延遲焦化裝置酸性水脫除焦粉技術(shù)的應(yīng)用

楊萬強(qiáng)，唐媛媛，牟 煒

(中國石油蘭州石化公司煉油廠，蘭州 730060)

延遲焦化裝置酸性水脫除焦粉技術(shù)的應(yīng)用

楊萬強(qiáng)，唐媛媛，牟 煒

(中國石油蘭州石化公司煉油廠，蘭州 730060)

中國石油蘭州石化公司煉油廠延遲焦化裝置在正常生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生5～8 th的酸性水。該焦化裝置酸性水中的焦粉含量(w)平均為0.2%左右。含有焦粉的酸性水易造成酸性水處理裝置的塔盤沉積焦粉，使酸性水汽提裝置由于塔盤堵塞而停工，影響全廠的酸性水處理。為解決酸性水?dāng)y帶焦粉問題，應(yīng)用酸性水脫除焦粉技術(shù)對該裝置進(jìn)行了改造。裝置改造后焦粉脫除率達(dá)到91%以上，解決了酸性水?dāng)y帶焦粉問題，保證了下游裝置的長周期平穩(wěn)運(yùn)行。

延遲焦化裝置 酸性水 焦粉 脫除率

中國石油蘭州石化公司延遲焦化裝置分餾塔塔頂回流罐的含硫污水設(shè)計(jì)進(jìn)入酸性水處理裝置，其流量為5～8 th左右，壓力為0.8 MPa，溫度為35～40 ℃。該含硫污水中焦粉顆粒非常細(xì)小，經(jīng)化驗(yàn)室稱重實(shí)驗(yàn)(濾紙過濾)分析，焦粉含量(w)平均為0.2%。在正常生產(chǎn)過程中，酸性水中含有較多的焦粉時(shí)，易造成酸性水處理裝置的塔盤沉積焦粉。另一方面，焦粉顆粒的存在，對物料的輸送和下游酸性水處理裝置的平穩(wěn)運(yùn)行產(chǎn)生了較大的影響。

目前延遲焦化裝置脫除焦粉工藝主要以沉降分離為主，此方法對于含有較大顆粒的冷焦水及切焦水相對有效。但由于酸性水系統(tǒng)中含有油和焦粉等，因此要求長時(shí)間沉降，并且為了滿足生產(chǎn)需要，沉淀池要大，同時(shí)，由于敞口操作，造成沉淀池附近油氣含量較高，對生產(chǎn)和環(huán)境都有一定的危害，所以該方法很難從根本上解決酸性水?dāng)y帶焦粉問題。因此，中國石油蘭州石化公司2014年針對焦化裝置酸性水?dāng)y帶焦粉問題進(jìn)行攻關(guān)，開發(fā)了一種酸性水脫除焦粉技術(shù)，并采用該技術(shù)對酸性水系統(tǒng)進(jìn)行了改造。本文主要介紹該技術(shù)的特點(diǎn)及其應(yīng)用效果。

1 酸性水脫除焦粉技術(shù)的特點(diǎn)

改造后的酸性水脫除焦粉技術(shù)具有以下特點(diǎn)：

(1) 封閉運(yùn)行，無工藝污水排放。按照傳統(tǒng)的旋流分離技術(shù)，其底流口的流量較大。同時(shí)，由于底流口出來的酸性水中除含有較高濃度的焦粉顆粒外，還有大量的溶解性H2S。如果將其排放，不但造成新的二次污染；更為嚴(yán)重的是，由于H2S的析出，會(huì)造成安全環(huán)保事故。在改造技術(shù)中，采用了全封閉運(yùn)行的模式，沒有工藝污水的排放，同時(shí)，消除了安全隱患，有效地防止了二次污染的發(fā)生。

(2) 既連續(xù)又間歇運(yùn)行。酸性水系統(tǒng)整體運(yùn)行是連續(xù)的，不影響下游裝置酸性水處理量的變化，酸性水濁液運(yùn)行是間歇的，旋流分離器底部濁液流量為0.2 th，分離出的濁液存至焦粉緩沖罐，待焦粉緩沖罐液面達(dá)到一定高度時(shí)，再開啟泵將酸性水濁液送至焦炭塔冷焦給水線上作冷焦水用。根據(jù)目前的運(yùn)行情況，每周一次輸送酸性水濁液。

2 酸性水系統(tǒng)改造前后流程

酸性水系統(tǒng)的改造主要是增加了1臺(tái)旋流分離器、2臺(tái)機(jī)泵、1個(gè)焦粉緩沖罐，改造前后的工藝流程如圖1和圖2所示。

圖1 改造前酸性水系統(tǒng)工藝流程示意

圖2 改造后酸性水系統(tǒng)工藝流程示意

由圖1可知，改造前裝置的酸性水經(jīng)分餾塔塔頂回流罐底部的酸性水包，通過酸性水輸送泵輸送至下游酸性水汽提裝置進(jìn)行加工處理。由圖2可知，改造后來自分餾塔塔頂回流罐的酸性水，先經(jīng)酸性水泵輸送至焦粉脫除器，酸性水在焦粉脫除器中經(jīng)旋流分離后，焦粉濃縮至焦粉脫除器下部，形成酸性水濁液進(jìn)入焦粉緩沖罐(控制酸性水濁液量為酸性水原料流量的2%左右)，焦粉脫除器頂部的酸性水清液出裝置，去下游酸性水汽提裝置加工。在焦粉緩沖罐中酸性水濁液收集到一定液位時(shí)，由酸性水濁液泵將其輸送至延遲焦化裝置，隨冷焦水進(jìn)入焦炭塔進(jìn)行回?zé)挕Ｋ嵝运狗巯到y(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可將該系統(tǒng)切除進(jìn)行故障處理，酸性水按照原流程由酸性水泵輸送至下游裝置。

3 改造后酸性水系統(tǒng)的運(yùn)行效果

改造后的酸性水除焦粉系統(tǒng)于2014年12月10日投入運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，生產(chǎn)受控，焦粉緩沖罐中的焦粉回收周期大約為1次周，主要操作參數(shù)如表1所示。從表1可以看出，裝置正常生產(chǎn)期間，產(chǎn)生的酸性水量為5.5 th左右，從焦粉脫除器底部排出的物料量控制在酸性水總量的2%左右。

表1 酸性水除焦粉系統(tǒng)的主要操作條件

為檢驗(yàn)新增的酸性水除焦粉系統(tǒng)的運(yùn)行情況，2015年8月1—3日對其進(jìn)行了72 h的標(biāo)定，每天10：00、14：00分別對酸性水原料、酸性水清液及酸性水濁液采樣分析。在標(biāo)定的3天時(shí)間內(nèi)，酸性水原料、清液、濁液中的焦粉含量如表2所示。從表2可以看出：酸性水原料中焦粉濃度保持在24.50～42.70 mgL，平均值為35.70 mgL；與酸性水原料相比，酸性水清液中焦粉濃度大幅度下降，為2.13～2.75 mgL，平均值為2.39 mgL，清液中焦粉含量穩(wěn)定；酸性水濁液中焦粉含量較酸性水原料中焦粉含量大大上升，為463～713 mgL，平均值為618 mgL。這說明酸性水原料進(jìn)入焦粉脫除器后，向下作螺旋形運(yùn)動(dòng)，焦粉顆粒受慣性離心力作用被甩向器壁，隨下旋流降至焦粉脫除器底部出口，逐漸被濃縮，其焦粉含量逐漸增加，形成酸性水濁液；而脫除焦粉后的酸性水則成為上升的內(nèi)層旋流，從焦粉脫除器頂部的中心管排出，形成酸性水清液，達(dá)到了焦粉與酸性水分離的目的。

表2 酸性水原料、清液、濁液的焦粉濃度

在標(biāo)定過程中，對酸性水原料、酸性水清液及酸性水濁液采樣進(jìn)行觀察，從3種樣品的外觀來看，酸性水原料和酸性水濁液樣品均較為混濁，水中存在較多的黑色絮狀漂浮物，樣品表面有較多的黑色膠質(zhì)漂浮物，在采樣瓶底部有明顯的黑色焦粉沉淀；而酸性水清液樣品則較為清澈，在水中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的黑色絮狀物，采樣瓶底部沒有焦粉沉淀，樣品中無可見的焦粉顆粒物。這說明酸性水原料經(jīng)過旋流分離后，其中的焦粉顆粒很好地被濃縮至焦粉脫除器底部濁液中，達(dá)到了分離的目的。

按照式(1)計(jì)算酸性水原料中焦粉的脫除率，結(jié)果見表3。從表3可以看出，酸性水原料經(jīng)過新增的除焦粉系統(tǒng)處理后，焦粉脫除率保持在91.31%～93.92%之間，平均脫除率為93.19%，說明酸性水中焦粉脫除效果良好，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。酸性水中的焦粉被有效脫除后，酸性水原料的性質(zhì)得到改善，有利于下游酸性水汽提裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，并減少了酸性水汽提裝置操作波動(dòng)的發(fā)生。

(1)

式中：X為焦粉脫除率，%；ρ1為酸性水原料中焦粉濃度，mgL；ρ2為酸性水清液中焦粉濃度，mgL。

表3 酸性水原料中焦粉的脫除率

4 結(jié) 論

(1) 新增的酸性水除焦粉系統(tǒng)投用后，處理的酸性水量在5.5 th左右，從焦粉脫除器底部排出的物料量控制在酸性水總量的2%左右，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。

(2) 酸性水原料經(jīng)焦粉脫除器脫除焦粉后，酸性水中焦粉濃度可由24.50～42.70 mgL降至2.13～2.75 mgL，酸性水焦粉脫除率達(dá)到91%以上；酸性水濁液中焦粉濃度達(dá)到463～713 mgL，焦粉脫除效果良好。

[1] 王雪松，袁志祥，尹魯江，等.延遲焦化工藝的技術(shù)進(jìn)展[J].工業(yè)催化，2006，14(4)：22-25

APPLICATION OF COKE POWDER REMOVAL TECHNOLOGY FOR SOUR WATER IN DELAYED COKER

Yang Wanqiang， Tang Yuanyuan， Mu Wei

(LanzhouPetrochemicalCompany，PetroChina，Lanzhou730060)

The delayed coker in Lanzhou Petrochemical Co. produces normally 5—8 th sour water with coke powder content (w) about an average of 0.2%. The powder is easy to be deposited on the trays of the acid water treatment device， resulting in sour water stripper tray jam and suspension of the unit. In order to solve the problem， the acid water treatment unit was revamped by adopting a powder removal technique. The coke powder removal rate reaches more than 91% after the revamping， leading to a long period running of downstream device.

delayed coking unit； sour water； coke powder； removal rate

2015-11-26； 修改稿收到日期： 2016-03-02。

楊萬強(qiáng)，大學(xué)本科，工程師，從事延遲焦化工藝技術(shù)管理工作。

楊萬強(qiáng)，E-mail：yangwanqiang126@126.com。