污水場(chǎng)污渣回?zé)捲谘舆t焦化裝置的應(yīng)用

　　污水處理裝置是中國(guó)石油吉林石化公司煉油廠的輔助裝置之一，主要處理煉油廠、錦江工業(yè)區(qū)、乙烯廠排放的工業(yè)污水及煉油廠廠區(qū)、住宅區(qū)生活污水。原設(shè)計(jì)污水處理能力800m3/h，1977年裝置建成投產(chǎn)。2014年裝置擴(kuò)建后處理規(guī)模為1200m3/h，裝置由隔油單元、浮選單元、曝氣單元、異味處理單元、三泥脫水單元組成。延遲焦化作為重油加工的主要裝置，加工原料大部分為浮渣、污油，有煉化行業(yè)的“回收站”之稱，對(duì)原料的硫含量、雜質(zhì)等要求相對(duì)不高，產(chǎn)品除石油焦外，汽油、柴油等還要進(jìn)行深度加工。延遲焦化裝置焦炭塔采用兩塔間歇切換操作，通過(guò)操作四通閥完成切換。延遲焦化反應(yīng)完成后，焦炭塔內(nèi)溫度通常高于400℃，在除焦作業(yè)前必須進(jìn)行冷焦操作。通常先用蒸汽將塔內(nèi)及焦炭上吸附的油氣吹出，然后進(jìn)行給水冷卻。作者利用在水冷的初級(jí)階段注入浮渣，高溫焦層將浮渣驟熱氣化，浮渣中水、輕質(zhì)烴氣化后形成氣流進(jìn)入接觸冷卻系統(tǒng)，較重組分和固形物在高溫區(qū)進(jìn)行裂化變成石油焦和灰分被焦炭吸附。焦化裝置處理浮渣，可解決環(huán)保問(wèn)題，并且能減少冷焦水用量和冷焦蒸汽用量，起到節(jié)能降耗的作用。

　　1、裝置運(yùn)行中存在的問(wèn)題

　　1.1 浮渣處理費(fèi)用高

　　煉油廠污水來(lái)源于裝置生產(chǎn)加工過(guò)程中、輕重污油罐脫水及一些輔助裝置，污水中含有大量污油。煉油廠對(duì)含油污水的處理一般采取隔油池、一級(jí)浮選、二級(jí)浮選、調(diào)節(jié)水罐靜止脫水等方法。污水場(chǎng)的含油污水含有一部分輕油、重油、懸浮顆粒和一些膠狀物質(zhì)，通過(guò)污水場(chǎng)浮選處理會(huì)產(chǎn)生大量的浮渣，這些浮渣含有重油、懸浮顆粒、化學(xué)溶劑等，對(duì)于加工原油1000萬(wàn)t/a的煉油廠，會(huì)產(chǎn)生約200t/d浮渣，通過(guò)再加工后外委處理，費(fèi)用約550元/t，外委處理費(fèi)用高。

　　1.2 處理難度大及污染重

　　浮渣中含有化學(xué)藥劑、輕重污油、懸浮顆粒等多種復(fù)雜組分。對(duì)其處理需要添加活性污泥及藥劑，再經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離，外委處理，工藝復(fù)雜處理難度大。浮渣焚燒對(duì)大氣造成二次污染，浮渣堆埋，會(huì)對(duì)土壤、水質(zhì)等造成二次污染。隨著吉林石化公司原油加工量的逐年提高，污泥量逐年增加，對(duì)含油污泥中的油資源進(jìn)行回收利用，同時(shí)將含油污泥進(jìn)行無(wú)害化處理，已是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。

　　1.3 急冷水用量大

　　延遲焦化焦炭塔舊塔切換后，舊塔內(nèi)溫度通常高于400℃，在除焦作業(yè)前必須進(jìn)行冷焦操作。通常先用蒸汽將塔內(nèi)及焦炭上吸附的油氣吹出，然后進(jìn)行給水冷卻，給冷卻水時(shí)間約4h，消耗大部分急冷水，增加裝置能耗。

　　2、裝置改造內(nèi)容

　　2.1 改造方案

　　對(duì)國(guó)內(nèi)延遲焦化裝置回?zé)捀≡绞竭M(jìn)行了調(diào)研。根據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)運(yùn)行狀況，將浮渣作為焦炭塔冷焦降溫的介質(zhì)輸入塔內(nèi)，將含油浮渣作為延遲焦化裝置焦炭塔冷焦過(guò)程的冷卻水(通稱小給水)使用，焦炭塔冷卻過(guò)程都是使用工業(yè)用水，每年消耗工業(yè)水量很大，利用污水場(chǎng)產(chǎn)生的含油浮渣作為焦炭塔的冷卻水，既節(jié)約了用水，又消除了處理浮渣過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響，同時(shí)也節(jié)約處理浮渣產(chǎn)生的費(fèi)用，有很好的經(jīng)濟(jì)效益。該方法是利用焦炭塔小給水的余熱對(duì)浮渣升溫氣化，浮渣從焦炭塔底吹汽給水線進(jìn)入焦炭塔，利用焦炭塔內(nèi)部約400℃的高溫焦炭將浮渣氣化分離，水分、輕質(zhì)油會(huì)蒸發(fā)至分餾塔，浮渣中的固體顆粒物及重質(zhì)油會(huì)留在焦炭塔中，待除焦時(shí)和焦炭進(jìn)入焦碳池。此方法不影響分餾塔的操作，不影響焦炭的質(zhì)量，降低了能耗，增加了產(chǎn)量，操作容易，控制簡(jiǎn)單。

　　2.2 工藝流程

　　污水處理場(chǎng)浮渣罐中間層浮渣，溫度40℃，流量30t/h(間歇)，自壓進(jìn)入浮渣外送泵，經(jīng)加壓至0.6MPa后送至延遲焦化裝置浮渣緩沖罐緩沖，罐底浮渣自壓進(jìn)入浮渣回?zé)挶茫?jīng)加壓至1.0MPa后，一路(15t/h)送至延遲焦化裝置，在高溫焦炭冷卻過(guò)程中從焦炭塔底部進(jìn)入，作為焦化冷焦的冷卻水，用焦炭的高溫余熱將浮渣中輕組分、水及污油蒸發(fā)成氣相，從焦炭塔頂部至水冷設(shè)備，浮渣中的固體顆粒隨著石油焦一起附著在焦炭塔器壁上，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處理浮渣;另一路(5t/h)回流至浮渣緩沖罐。按回?zé)?5t/d計(jì)算，每天開(kāi)泵回?zé)挄r(shí)間為1h。浮渣緩沖罐頂部與火炬系統(tǒng)連通，確保浮渣罐不超壓運(yùn)行。具體工藝流程見(jiàn)圖1。

　　3、改造后運(yùn)行情況

　　3.1 改造后的效果分析

　　為了考核改造后的裝置運(yùn)行情況、產(chǎn)品質(zhì)量、綜合能耗及設(shè)備能力等方面是否達(dá)到設(shè)計(jì)水平，掌握改造后裝置性能特點(diǎn)，進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化生產(chǎn)操作條件，分析裝置存在的問(wèn)題和以后的優(yōu)化生產(chǎn)方向，為裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行提供技術(shù)指導(dǎo)依據(jù)，裝置運(yùn)行1個(gè)月后，進(jìn)行了裝置標(biāo)定。

　　3.1.1 改造后對(duì)石油焦質(zhì)量的效果分析

　　延遲焦化石油焦質(zhì)量取決于原來(lái)的供給質(zhì)量，同時(shí)也受焦炭塔溫度、塔頂壓力、冷焦過(guò)程中的時(shí)間及給水量的大小等因素影響，浮渣中含有大量的膠質(zhì)及固體顆粒，作為急冷水進(jìn)入焦炭塔，理論上會(huì)對(duì)石油焦的灰分略有影響，延遲焦化浮渣摻煉前后操作數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

　　由表1可知，摻煉浮渣石油焦中的w(揮發(fā)分)和w(硫)分別上升0.2%～0.5%和約0.2%，w(灰分)上升0.02%～0.21%，都小于0.5%，質(zhì)量合格，可以看出摻煉浮渣對(duì)石油焦的質(zhì)量影響很小。同時(shí)每塔石油焦量為500～600t，浮渣約占石油焦總量的0.3%，按照固體顆粒及含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%并且轉(zhuǎn)換率為0測(cè)算，石油焦中w(灰分)增加約0.06%，故每次回?zé)捈s15t浮渣。

　　3.1.2 改造后對(duì)焦炭塔操作的影響分析

　　由表1可知，摻煉浮渣對(duì)延遲焦化塔頂溫度略有影響，摻煉前焦炭塔塔頂溫度414℃，摻煉后焦炭塔塔頂溫度升高至420℃，提高4～6℃，但仍在指標(biāo)范圍內(nèi)(≤425℃)，摻煉浮渣對(duì)焦炭塔塔頂溫度影響較??；摻煉浮渣前焦炭塔塔頂壓力0.16MPa，摻煉浮渣后焦炭塔塔頂壓力0.17MPa，上升了0.01MPa，均在指標(biāo)范圍內(nèi)(≤0.23MPa)，說(shuō)明摻煉浮渣對(duì)焦炭塔塔頂壓力影響很?。粨綗捀≡髮?duì)焦炭塔的操作無(wú)影響，同時(shí)對(duì)除焦也無(wú)影響。

　　3.2 裝置能耗效益分析

　　污水處理場(chǎng)浮渣回?zé)挼哪芰縼?lái)源于焦炭塔生焦后的余熱，用焦炭塔中400～420℃的焦炭做熱媒體，用焦炭的熱量將浮渣中的水分，輕質(zhì)油蒸出，污水處理場(chǎng)的浮渣中重質(zhì)油及固體顆粒物吸附在焦炭塔的器壁上，隨石油焦一起至石油焦池，延遲焦化焦炭塔通過(guò)此過(guò)程回?zé)捀≡?，除焦炭的余熱外不消耗能量，回?zé)掃^(guò)程中各項(xiàng)操作數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生波動(dòng)，所以回?zé)捀≡鼘?duì)延遲焦化裝置能耗不會(huì)有影響。

　　3.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

　　煉油廠產(chǎn)生的污泥總量為4.9～8.4萬(wàn)t/a。污泥處理費(fèi)用約占污水處理費(fèi)用的20%～50%，而浮渣的處理費(fèi)用約占污泥處理費(fèi)用的34.2%，說(shuō)明浮渣處理費(fèi)用在污泥處理費(fèi)用占的比例很高。

　　按15t/d代替小給水進(jìn)入焦炭塔，處理浮渣量為5500t/a，即可節(jié)約新鮮水5500t/a。按現(xiàn)在工業(yè)水2.2元/t計(jì)算，約節(jié)省1.2萬(wàn)元/a。約5%浮渣在焦炭塔中形成石油焦，生成石油焦約275t/a，按目前800元/t計(jì)算，創(chuàng)效約22萬(wàn)元/a。外委處理浮渣費(fèi)用按550元/t計(jì)算，處理過(guò)濾后浮渣量為550t/a，處理浮渣的費(fèi)用約為30萬(wàn)元/a，合計(jì)創(chuàng)效約53.2萬(wàn)元/a。

　　3.4 社會(huì)效益分析

　　改造前浮渣外委處理，無(wú)論是焚燒還是堆埋，所產(chǎn)生粉塵及顆粒物都會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，通過(guò)延遲焦化回?zé)捀≡?，可以減少處理浮渣所造成的二次污染，在取得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)還能改良環(huán)境，具有顯著的社會(huì)效益。(來(lái)源：中國(guó)石油吉林石化公司 調(diào)度中心，煉油廠)