DCC 聯(lián)合裝置脫硫凈化水回用至洗滌塔的運(yùn)行效果

張小月

(中海油東方石化有限責(zé)任公司，海南 東方 572600)

0 引言

東方石化DCC-plus 為國(guó)內(nèi)采用該工藝的首套裝置，采用石科院研發(fā)的增強(qiáng)型催化裂解技術(shù)，由洛陽(yáng)石化工程公司設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)處理量120 萬噸/年，操作彈性70%～120%。于2017年增設(shè)煙氣脫硫脫硝除塵單元，由中國(guó)石油工程建設(shè)有限公司設(shè)計(jì)，由北京美斯頓公司負(fù)責(zé)施工，于2017年10月完工投產(chǎn)后連續(xù)運(yùn)行至今，同時(shí)達(dá)到裝置設(shè)計(jì)的指標(biāo)，SO2、NOX、顆粒物含量分別低于設(shè)計(jì)的40mg/Nm3、80mg/Nm3、24mg/Nm3(以上各項(xiàng)污染物的排放量均為干基)；污水COD、懸浮物等重要指標(biāo)達(dá)到30、20mg/L，也均達(dá)到GB 31570—2015 標(biāo)準(zhǔn)中限制區(qū)域的污染物排放量，廢渣含水量低于60%，能夠按照設(shè)計(jì)值進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。

1 裝置概況

東方石化DCC-plus 裝置的煙氣按照設(shè)計(jì)指標(biāo)煙氣的污染物排放量為SO2、NOX、顆粒物，含量分別為257mg/Nm3、220mg/Nm3、100mg/Nm3，除了因原料變化，部分時(shí)間SO2排放量較高，達(dá)到300mg/Nm3以外，其余均達(dá)標(biāo)排放。隨著環(huán)保形勢(shì)日益嚴(yán)峻，國(guó)家出臺(tái)了《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 31570—2015)，該標(biāo)準(zhǔn)要求現(xiàn)有企業(yè)自2017年7月1日起，需要進(jìn)一步降低煙氣中污染物的排放量，其中催化煙氣中SO2、NOX、顆粒物含量分別為100mg/Nm3、200mg/Nm3、50mg/Nm3，雖然現(xiàn)有裝置通過加注助劑并進(jìn)一步做簡(jiǎn)單處理后可以使煙氣達(dá)標(biāo)排放，但是隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保指標(biāo)的要求不斷提高，以及公司對(duì)于環(huán)保工作的重視，2016年，公司決定增上脫硫脫硝單元，以保證催化、硫磺、尾氣脫臭裝置的煙氣、尾氣達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)經(jīng)過PTU 系統(tǒng)處理后的污水達(dá)標(biāo)排放。2017年初，脫硫脫硝單元開始現(xiàn)場(chǎng)施工，2017年10月13日裝置首次開車成功，煙氣中的SO2、NOX、顆粒物含量分別為10mg/Nm3、50mg/Nm3、20mg/Nm3，以上指標(biāo)均達(dá)到GB 31570—2015 標(biāo)準(zhǔn)中限制區(qū)域的污染物排放量，同時(shí)達(dá)到裝置設(shè)計(jì)的指標(biāo)，SO2、NOX、顆粒物含量分別低于設(shè)計(jì)的40mg/Nm3、80mg/Nm3、24mg/Nm3(以上各項(xiàng)污染物的排放量均為干基)；污水COD、懸浮物等重要指標(biāo)達(dá)到30mg/L、20mg/L，也均達(dá)到GB 31570—2015 標(biāo)準(zhǔn)中限制區(qū)域的污染物排放量，廢渣含水量低于60%，能夠按照設(shè)計(jì)值進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放。

本裝置脫硫單元采用BELCO?公司開發(fā)的EDV-5000 濕法脫硫技術(shù)，利用堿性的吸收劑與燃料燃燒過程產(chǎn)生的SO2反應(yīng)，生成一種穩(wěn)定的化合物存在于液相中，從而實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫。設(shè)計(jì)處理煙氣流量為222600Nm3/h(濕基)，操作彈性為60%至110%，凈化煙氣排放流量為244210Nm3/h(濕基)，裝置設(shè)計(jì)采用新鮮水補(bǔ)水(包括機(jī)泵密封沖洗)，進(jìn)行煙氣的冷卻、洗滌以及脫粉塵，脫硫單元設(shè)計(jì)新鮮水總耗量為30.6t/h，洗滌塔的設(shè)計(jì)補(bǔ)水量為26.7/t，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，在保證煙氣、污水的排放達(dá)標(biāo)的前提下，將新鮮水補(bǔ)水量?jī)?yōu)化至20t/h，裝置可以達(dá)到平穩(wěn)運(yùn)行的狀態(tài)。在此狀態(tài)下，裝置的新鮮水總耗量為每月17500 噸至18000 噸、單耗為0.17 噸新鮮水/t 原料、平均能耗為0.0289kgEO/t原料；脫硫系統(tǒng)的用水占據(jù)了催化裝置新鮮水消耗的絕大多數(shù)，脫硫脫硝單元投用前，裝置的新鮮水作為配藥劑用水和水封罐補(bǔ)水，水耗僅為200 噸/月，脫硫脫硝投用后所增加的約17500 噸/月用水量均為洗滌塔補(bǔ)水與脫硫、PTU 系統(tǒng)部分機(jī)泵機(jī)封沖洗水用水的總和，裝置的水耗大幅度升高；同時(shí)，公司月平均新鮮水耗量也升高到了159174 噸，降低裝置的新鮮水水耗成為亟待解決的問題。另外，脫硫凈化水無回用的工況下，較高的新鮮水補(bǔ)水量，造成DCC 聯(lián)合裝置的含鹽污水總排放量較高。

2 脫硫凈化水回用至洗滌塔技術(shù)改造情況

東方石化運(yùn)行一部是以DCC(催化裂解)裝置為核心的聯(lián)合裝置，上游有原料預(yù)處理裝置(常壓蒸餾)，原油經(jīng)過常壓蒸餾拔頭后，常壓重油全部進(jìn)入催化裂解，下游有硫磺裝置分為酸性水汽提、溶劑再生以及硫磺回收三個(gè)單元，在面臨裝置水耗較高的問題時(shí)，尋找可以替代新鮮水作為洗滌塔補(bǔ)水的水源。硫磺裝置酸性水汽提單元脫硫凈化水原有流程為經(jīng)過冷卻后，直接泵送至污水預(yù)處理，考慮到本公司的污水排放全部是進(jìn)入污水預(yù)處理，對(duì)于COD 的要求并不嚴(yán)格，同時(shí)，受到現(xiàn)有的流程中，脫硫凈化水可以用作常壓裝置電脫鹽注水，從而降低新鮮水補(bǔ)水以及污水預(yù)處理負(fù)荷的啟發(fā)，除了凈化水的COD達(dá)到1500mg/L，較高以外，凈化水的溫度、氨氮、硫化物等各項(xiàng)指標(biāo)均不會(huì)影響脫硫洗滌的效果，因此決定將凈化水通過技改引入到脫硫單元替換部分新鮮水補(bǔ)水，在降低裝置以及公司新鮮水耗量的同時(shí)，可以降低硫磺和催化兩套裝置總的污水排放量，降低污水預(yù)處理的負(fù)荷。

裝置通過技術(shù)改造將脫硫凈化水從酸性水汽提單元冷卻器后引出，至洗滌塔原有新鮮水補(bǔ)水調(diào)節(jié)閥后，為了防止互串，增設(shè)了單向閥，詳細(xì)流程如圖1 所示。

3 凈化水回用至洗滌塔運(yùn)行情況分析

項(xiàng)目投用后，考慮到凈化水回用有可能造成煙氣排放有異味，同時(shí)，凈化水中帶有微量油污，使用量較大可能會(huì)出現(xiàn)油水乳化，導(dǎo)致脫硫洗滌效果變差，增加堿液耗量而得不償失，因此在進(jìn)行凈化水回用項(xiàng)目實(shí)施工作時(shí)，先少量替換新鮮水，然后不斷提高凈化水用量，通過摸索匹配出凈化水回用量的合適值。項(xiàng)目的實(shí)施分為四個(gè)階段：

圖1 凈化水回用PID流程圖

第一階段：投用凈化水至洗滌塔補(bǔ)水，凈化水回用量3t/h，新鮮水補(bǔ)水量從20t/h 降低至18t/h，試運(yùn)行一周后，連續(xù)三天采樣檢測(cè)煙氣、污水的排放情況，煙氣的各項(xiàng)指標(biāo)均合格，污水的COD 由35 左右升高至180mg/L，氨氮由＜2.0 升高至3.5mg/L，其余各項(xiàng)指標(biāo)均無影響，裝置運(yùn)行平穩(wěn)。

第二階段：提高凈化水補(bǔ)水量至8t/h，新鮮水補(bǔ)水量降低至15t/h，運(yùn)行一周后，連續(xù)三天采樣檢測(cè)煙氣、污水的排放情況，煙氣的各項(xiàng)指標(biāo)均合格，污水的COD 升高至275mg/L，氨氮升高至6.5mg/L，其余各項(xiàng)指標(biāo)均無影響，裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

第三階段：繼續(xù)提高凈化水補(bǔ)水量至12t/h，新鮮水補(bǔ)水量降低至10t/h，運(yùn)行一周后，連續(xù)三天采樣檢測(cè)煙氣、污水的排放情況，煙氣的各項(xiàng)指標(biāo)均合格，但是煙氣出現(xiàn)明顯異味，污水的COD 升高至420mg/L，氨氮升高至15mg/L，洗滌塔底循環(huán)漿液送至澄清器后顏色呈現(xiàn)微黃，有異味。

第四階段：降低凈化水補(bǔ)水量至10t/h，新鮮水補(bǔ)水量維持10t/h，運(yùn)行一周后，連續(xù)三天采樣檢測(cè)煙氣、污水的排放情況，煙氣的各項(xiàng)指標(biāo)均合格，煙氣異味減輕，只有輕微異味，污水的COD 降低至380mg/L，氨氮降低至12mg/L，洗滌塔底循環(huán)漿液送至澄清器后顏色微黃程度得到緩解，略有異味，其他各項(xiàng)指標(biāo)合格，裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

凈化水回用量達(dá)到穩(wěn)定值后，凈化水回用流量為10t/h，新鮮水補(bǔ)水降低至10t/h，煙氣的濕度、水含量基本不變，含鹽污水量仍然為10t/h，累計(jì)節(jié)約新鮮水10t/h。DCC 聯(lián)合裝置(催化裝置加硫磺裝置)總的污水處理負(fù)荷降低10t/h。由于凈化水回用至洗滌塔的溫度為45℃，遠(yuǎn)高于新鮮水補(bǔ)水的25℃，替換同樣流量的新鮮水，在蒸發(fā)量一定，處理煙氣溫度穩(wěn)定的前提下，外排的污水量稍有降低。

如表1 所示，凈化水回用項(xiàng)目投用后，經(jīng)過四個(gè)階段的調(diào)試，達(dá)到最后的穩(wěn)定階段，在保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行，煙氣達(dá)標(biāo)排放，污水按照廠內(nèi)控制指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放的前提下，凈化水回用流量可以穩(wěn)定在10t/h，并將新鮮水補(bǔ)水降低至10t/h。從脫硫塔凈化水回用項(xiàng)目投用至2019年9月，新鮮水用量、凈化水回用量見表2。

表1 凈化水回用至洗滌塔運(yùn)行情況分析

表2 凈化水回用前后新鮮水耗量情況

4 結(jié)語(yǔ)

自脫硫凈化水回用至洗滌塔補(bǔ)水項(xiàng)目投用至2020年2月，持續(xù)控制凈化水補(bǔ)水量10t/h，2020年3月起，公司放寬催化裂解裝置含鹽污水COD 工藝指標(biāo)至1000mg/L，進(jìn)一步提高凈化水回用至洗滌塔流量至15t/h，降低新鮮水補(bǔ)水至6t/h，裝置平穩(wěn)運(yùn)行，煙氣中各污染物排放量無變化，含鹽污水達(dá)標(biāo)排放。該項(xiàng)目在變廢為寶的同時(shí)，降低裝置的新鮮水耗量，降低DCC 聯(lián)合裝置的污水排放總量，進(jìn)一步降低全廠的新鮮水耗量，為公司達(dá)到上級(jí)單位制定的降低新鮮水耗量的任務(wù)作出貢獻(xiàn)，為節(jié)能降耗工作畫上一筆濃墨重彩。