導(dǎo)致停工時(shí)，設(shè)備泄壓和排放不凝氣困難，尤其是停工時(shí)氮?dú)庵脫Q氫氣的過(guò)程中，高壓的氫氣受泄壓速度限制泄壓較慢，延長(zhǎng)了停工時(shí)間。

（6）吹掃置換時(shí)間延長(zhǎng)。密閉吹掃時(shí)，由于設(shè)備和管線不能放空排氣，導(dǎo)致泄壓較慢。為防止設(shè)備超壓，將根據(jù)具體設(shè)備設(shè)計(jì)壓力調(diào)整蒸汽用量，進(jìn)而使吹掃時(shí)間延長(zhǎng)。

（7）熱載體系統(tǒng)水洗流程不合理。由于熱載體系統(tǒng)首次進(jìn)行水洗，盡管大部分的熱載體經(jīng)過(guò)水洗后送至罐區(qū)，在打開(kāi)換熱器等設(shè)備時(shí)，發(fā)現(xiàn)在換熱器管程低點(diǎn)仍有少量熱載體存留，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)水洗時(shí)，熱載體從換熱器管程上方進(jìn)入，下方流出，由于熱載體密度低于水的密度，始終浮于換熱器管程上方，導(dǎo)致水洗結(jié)束排水時(shí)，少量熱載體沉降至換熱器管程低點(diǎn)，降低水洗效果。

（8）操作及管理人員缺乏經(jīng)驗(yàn)。由于該裝置以往從未進(jìn)行過(guò)密閉吹掃，無(wú)論編制方案的技術(shù)人員還是班組操作人員，均沒(méi)有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)裝置進(jìn)行密閉吹掃可能出現(xiàn)的問(wèn)題預(yù)判不足，增加了意外事故和事件出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)［6］。

3 具體實(shí)施方案

（1）裝置在2016年實(shí)施污油回收項(xiàng)目，并于檢修前按期完成。該項(xiàng)目實(shí)施后，裝置退油時(shí)，重組分油可以通過(guò)密閉管線輸送至罐區(qū)，實(shí)現(xiàn)了密閉退油。

（2）對(duì)于裝置的常壓設(shè)備，盡量避免蒸汽或其他介質(zhì)吹掃?？墒褂盟ɑ蛉軇┫吹姆椒ㄇ逑矗⑶逑春蟮娜芤夯厥?，避免直接排放。

（3）增設(shè)機(jī)泵底部放空閥或改造泵基座結(jié)構(gòu)，使機(jī)泵殘油自密封管道進(jìn)入污油回收系統(tǒng)。

（4）增設(shè)含醚污水儲(chǔ)罐或系統(tǒng)，將停工廢水收集后，待開(kāi)工時(shí)逐步處理，避免直接排放。并可以利用裝置現(xiàn)有減壓溶劑再生塔，將停工時(shí)產(chǎn)生的溶劑水中的水蒸發(fā)出來(lái)，溶劑濃縮后回收使用，降低污染和消耗。

（5）在檢修期間增設(shè)火炬系統(tǒng)，使停工過(guò)程中的廢氣進(jìn)火炬系統(tǒng)燃燒，降低對(duì)環(huán)境的污染和消減著火爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

（6）適當(dāng)延長(zhǎng)吹掃時(shí)間或?qū)⒉糠窒到y(tǒng)的吹掃用水洗代替，降低設(shè)備超壓的風(fēng)險(xiǎn)。利用檢修期改進(jìn)吹掃置換流程，從根本上減少吹掃時(shí)間和優(yōu)化密閉吹掃流程。

（7）改進(jìn)熱載體水洗流程，使水從換熱器的低點(diǎn)進(jìn)入，高處排出，利用密度差將熱載體從水面上方浮出排入儲(chǔ)罐，回收使用，增強(qiáng)水洗效果。

（8）安排人員學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外相似行業(yè)和裝置的先進(jìn)理念和經(jīng)驗(yàn)，將綠色、環(huán)保作為今后生產(chǎn)和檢修的第一要?jiǎng)?wù)。

（9）催化重整裝置的原料和產(chǎn)品都屬于輕質(zhì)油品，在改進(jìn)流程的基礎(chǔ)上，可以考慮全部用水洗代替蒸汽吹掃，徹底實(shí)現(xiàn)綠色停工。

4 結(jié)論

（1）該催化重整裝置通過(guò)技術(shù)改造和方案調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)綠色停工。

（2）密閉吹掃產(chǎn)生的污油可以部分回?zé)挘档蛽p失。

（3）溶劑系統(tǒng)可以通過(guò)流程改造，分離溶劑和水，降低環(huán)境污染。

［1］蔡馳，胡正海，鐘湘生，等.常減壓停工過(guò)程實(shí)現(xiàn)密閉吹掃的措施與效果［J］.煉油技術(shù)與工程，2013，43（3）：6-9.

［2］安娜.實(shí)施密閉吹掃實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放［J］.化工安全與環(huán)境，2013（1）：12-13.

［3］秦勇.大型煉油廠停工檢修的難點(diǎn)及對(duì)策分析［J］.化工技術(shù)與開(kāi)發(fā)，2014，43（10）：40-41.

［4］匡永泰.石油化工安全技術(shù)（中級(jí)本）［M］.北京：中國(guó)石化出版社，1998：30.

［5］李堅(jiān).淺談石油化工裝置檢修的安全對(duì)策［J］.黑龍江科技信息，2009（23）：54.

［6］賈剛，蔡文婷.化工裝置檢修安全措施探討［J］.今日科苑，2009（16）：39-40.

Discussion on enyironmentally friendly shutdown plan for fixed bed catalytic reforming unit

Li Hua，Shen Jifeng
（Oil Refinery of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163711，China）

This paper analyzed the shutdown process for the fixed bed catalytic reforming unit of a 300 kt/a oil refinery,and discussed the factors influencing environmentally friendly shutdown of this unit from 2 aspects of airtight oil returning and airtight purging.The result showed that this catalytic reforming unit can realize environmentally friendly shutdown through improvement of oil returning process and adjustment of shutdown plan.

catalytic reforming;fixed bed;airtight;environmentally friendly shutdown

TE624

B

1671-4962（2017）01-0017-03

2016-09-23

李華，女，工程師，2009年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事延遲焦化裝置生產(chǎn)管理工作。