常減壓裝置停工過程密閉吹掃措施的實踐與效果

張曉國（中國石油化工股份有限公司長嶺分公司）

常減壓裝置作為煉廠的龍頭裝置，在煉廠中占據非常重要的地位[1]，其停工有固有的一套停工步驟，但隨著裝置日益大型化和環保的壓力，對常減壓裝置的停工提出了更高的要求。常減壓裝置停工吹掃中往往會產生大量的含油污水和廢氣，造成停工吹掃期間現場油污較大、異味較重，加工高硫原油的裝置這方面的問題更加突出，如果處理不好停工現場惡臭味會較大[2]。嚴重時甚至可能造成周圍環境污染，對居民安全形成影響，造成次生事件。故常減壓裝置在停工過程中實現密閉排，達到安全環保停工，顯得尤為重要。

中石化某分公司常減壓裝置設計規模為8.0 Mt/a，設計加工原油為儀長管輸油，屬于偏重的原油。裝置于2010年10月份首次建成投產，在2014年3月份進行了首次停工大檢修，2017年4月份計劃進行第二次停工大檢修，為了在本次停工期間，實現密閉排放和安全停工，借鑒以往的經驗，通過各種措施和方案，實現了密閉吹掃，整個停工過程中無亂排、無亂放、無異味。停工后設備打開較為干凈，為安全檢修提供有力保障。

1 問題分析

1.1 停工難點

1）停工吹掃任務重，難度較大。管線粗、設備尺寸大；原油線、加熱爐轉油線的配管布置存在多處U型彎結構；換熱器進出口閥門很大，很難憋壓吹掃；中段回流返塔設計無根閥存在掃線死角；減渣性質差，瀝青質多黏性強；流程長，常減壓和輕烴回收、航煤加氫穿插流程多。

2）停工退油難度較大。停工過程中污油量大，退油管線細能力有限，退油過程中水擊、機泵抽空等不確定性因素多，系統重污油管線允許使用時間有限，停工退油難度較大。

3）停工過程中含油污水量大。停工過程中大量蒸汽吹掃及各塔吹掃，產生大量含油污水，裝置含油污水排放難度大。尤其是從2014年停工來看，裝置在吹掃期間，塔頂污水排放需認真考慮，污水排放后路及相應的應急措施需要到位。

4）防硫化亞鐵自燃難度大。裝置加工過高硫、高氯原油，故造成裝置容易出現自燃的部位較多，防硫化亞鐵自燃難度極大。

1.2 密閉吹掃關鍵點分析

1）考慮到裝置設備尺寸大，管線較粗，加之重油部位吹掃難度大，考慮實施柴油加超級清洗，降低裝置吹掃難度。

2）停工吹掃前和調度對接好停工及吹掃期間的各物料走向。常減壓裝置停工吹掃產生的污水、污油和廢氣較多，合理有序的排放才能降低對下游裝置的沖擊，提前做好對接，才能平穩有序推進。

3）優化和完善密閉吹掃排放措施。常減壓裝置設計初期密閉排放措施考慮不周全，利用停工前，進一步完善密閉吹掃措施，考慮密閉吹掃冷凝的油氣、廢水和污油是否具備密閉外送的流程，做到有備無患。

4）對裝置容易出現硫化亞鐵自燃的部位，提前做好識別，在停工吹掃后進行化學清洗，降低設備打開后發生自燃的風險。

2 停工密閉吹掃措施與效果

2.1 停工密閉吹掃流程

2.1.1 塔頂含油污水密閉排放措施

在停工吹掃期間，為了實現密閉排放，大量吹掃蒸汽進入塔內，塔頂通過空冷和水冷冷凝后，在塔頂回流罐產生大量含油污水，為了實現塔頂含油污水快速密閉的排放，停工前期新增塔頂含油污水密閉排放流程。

塔頂含油污水密閉排放流程：從初常頂石腦油出裝置處和減頂污水出裝置處分別接線至蠟油至罐區，罐區備用專罐接受吹掃期間產生的含油污水。在換熱網絡、加熱爐等管線吹掃和煮塔過程中，當塔頂蒸汽經過冷凝后產生的大量含油污水，可通過此流程密閉排放至罐區，可有效杜絕大量含油污水直接排含油井，沖擊污水處理廠，在此次停工期間，此密閉排放措施起到了巨大的作用。

2.1.2 輕污油線排放含鹽污水措施

在停工吹掃結束后，塔頂系統瓦斯罐等需要用化學清洗藥劑浸泡，浸泡后將化學清洗藥劑退至地下輕污油罐，由于化學清洗藥劑按要求需要通過專線退至含堿污水系統，故新增輕污油排放含鹽污水措施，在輕污油泵出口接專線至含鹽污水線，在退化學清洗廢液時，可通過專線走含鹽污水線至污水處理廠。

2.1.3 新增塔底退油線

裝置設計初期，初餾塔和常壓塔均未設有直接退油線。停工退油時，只能從前往后間斷退油，在停工退油和吹掃期間耗時較長。此次停工期間新增塔底退油線，從初餾塔底泵出口和常壓塔底泵出口分別接線甩至減壓渣油外甩出裝置冷卻器前。通過此流程可以直接從初餾塔和常壓塔向罐區甩油，避免了從前往后退油和吹掃的限制，大大縮短停工退油和吹掃時間。

2.2 柴油循環和超級清洗有效結合

為了降低常減壓裝置停工吹掃難度，在裝置停工塔底退油完畢后立即引罐區柴油，從前往后依次進行置換，直至渣油出裝置邊界見柴油后，裝置改閉路循環進行柴油清洗[3]，分別建立了閉路大循環和減三中循環。

為了保證柴油循環清洗效果，徹底置換和清洗系統，主要采取以下措施：

1）柴油置換工作落實到位。引柴油置換時，流量控制不小于200 t/h，換熱網絡每路每臺換熱器進行逐個置換，現場專人負責，從換熱器出口放空進行排查，出口放空見柴油后，開換熱器跨線置換2～5 min，再進行下臺換熱器柴油置換，換熱網絡置換中一路一路進行置換，直至每路見柴油，再進行后續置換，確保每臺換熱器內柴油置換干凈。整個柴油開路置換耗時13 h。

2）柴油閉路循環量控制較大。為了更好的清洗效果，閉路循環量控制不小于400 t/h，確保線速。

3）柴油閉路循環清洗時間控制較長，確保清洗效果。本次柴油閉路循環清洗耗時36 h，確保清洗效果。

4）置換柴油性質較好。循環清洗所用柴油為催化柴油，催柴各項性質控制較好，這是循環清洗效果較好的有力保障。催柴初餾點控制大于185℃，在循環清洗期間，系統溫度有效控制在150～180℃，從而確保了清洗效果，且減少了塔頂含油污水量的產生，效果較好。表1列出了停工柴油循環清洗前和清洗過程中柴油分析。

表1 循環清洗柴油性質

為了進一步提高柴油清洗效果，在柴油閉路循環后加入超級清洗劑。系統閉路升溫，通過加入油溶性清洗劑，改變油垢的溶解性能，使之溶解于柴油中[4]。超級清洗取得了較好的效果，主要表現在以下幾個方面：

一是超級清洗劑加入時間短，整個加劑過程耗時3 h左右，從而有效的增加了超級清洗劑在整個系統的運轉時長。

圖1 2017年4月循環清洗過程中系統柴油L值變化情況

二是柴油循環清洗期間沒有退油和補油，不僅降低了柴油使用量，而且確保超級清洗劑在系統的濃度，確保清洗效果。

三是清洗廠家較為專業，從專業的角度檢測清洗效果，在清洗過程中不斷采樣分析，檢測柴油L值（色度）變化，確認清洗到位，圖1列出了整個清洗過程中系統柴油L值變化情況，可以看出到清洗后期，L值隨時間變化較緩，說明系統清洗已經到位。從換熱器打開情況來看，柴油清洗效果明顯，絕大部分換熱器不需要進行高壓清洗。

2.3 化學清洗和除臭

為了防止停工設備打開后發生硫化亞鐵自燃，在停工吹掃結束后對塔頂油氣系統和脫硫塔、減壓塔進行了全面的化學清洗[5]，其中減壓塔為填料塔，為化學清洗的重點對象。

減壓塔化學清洗以往清洗的基礎上有了較大的改善，減壓塔側線建立循環，確保循環量不小于200 t/h，減壓塔塔底增加專線至清洗槽，經過清洗槽的沉降和過濾后至加藥槽，再通過專泵打入減壓塔一線冷回流過濾器處返塔，形成減壓塔清洗大循環，流量控制不小于100 t/h，現場實物見圖2。通過增設沉降槽，一方面可以觀察清洗液變化情況，從而判斷減壓塔清洗效果，另外一方面可以沉降塔底帶來的雜物和油泥，通過沉降和過濾，有效防止雜物和油泥再次帶入塔內。從實際操作和清洗效果來看，效果較好。

圖2 減壓塔化學清洗現場實物圖

2.4 密閉吹掃的其他措施

2.4.1 嚴格執行方案，管線吹掃較為徹底

在此次停工吹掃期間，嚴格把關。在流程較長和換熱器較多的管線吹掃過程中，先從后端換熱器給汽貫通趕油，可確保快速貫通和趕油，再依次從后往前趕油貫通，直至整個流程貫通，在吹掃過程中快速貫通是關鍵，一方面可有效保證管線大量油趕至塔內，主路暢通，另一方面可確保蒸汽和主線溫度，防止產生大量冷凝水。貫通趕油完畢后，關死或關小后端給汽點蒸汽，再從前往后給汽憋壓吹掃。在憋壓吹掃期間，逐臺換熱器進行憋壓吹掃。每臺換熱器憋壓至少三次，直至出口放空蒸汽無油漬，換熱器吹掃干凈后，出口重污油過汽，換熱器跨線過汽5 min，吹掃線路上每個放空均要確保暢通和見汽。

在加熱爐爐管吹掃過程中，為了有效的吹掃，采取以下措施：

1）加熱爐爐膛點2～3個火嘴，確保爐膛溫度在200℃左右，可有效保證爐管內蒸汽冷凝，避免產生水擊。

2）加熱爐貫通和吹掃過程中，集中用汽，逐路進行憋壓吹掃，從出口溫度判斷吹掃效果，直至全部吹掃合格。

2.4.2 系統蒸汽供應到位，統籌合理

停工吹掃期間，1.0 MPa蒸汽供應較好，管網壓力基本在0.80 MPa以上，得益于以下幾點：

1）投用了裝置1.0 MPa蒸汽專線，在4月12日停工第二天，配合動力廠投用進裝置蒸汽專線，確保裝置吹掃蒸汽供應充足。

2）調度協調較好，調度處和各部門前期準備工作到位，停工期間協調較好，確保了蒸汽的正常供應。

3）優化吹掃時間，合理統籌。停工期間，合理優化了吹掃用汽量，自身裝置用汽盡量保持平穩，另外盡可能的錯開和催化、焦化等裝置的用汽高峰。

2.4.3 嚴格把關，確保煮塔各項措施落實到位

為了確保煮塔效果，且減少含油污水的大量產生，嚴格把關各項措施落實情況，確保煮塔效果。

1）煮塔前確認塔底和側線集油箱液位拉空，無殘留液體。

2）煮塔開始階段，先從塔底給汽，確保全塔溫度控制不小于100℃，從回流泵打水進塔，小流量控制確保塔頂溫度不宜過低，進行洗塔，塔底液位上漲至40%左右時，停塔頂回流泵，防止產生大量含油污水。塔底液位建立后進行煮塔不小于10 h。

3）初餾塔煮塔1次，常壓塔煮塔2次，減壓塔煮塔2次，在煮塔結束后要確認塔底及側線集油箱含油污水排放干凈，再進行下一次煮塔。總結煮塔過程，其實沒有特別的技巧，就是要嚴格落實各項措施，確認執行到位。從本次塔器打開情況來看，煮塔效果較好，更重要的一點是煮塔產生的含油污水量控制較小。

2.4.4 輕油線吹掃合理利用現場流程，處理得當

停工吹掃期間，輕油線的吹掃基本在4月11日至4月12日完成，為了在安全的前提下完成吹掃任務，采取以下較好的措施：

1）停工開始階段，含油污水排放后路就受到了限制，為了降低在吹掃過程中產生大量含油污水，輕油管線吹掃一律選擇用蒸汽，有效的降低了含油污水的產生。

2）合理選擇吹掃后路。輕油線吹掃初期，后路至七垅輕污油罐，大量輕油趕至邊界后，將后路改至冷蠟至罐區線，大量過汽，直至吹掃干凈。這樣做即可防止大量輕油送至重油罐，又可防止大量蒸汽進入輕污油罐，且確保了吹掃質量。

3 結束語

從中石化某分公司的實際停工經驗來看，通過增加密閉吹掃流程，實現吹掃期間廢氣、污水的密閉排放，通過柴油和超級清洗、合理統籌和優化方案，降低吹掃難度和提高吹掃質量，通過化學清洗降低設備打開后的發生自燃的風險。從種種措施和效果上來看，完全可以做到在平穩和安全的前提下實現常減壓裝置的環保停工。