40 t/h酸性水汽提裝置酸性水儲罐脫臭系統(tǒng)優(yōu)化改造

田東,李杰,景慶福

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

隨著國家對環(huán)境保護要求的不斷提高,環(huán)保裝置在煉廠中的地位舉足輕重。陜西延長石油(集團)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 裝置簡介

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

2 現(xiàn)狀描述

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

酸性水進裝置后儲存在酸性水儲罐T101A/B,酸性水揮發(fā)高濃度硫化氫、氨氣。設(shè)計酸性水儲罐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)氮氣補壓閥(自力式調(diào)節(jié)閥)補壓。

裝置運行過程中,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)場空氣質(zhì)量降低;但因背壓低,閥門內(nèi)漏嚴(yán)重,即氮氣不停向酸性水儲罐T101A/B補氮氣。

經(jīng)車間調(diào)查分析,T101A/B連續(xù)排放,脫臭罐內(nèi)脫臭劑使用時間短(脫臭劑每次更換費用約30萬元)。

車間為減少脫臭罐現(xiàn)場尾氣排放,改善現(xiàn)場空氣質(zhì)量、降低脫臭劑使用成本,將酸性水儲罐T101A/B的氮氣補壓和氣相排放改為現(xiàn)場手動控制,實現(xiàn)間歇排放。

現(xiàn)場手動控制T101A/B氮氣補壓和氣相排放,需內(nèi)操安排外操在現(xiàn)場開關(guān)閥門,不能實現(xiàn)儲罐壓力恒定控制,排放時現(xiàn)場尾氣臭味大。對此,車間提出在氮氣補壓線增加調(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氮氣補壓壓力1 kPa、排放壓力4 kPa,實現(xiàn)回路自動控制,較現(xiàn)場手動開關(guān)控制更為精準(zhǔn)、安全。

廠內(nèi)儲運車間常壓油罐氮氣補壓閥為自力式調(diào)節(jié)閥,但建設(shè)有VOCs項目,該補壓閥即使發(fā)生內(nèi)漏,影響較小;輕烴中心常壓儲罐氮氣補壓閥為氣動調(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 存在的問題

(1)酸性水儲罐氮氣補壓線原用自力式調(diào)節(jié)閥補壓。由于酸性水儲罐控制壓力為0.5～4 kPa,自力式調(diào)節(jié)閥背壓太低,內(nèi)漏嚴(yán)重,無法進行正常補壓操作。目前生產(chǎn)中用現(xiàn)場手閥進行補壓操作。酸性水儲罐氮氣補壓線現(xiàn)自力式調(diào)節(jié)閥補壓流程如圖1。

圖1 酸性水儲罐氮氣補壓線現(xiàn)自力式調(diào)節(jié)閥補壓流程圖

(2)酸性水儲罐酸性氣現(xiàn)在壓力超過4 kPa時,操作工現(xiàn)場手動泄壓至脫臭罐。現(xiàn)場手動泄壓有H2S中毒風(fēng)險。酸性水儲罐酸性氣手動泄壓至脫臭罐流程如圖2。

圖2 酸性水儲罐酸性氣手動泄壓至脫臭罐流程圖

現(xiàn)場手動控制T101A/B氮氣補壓和氣相排放,需內(nèi)操安排外操在現(xiàn)場開關(guān)閥門,不能實現(xiàn)儲罐壓力恒定控制,排放時現(xiàn)場尾氣臭味大。

4 優(yōu)化改造

對于本裝置上述存在的問題,在氮氣補壓線增加調(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氮氣補壓壓力1 kPa、排放壓力4 kPa,實現(xiàn)回路自動控制,較現(xiàn)場手動開關(guān)控制更為精準(zhǔn)、安全。

(1)為解決酸性水儲罐正常補壓問題,并降低操作工勞動強度,酸性水儲罐氮氣補壓線加裝DN25調(diào)節(jié)閥與儲罐壓力回路自動控制。酸性水儲罐氮氣補壓線加裝調(diào)節(jié)閥補壓流程見圖3。

圖3 酸性水儲罐氮氣補壓線加裝調(diào)節(jié)閥補壓流程圖

(2)酸性水儲罐酸性氣現(xiàn)場手動泄壓有H2S中毒風(fēng)險,為降低風(fēng)險,減輕操作工勞動強度,改加DN50調(diào)節(jié)閥與儲罐壓力回路自動控制。酸性水儲罐酸性氣通過調(diào)節(jié)閥泄壓至脫臭罐流程圖4。

圖4 酸性水儲罐酸性氣通過調(diào)節(jié)閥泄壓至脫臭罐流程圖

5 危害辨識及防范措施

5.1 危害辨識

(1)酸性水汽提裝置酸性水儲罐氮氣補壓線、酸性氣泄壓線加裝調(diào)節(jié)閥增加了靜密封點數(shù)量,有泄漏風(fēng)險。

(2)補壓調(diào)節(jié)閥失效,調(diào)節(jié)閥全開,儲罐有憋壓風(fēng)險;泄壓調(diào)節(jié)閥失效,調(diào)節(jié)閥全開,儲罐壓力一直下降。

5.2 防范措施

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

(2)氮氣補壓線介質(zhì)為氮氣,壓力為0.7 MPa,調(diào)節(jié)閥前設(shè)有自力式調(diào)節(jié)閥,將氮氣壓力減壓至0.3 MPa。

(3)酸性水儲罐后路設(shè)置DN50調(diào)節(jié)閥和儲罐壓力回路自動控制泄壓至脫臭罐,壓力設(shè)置為3 kPa,當(dāng)壓力低于3 kPa時調(diào)節(jié)閥自動關(guān)閉,當(dāng)壓力高于3 kPa后調(diào)節(jié)閥自動打開泄壓至脫臭罐。酸性水儲罐氮氣補壓線設(shè)置DN25調(diào)節(jié)閥和儲罐壓力回路自動控制,壓力設(shè)置為1 kPa,當(dāng)壓力低于1 kPa時調(diào)節(jié)閥自動打開給儲罐補壓,當(dāng)壓力補壓至1 kPa后調(diào)節(jié)閥自動關(guān)閉。

(4)兩個儲罐壓力設(shè)置報警值,高報值設(shè)置4 kPa,高高報值設(shè)置4.2 kPa,當(dāng)出現(xiàn)報警后及時排查該補壓調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉,如未關(guān)閉,手動關(guān)閉,必要時現(xiàn)場關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前手閥;兩個儲罐壓力設(shè)置報警值,低報值設(shè)置0.8 kPa,低低報值設(shè)置0.5 kPa,當(dāng)出現(xiàn)報警后及時排查該泄壓調(diào)節(jié)閥是否關(guān)閉,如未關(guān)閉,手動關(guān)閉,必要時現(xiàn)場關(guān)閉調(diào)節(jié)閥前手閥。

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

6 改造方案

40 t/h酸性水汽提裝置酸性水儲罐T101A/B氮氣補壓線原用自力式調(diào)節(jié)閥補壓。原設(shè)計酸性水儲罐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。車間將酸性水儲罐T101A/B頂連續(xù)排放,改為間歇排放,但酸性水儲罐T101A/B自力式調(diào)節(jié)閥背壓太低,閥門內(nèi)漏嚴(yán)重,即氮氣不停向酸性水儲罐T101A/B補氮氣,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)場空氣質(zhì)量,且造成氮氣浪費。鑒于此原因,車間在實際運行過程中,用手閥進行補壓操作。酸性水大罐酸性氣現(xiàn)在壓力超過4 kPa時,操作工現(xiàn)場手動泄壓至脫臭罐。為解決這一問題,補壓線在自力式調(diào)節(jié)閥閥后加裝DN25調(diào)節(jié)閥與大罐壓力回路自動控制,泄壓線改加DN50調(diào)節(jié)閥與大罐壓力回路自動控制。

6.1 材料準(zhǔn)備

DN25 150LB RF 調(diào)節(jié)閥 1個, 閘閥41H-150LB DN25 RF 3個 ,法蘭DN25 150LB RF 6個,墊片DN25 150LB RF 6個,螺栓M16×9 032套。DN50 300LB調(diào)節(jié)閥一個,DN50上下游閥2個,DN50法蘭6個,DN50彎頭2個,對應(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)檢測動火區(qū)域可燃氣體濃度,分析合格按規(guī)定辦理動火作業(yè)證,由專人監(jiān)護,施工人員進行施工作業(yè)。

6.3 管線改造安全注意事項

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

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

(3)可燃氣體濃度檢測合格后,辦理相應(yīng)作業(yè)證后施工人員方可進行作業(yè);

(4)閥門打壓合格,焊縫100%探傷;

7 預(yù)期效果

40 t/h酸性水儲罐氮氣補壓線加裝DN25調(diào)節(jié)閥與儲罐壓力回路自動控制。壓力設(shè)定值為1 kPa ,當(dāng)儲罐壓力低于設(shè)定值時,調(diào)節(jié)閥自動打開為儲罐補壓。當(dāng)壓力高于設(shè)定值時,調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。能防止誤操作,并實現(xiàn)了自動化操作減輕了操作工勞動強度。酸性水儲罐酸性氣泄壓線加裝DN50調(diào)節(jié)閥與儲罐壓力回路自動控制。壓力設(shè)定值為4 kPa,當(dāng)儲罐壓力高于設(shè)定值時,調(diào)節(jié)閥自動打開儲罐泄壓酸性氣至脫臭罐。當(dāng)壓力低于設(shè)定值時,調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。能實現(xiàn)正常泄放酸性氣操作,避免現(xiàn)場手動泄壓H2S中毒風(fēng)險,并實現(xiàn)自動化操作減輕了操作工勞動強度。

8 小結(jié)

通過優(yōu)化改造,將徹底解決本裝置脫臭系統(tǒng)存在的問題。能實現(xiàn)正常泄放酸性氣操作,避免現(xiàn)場手動泄壓H2S中毒風(fēng)險,并實現(xiàn)了自動化操作減輕了操作工勞動強度,確保了本裝置的長周期安全平穩(wěn)運行。