酸性水汽提裝置凈化水排放不合格原因分析及應(yīng)對(duì)措施

柏小濤，劉錦芳，白小春，張浩偉，任萬(wàn)宏

（陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司榆林煉油廠，陜西靖邊 718500）

某企業(yè)60 t/h酸性水汽提裝置采用雙塔加壓汽提回收氨工藝技術(shù)[1]，主要處理全廠加氫工藝酸性水，為全廠重要的污水處理環(huán)保裝置。裝置脫硫塔、脫氨塔重器沸熱源設(shè)計(jì)采用低壓蒸汽，主要進(jìn)行硫化氫和氨氣的解析，生產(chǎn)凈化水（硫化物≤20 mg/L、氨氮≤50 mg/L）。2017年11月60 t/h酸性水汽提裝置出現(xiàn)加工負(fù)荷無法達(dá)到設(shè)計(jì)值、產(chǎn)品凈化水硫化氫、氨氮含量超標(biāo)，產(chǎn)品質(zhì)量不合格，裝置不能滿足生產(chǎn)要求。通過技術(shù)排查，確定主因?yàn)檠b置用低壓蒸汽壓力低，總熱焓不足。急需進(jìn)行技術(shù)改造，解決重沸器熱源不足的問題，確保裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

1 雙塔汽提裝置基本情況

60 t/h酸性水汽提裝置建于2016年，采用雙塔加壓汽提回收氨工藝技術(shù)。具體工藝為：全廠加氫酸性水首先進(jìn)入脫硫塔脫除硫化物，脫硫塔塔底設(shè)低壓蒸汽重沸器，塔頂酸性氣送至硫磺回收裝置，塔底含氨水送至脫氨塔進(jìn)一步脫氨處理，脫氨塔塔底設(shè)低壓蒸汽重沸器，塔頂氨氣至氨精制單元，塔底凈化水冷卻后送至常壓電脫鹽裝置回用[2]。雙塔加壓汽提回收氨工藝見圖1。脫硫塔、脫氨塔重沸器熱源低壓蒸汽來自全廠低壓蒸汽管網(wǎng)，凝結(jié)水返回至凝結(jié)水系統(tǒng)。

圖1 雙塔加壓汽提回收氨工藝

2017年11月該裝置出現(xiàn)加工負(fù)荷無法達(dá)到設(shè)計(jì)值，以及凈化水中硫化氫、氨氮含量超標(biāo)的情況，產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)不合格，裝置不能滿足生產(chǎn)要求被迫停工，需進(jìn)行原因分析及技術(shù)改造。

圖2為裝置改造前凈化水硫化氫含量變化。由圖2知，裝置在運(yùn)行過程中凈化水硫化物基本處于設(shè)計(jì)值20 mg/L以下，但數(shù)據(jù)波動(dòng)較大，凈化水硫化物含量較設(shè)計(jì)值卡邊運(yùn)行。圖3為裝置改造前凈化水氨氮含量變化。由圖3可知，裝置在運(yùn)行過程中凈化水氨氮含量平均為78 mg/L且波動(dòng)較大，而設(shè)計(jì)值為50 mg/L，產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

圖2 改造前凈化水硫化物含量

圖3 改造前凈化水氨氮含量

2 汽提裝置凈化水不合格原因分析

酸性水汽提塔凈化水質(zhì)量控制不合格的原因通常涉及如下兩個(gè)方面：（1）酸性水汽提塔塔盤故障；（2）酸性水汽提塔塔底重沸器換熱熱效不足。[3]

2.1 塔盤故障排查

酸性水汽提塔塔盤故障較為常見。常見故障為塔盤堵塞、塔盤翻轉(zhuǎn)等，是當(dāng)前煉油企業(yè)酸性水汽提塔運(yùn)行中的通?。黄渲兴P堵塞最為常見。經(jīng)搶修，逐一排除了塔盤油泥堵塞、結(jié)垢堵塞、塔盤翻轉(zhuǎn)和變形等問題。

2.2 塔底重沸器換熱熱效排查

酸性水汽提塔重沸器設(shè)置在塔基最低位置。重沸器設(shè)置隔液板，長(zhǎng)期運(yùn)行中原料水?dāng)y帶的油泥等雜質(zhì)會(huì)在重沸器進(jìn)行堆積，必然會(huì)對(duì)重沸器換熱造成不利影響，從而影響汽提效果，嚴(yán)重時(shí)須對(duì)酸性水汽提塔進(jìn)行停工檢修。檢修過程中未發(fā)現(xiàn)重沸器管束結(jié)垢、重沸器腐蝕穿孔、重沸器后路凝結(jié)水系統(tǒng)背壓高、重沸器熱源進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥故障、重沸器疏水閥故障等原因，排除了重沸器故障引起問題。[4]

但通過對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比，確定凈化水不合格的主因是重沸器進(jìn)汽低壓蒸汽壓力、溫度較較設(shè)計(jì)值低，低壓蒸汽總熱焓值不能滿足設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致脫硫塔、脫氨塔塔底溫度低，脫硫塔、脫氨塔汽提效果差，凈化水產(chǎn)品不合格。圖4為裝置改造前壓力波動(dòng)情況，通過圖4可知，改造前裝置運(yùn)行壓力低于設(shè)計(jì)低限壓力0.85 MPa，達(dá)不到設(shè)計(jì)壓力要求。

圖4 改造前裝置用汽壓力水平

而低壓蒸汽與設(shè)計(jì)偏差主因?yàn)椋弘S著該廠跨越式發(fā)展，一些裝置的相繼建成、技改投運(yùn)，全廠低壓蒸汽管網(wǎng)用氣量發(fā)生較大變化，而60 t/h酸性水汽提裝置處于低壓蒸汽長(zhǎng)距離輸送末端，管道阻力損失達(dá)0.15 MPa，致使汽提裝置脫硫塔、脫氨塔塔底重沸器用汽壓力低于設(shè)計(jì)值0.85～1 MPa，無法滿足工藝操作要求，從而導(dǎo)致凈化水產(chǎn)品硫化氫、氨氮含量超標(biāo)，嚴(yán)重影響裝置的正常生產(chǎn)運(yùn)行[5]。

3 改造措施

2018年7月該廠根據(jù)裝置現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)改造，受低壓蒸汽管網(wǎng)改造涉及用汽單元太多影響等限制，未考慮通過優(yōu)化低壓蒸汽管網(wǎng)來提高用蒸汽壓力，而是充分利用現(xiàn)有裝置區(qū)內(nèi)中壓蒸汽點(diǎn)，應(yīng)用減溫減壓器與噴射器組合技術(shù)來提高60 t/h酸性水汽提裝置用汽壓力。通過技改，該裝置內(nèi)低壓蒸汽壓力由技改前0.75 MPa提高至0.93 MPa，提升顯著，有效解決了60 t/h酸性水裝置因低壓蒸汽用氣壓力低的問題。60 t/h酸性水裝置用汽由管網(wǎng)提供，但該裝置處于管網(wǎng)末端，受管道長(zhǎng)距離影響，管道損失較大，用汽壓力低，不滿足工藝要求。圖5為技改后裝置用汽流程，由圖5知，60 t/h酸性水裝置用汽不僅由管網(wǎng)提供，同時(shí)應(yīng)用減溫減壓器、噴射器來提高用汽量及壓力，利用噴射器單向性能，針對(duì)性提高60 t/h酸性水裝置用汽壓力，滿足工藝要求。[6]

圖5 技改前裝置用汽流程

4 應(yīng)用效果

改造后該裝置用汽壓力大于設(shè)計(jì)壓力低限值，滿足設(shè)計(jì)控制指標(biāo)，裝置運(yùn)行平穩(wěn)。圖6為改造后裝置用汽壓力水平。

圖7為改造后裝置運(yùn)行凈化水硫化物含量，由圖7知，改造后裝置硫化物含量在2～4 mg/L，較改造前顯著降低，同時(shí)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值20 mg/L。圖8為改造后裝置凈化水氨氮含量，由圖8知，改造后裝置氨氮含量在20～40 mg/L，較改造前顯著降低，同時(shí)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值50 mg/L。

綜合圖6、圖7、圖8可知，該技術(shù)改造的成功應(yīng)用，有效解決了60 t/h酸性水裝置因蒸汽壓力低所帶來的運(yùn)行波動(dòng)大，凈化水產(chǎn)品不合格的問題。確保了裝置長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。

圖6 改造后裝置用汽壓力水平

圖7 改造后凈化水硫化物含量

圖8 改造后凈化水氨氮含量

5 總結(jié)

酸性水汽提塔裝置作為煉油廠污水凈化非常重要的環(huán)保處理單元，其運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響到煉油單元的整體運(yùn)行。該文分析了酸性水汽提塔環(huán)保處理裝置出現(xiàn)凈化水不合格的主要原因，經(jīng)搶修及技術(shù)分析，提出技術(shù)改造措施，有效解決了用汽壓力低的問題。同時(shí)應(yīng)用減溫減壓器與引射器組合技術(shù)提高低壓蒸汽用汽單元壓力技術(shù)改造的成功，具備一定的推廣意義。