常減壓裝置快速環保停工退料新思路

關慶林

(中國中化控股山東昌邑石化有限公司，山東 昌邑 261300)

常減壓裝置作為龍頭裝置，在煉廠中占據重要地位。其停工退料有固有的一套步驟，粗放的停工方式往往會導致現場大量含油污水和廢氣的排放，嚴重時甚至可能影響周圍環境，給周邊居民帶來安全隱患，造成次生事件。隨著裝置日益大型化以及環保、安全等方面法規的日益嚴格，對常減壓裝置停工提出了更高環保的要求。

中國中化控股的某分公司常減壓裝置設計規模為5.0 Mt/a，設計加工原油為含硫低酸原油，裝置于2009年5月建成投產，按計劃已進行了6次停工大檢修。為了在本次停工期間實現密閉排放和安全快速退料，采取了各種措施和方案，整個停工過程無亂排、無亂放、無異味，實現了密閉吹掃和環?？焖偻肆贤＼?。

1 停工過程中存在的問題

1.1 停工退料不徹底

系統前期未采取柴油置換、鈍化清洗等措施，系統吹掃后殘留油泥及含油冷凝液，給停工期間的動火作業留下了一定的安全隱患。主要問題點集中在原油、蠟油、渣油換熱系統及常減壓爐爐管吹掃不徹底，物料殘留較多。

1.2 停工退油流程不合理

系統工藝流程長、設備大、管線粗，管道存在大量U型結構和副線結構，吹掃蒸汽壓力及溫度降低，吹掃時間過長以及蒸汽冷凝等增加了吹掃難度；停工退油時從前往后按照流程依次趕油，原油、初底油、常底油、渣油系統未分段進行吹掃退油，造成系統吹掃時間長且不徹底；停工退油過程中因吹掃比較集中，罐區為控制油氣揮發及罐內溫度對入罐閥進行控制，增加了吹掃難度；集中向塔內吹掃時各路給汽量大，造成塔內壓力升高，吹掃效果不佳；停工過程中協調指揮不統一，工序步驟未嚴格按照規程順序依次進行并落實到位，停工過程中次序混亂導致停工時間延長或達不到預期效果。

1.3 蒸塔、煮塔及煮罐效果不佳，存在油污殘留

蒸塔、煮塔時間短，各側線及塔底部未排凈，造成蒸塔、煮塔的不徹底。電脫鹽罐內煮罐排放時未排凈，排出的水發黑，說明油污清理不徹底。蒸塔、煮塔及煮罐過程未得到落實跟蹤，達不到預期效果。

1.4 停工過程存在的問題點多

常減壓爐爐管、常減壓塔中段回流管線在吹掃退油過程中溫度下降時極易產生水錘；電脫鹽系統停工時因容積大損失大量吹掃蒸汽，導致蒸汽系統壓力降低；各個系統掃線時間長，催化、焦化等裝置停工產生用汽高峰，導致蒸汽壓力不足；吹掃時間長，導致油品罐區產生大量油氣，既不符合環保要求，又埋下了安全隱患；停工的減壓塔開塔后，減三熱回流段填料清洗鈍化不徹底極易造成硫化亞鐵自燃。

1.5 停工過程環保措施控制不到位

停工過程中含油污水產生量大且溫度偏高，蒸汽吹掃及各塔吹掃時產生大量的含油污水，裝置含油污水的排放難度大；酸性水汽提裝置停工后污水直接排放至污油井，現場揮發性有機物(VOCs)異味大；停工后低點排凝殘存的油污滴漏，未有效回收。

2 改進措施

2.1 停工退料后引入柴油置換清洗，降低吹掃難度

引入柴油置換清洗，降低原油、渣油、蠟油換熱系統吹掃難度。在裝置停工時初餾塔、常壓塔、減壓塔塔底介質全部退凈以后，為將換熱系統內重組分油全部置換，從柴油罐區收柴油線倒引柴油，將柴油引入原油進裝置進料流量計閥組，從原油進裝置換熱器—初底油換熱器—常壓爐—常壓塔底—減壓爐—減壓塔底渣油換熱器依次進行全部置換，將置換介質退至原油罐區，直到減壓渣油出裝置線界區外見柴油后，置換完成，裝置開始改閉路循環進行柴油清洗；減壓系統柴油清洗置換，裝置罐區收柴油線串入減一中段油泵入口補柴線，開減一泵通過返塔線清洗減壓塔，通過溢流柴油置換減壓二中、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，主要采取了以下措施。

(1)柴油置換效果的好壞是流程吹掃成敗的關鍵。引柴油置換時，柴油流量不小于150 t/h，換熱網絡每路每臺換熱器進行逐個置換，現場有專人負責，從換熱器出口現場排污處進行排查。出口排污處見柴油后，開換熱器跨線置換3～5 min，再進行下一臺換熱器的柴油置換。換熱網絡置換分兩個支路，需要單路分別進行置換，直至每一支路見柴油后，再進行后續常減壓爐管、減壓渣油等系統的置換，確保每臺換熱器內柴油置換干凈。每隔2 h檢查常壓塔塔底、渣油換熱器E1010A/B、減渣出裝置采樣器處的置換柴油質量，如果太稠或顏色較深，則加大柴油置換力度，整個柴油開路置換耗時13 h[1]。

(2)控制柴油閉路循環量以保證清洗效果。為了達到更好的清洗效果，閉路循環量應不小于350 t/h，以確保管道介質流速。柴油閉路循環清洗時間則控制在24 h，以確保清洗效果。

(3)保證置換柴油性質。循環清洗所用柴油為催化柴油，催化柴油初餾點大于185 ℃，在循環清洗期間，系統溫度有效控制在130～180 ℃[2]，從而確保了清洗效果，且減少了塔頂含油污水的產生。

(4)減壓塔填料的清洗及循環系統的置換要徹底。減一中循環量不得低于100 t/h，減二中、減三中循環量不得低于300 t/h，否則起不到均勻清洗減壓塔填料的作用。

(5)柴油循環清洗控制注意事項。循環清洗過程中各塔底系統備用機泵要切換運行2 h以上；循環過程中為保證系統盲點的置換效果，各換熱器、控制閥副線閥均需稍稍打開，柴油循環20 min以上，脫前原油二路分支、脫后原油二路分支、初底油二路分支、常壓爐四路分支、減壓爐八路分支要逐一進行柴油過量，再同時過量;視柴油質量變化情況控制清洗時間，整個清洗過程結束后蒸汽吹掃4 h，并檢查吹掃情況。

2.2 停工密閉吹掃優化

貫通吹掃是停工過程的關鍵環節，此環節直接影響停工后的安全環保檢修工作。應優化吹掃時間，合理統籌，優化吹掃用汽量，自身裝置用汽盡量保持平穩；盡可能地錯開催化、焦化等裝置的用汽高峰，通過調度提前安排協調，確保蒸汽壓力不低于0.7 MPa。

在以往停工檢修中，吹掃換熱器均為正向吹掃，而原油換熱系統為低進高出結構，吹掃難度較大，且反復退油會造成后路吹掃不凈。為避免這種現象發生，通過優化將原油系統進行分段吹掃。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?？焖儇炌ê挖s油，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走保證主路暢通，另一方面可確保蒸汽和主線溫度。側線油吹掃與原油線吹掃要同步進行，防止管線、設備溫度降低后產生大量冷凝水，造成管道水錘風險，增加吹掃難度。

2.2.1 原油系統吹掃優化

原油線入初餾塔前分兩路給汽，倒吹入罐，快速貫通退油后，再自前向后吹掃至初餾塔，根據管線換熱器吹掃情況自前向后依次增加注汽點單獨吹掃，吹掃時開換熱器副線10 min，吹掃完成后將檢查合格的換熱器的注汽關小或關掉注汽點，電脫鹽系統單獨切除處理。吹掃過程中每路反復憋壓吹掃[3]，直至末端換熱器檢查吹掃蒸汽不帶油為止。

脫前脫后原油換熱流程吹掃示意見圖1。

圖1 脫前脫后原油換熱流程吹掃示意

2.2.2 初底油系統吹掃優化

初底油系統換熱器流向為下進上出，為確保將設備內的油快速退凈，吹掃自初底油末端換熱器E1014A～D給汽，打開初底油泵P1002A/B出入口跨線閥門，將換熱器及管線內存油趕入塔內，在初餾塔T1001入塔前換熱器E1035A/B內過蒸汽后，關閉初底泵P1002AB出口閥，由初底泵出口給汽開始正向吹掃，正向吹掃時換熱器自前向后依次給汽，直至合格。初餾塔內存油通過初底油泵經污油線轉入污油罐區。

常壓爐爐管吹掃需單獨集中吹掃。為降低吹掃難度，防止爐管內蒸汽冷凝存水水錘，爐膛內保留4～5個燃料氣火嘴，控制爐膛溫度在350 ℃左右，穩定爐管溫度在150 ℃以上，以便于快速退油。每路爐管單獨憋壓吹掃，分別逐一滾動進行，每路觀察爐出口溫度曲線，溫度上升至蒸汽溫度后，說明支路暢通。

初底油系統吹掃示意見圖2。

圖2 初底油系統吹掃示意

2.2.3 常底油系統吹掃優化

常壓塔塔底渣油系統掃線由常底泵A/B出口給汽吹掃減壓爐爐管，吹掃時保留4～5盞長明燈，爐出口溫度穩定在150 ℃以上，以便于快速退油，同時防止爐管積水水擊增加吹掃難度。吹掃時每兩路一組滾動憋壓吹掃，每路觀察爐出口溫度曲線，溫度上升至蒸汽溫度后，說明支路已暢通。減壓渣油循環線，過汽化油線給汽吹掃退油至減壓爐管。爐管管線退油吹掃時減壓塔末級抽空器暫時處于開啟狀態，減壓塔保持負壓以提高吹掃效率，爐管貫通吹掃完畢后減壓塔緩慢恢復正壓。常壓塔塔底污油通過常底泵退油至污油罐區。

常底油系統吹掃示意見圖3。

圖3 常底油系統吹掃示意

2.2.4 減底渣油系統吹掃優化

減壓塔塔底油退凈后，關閉減底泵出口閥，剩余減底污油由減底泵轉至污油罐區。減底渣油系統由減底泵A/B同時注汽正向吹掃后續流程，流程貫通后再逐臺注汽吹掃，直至合格。

減底渣油系統吹掃示意見圖4。

圖4 減底渣油系統吹掃示意

2.3 停工期間煮塔、煮罐優化

2.3.1 煮塔優化

為了確保煮塔效果，減少含油污水的大量產生，需嚴格把關各項措施的落實情況。煮塔前首先要確認塔底和側線集油箱液體徹底排凈，無殘留；煮塔開始階段，先從塔底給汽，確保全塔溫度不低于100 ℃，從回流泵打水進塔進行洗塔，流量不宜過大，以確保塔頂溫度不過低；洗塔時將側線及塔底排凝打開，將塔內殘留沖洗1～2遍，關閉各排凝點，塔底液位上漲至30%左右時，停塔頂回流泵；塔底液位建立后進行煮塔，時間不低于10 h，初餾塔煮塔2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，煮塔油水轉入裝置內重污油罐進行沉降切水。

2.3.2 電脫鹽罐停工退油后蒸罐、煮罐處理優化

為保證停工期間蒸汽供應，裝置在停工前3天依次切除1#、2#電脫鹽罐，停電脫鹽上下電場供電，開反沖洗泵向罐內注入新鮮水,依次水頂原油至下一級罐置換，待下一級罐油水界位上升后多置換10 min以上，關閉罐出口閥，打開罐頂放空開始排水。3#電脫鹽罐帶裝置完全停工后切除單獨排水退油處理，電脫鹽退油通過渣油低溫水冷卻器冷卻后送至罐區。蒸罐、煮罐時為避免現場蒸汽排空，打開安全閥副線，使電脫鹽蒸罐油氣排放至初餾塔內。煮罐前將1#、2#、3#電脫鹽罐內蒸罐殘液排凈，控制罐內溫度不低于100 ℃。罐內開始用上沖洗進行反沖，排凈含油污水，再開下沖洗反沖，連續操作2～3次，關閉罐排水閥，自反沖洗泵注入新鮮水，打開現場液面管排水閥觀察罐底進水情況，見水后停反沖洗泵，自罐底退油線注汽開始煮罐，煮罐時間不低于10 h，連續煮罐2次，將含油污水排凈，再進行水洗罐降溫，直到排水為清水方達到合格。

2.4 減壓塔液相鈍化優化

減壓塔為填料塔，長周期運行后硫化亞鐵在填料層富集，減三熱回流段填料層在歷年停工時均發現溫度升高問題，氣相鈍化不能將硫化亞鐵充分鈍化，液相鈍化效果是減壓塔停工的重中之重，填料清洗鈍化不徹底極易造成硫化亞鐵自燃[4]。

液相鈍化在蒸塔、洗塔結束后進行，鈍化前將減壓塔自減一返塔線注水水洗2～3遍，以各側線集油箱內排水清澈為準，塔內溫度不高于60 ℃，拆減一泵B過濾器，接硫化亞鐵鈍化劑，按劑水質量比為1∶10的比例在槽內配好,利用臨時管線建立減一線泵出口→減壓塔頂→減壓塔底→減壓塔底泵入口→減一線泵入口的大循環，然后開啟減二中、減三中循環泵，分別建立循環，循環保持10 h結束。減壓塔液相鈍化流程示意見圖5。

圖5 減壓塔液相鈍化流程示意

在清洗過程中每1 h采一次樣進行pH測定和顏色觀察。pH為7.5～8.5時，鈍化液顏色由紫紅變化為暗紅或土黃色,說明鈍化合格[5]。為保證鈍化效果，鈍化減一中循環量不低于120 t/h，減二、減三中循環量不低于300 t/h，循環時間不低于12 h。鈍化結束后由減一泵通過循環線打水洗塔降溫，將塔內溫度降低至30 ℃以下，開塔底過濾器及塔頂放空，塔內形成自然通風降溫，觀察塔內溫度變化，溫度先是呈現下降趨勢，待溫度穩定后開塔內頂部及底部人孔通風。通風過程中實時記錄分散控制系統(DCS)塔內溫度變化。通過以上鈍化及控制措施，停工后減壓塔未發現硫化亞鐵自燃現象。

2.5 退水流程優化

密閉吹掃后，系統油氣密閉排放，塔頂系統冷凝器處于滿負荷投用狀態，會產生大量的蒸汽冷凝水，停工前期含硫污水產生較多，酸性水同時輸送至酸性水汽提裝置，酸性水汽提裝置停工后，產生的蒸汽冷凝水無法回收，排放至污水溝會產生VOCs揮發，造成環境污染。為解決這一難題，將裝置酸性水并入電脫鹽排水冷卻器前，經電脫鹽排水線進入污水處理系統[6]，將蒸汽冷凝水排水溫度冷卻至40 ℃以下，產生的廢氣進入油氣回收系統，避免了裝置內異味的產生。

3 結語

隨著安全、環保要求的日益嚴格，密閉吹掃、廢氣污水密閉排放回收給停工工作帶來了巨大挑戰。通過柴油清洗、合理統籌優化方案，充分降低了吹掃難度，提高了吹掃質量，化學氣液相注劑鈍化降低設備打開后的發生自燃的風險。對停工中遇到的問題根據實際情況逐一研究對策解決，打破原有的固定思維，充分利用現有技術，提出創新思路。從試驗效果來看，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退料。