榆林炼油厂渣油催化裂化的清洁生产

榆林炼油厂渣油催化裂化的清洁生产榆林炼油厂渣油催化裂化的清洁生产 魏锦荣魏锦荣 延长石油集团榆林炼油厂催化车间延长石油集团榆林炼油厂催化车间 陕西陕西 靖边靖边 摘摘 要要 本文分析了榆林炼油厂常压渣油催化裂化本文分析了榆林炼油厂常压渣油催化裂化 采用采用 MIPMIP 技术技术 生产中的主要污染源生产中的主要污染源 阐述了阐述了 清洁生产的重要性和紧迫性清洁生产的重要性和紧迫性 介绍了该厂的技术优势介绍了该厂的技术优势 还特别分析了该厂目前清洁生产中还特别分析了该厂目前清洁生产中 存在的缺陷及部分技改措施存在的缺陷及部分技改措施 并提出了未来发展的改进方向并提出了未来发展的改进方向 具有现实的参考意义具有现实的参考意义 关键字关键字 催化裂化催化裂化 清洁生产清洁生产 环境保护环境保护 MIP MIP 降烯烃降烯烃 改进方向改进方向 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应 用于生产过程和产品中 以期减少对人类和环境的风 险 从本质上来说 清洁生产就是对生产过程与产品 采取整体预防的环境策略 减少或者消除它们对人类 及环境的可能危害 同时充分满足人类的需要 使社 会经济效益最大化的一种生产模式 我国催化裂化汽油约占成品汽油的 80 催化柴 油约占成品柴油的 1 3 然而由于催化裂化生产的原 料中含有较多的硫 氮 氧等非烃类物质 在生产过 程中将转移到产品 催化剂 工艺废水中 有的随烟 气和催化剂粉尘排放到周围环境中 造成污染 此外 大功率运转机械及气体防空等 又会造成严重的噪声 污染 因此 催化裂化面对的环保压力很大 进而对 我们实施清洁生产来说也是一个严峻的考验和挑战 延长石油集团榆林炼油厂 180 万吨 年催化裂化装置 于 2011 年 6 月 22 日试运投产 装置包括主风机组 反应再生 分馏 吸收稳定 气压机组 烟机余热锅 炉 汽油脱硫醇 液化气脱硫及溶剂再生等单元 配 套设施有硫磺回收 酸性气焚烧炉 酸洗水汽提及污 水处理系统等 为了有效降低污染 我厂摒弃 先污 染 后治理 的末端治理模式 立足源头控制 积极 实施生产的全过程控制 最大限度的削减污染物的产 生和排放 取得了显著的经济效益和环境效益 1 1 装置的主要污染源装置的主要污染源 1 1 废液 1 含硫污水 装置内分馏塔顶油气分离器 气压机出口油气分 离器 稳定塔顶回流罐和溶剂再生等产生含硫污水 其中硫主要以 H2S RSSR RSOH 噻吩等形式存在 2 含油污水 机泵排水 油品采样冷却排水 清洗设备和厂 房排水 主要是汽 柴油和润滑油的轻微排放 3 含盐污水 余热锅炉及产汽系统 主要指外取热 油浆蒸 汽发生器汽包 的排污水 主要盐分为 Na3PO4 CaCO3 MgCO3等 4 污油 分为清污油和重污油 主要来源于停工时设备 排净 管线吹扫等 1 2 废气 正常生产时 从烟囱排出 m3n h 的再生烟气 其中含有少量的 CO SOx NOx 粉尘等有害物质 还 有部分的放空油气和乏汽 1 3 废渣 为了维持催化剂平衡活性 需要定期卸出少量催 化剂 但已经证明除了产生的粉尘污染外 该催化剂 对环境无害 产品精制单元中汽油脱硫醇过程中会产 生碱渣 对环境的破坏性很大 1 4 噪声 主风机组 气压机组 油泵 空冷风机 调节阀 各种临时放空及持久放空 除氧器放空蒸汽 产生的 噪声污染十分严重 超过了 90 分贝 表 1 榆林炼油厂催化装置污染源汇总表 2 MIP2 MIP 工艺技术在清洁生产中的优势工艺技术在清洁生产中的优势 榆林炼油厂 180 万吨 年催化裂化装置采用洛阳 石科院设计的 MIP 工艺 该工艺将提升管反应器分成 2 个反应区 第一个反应区采用高温 高剂油比 短 接触时间 其苛刻度要高于催化裂化反应 在短时间 内使重质原料油裂化成烯烃 并减少低辛烷值的正构 烷烃组分和环烷烃组分 第二反应区为具有一定高度 的扩径提升管 待生催化剂从反应沉降器循环一部分 回到第二反应区 与通人的冷却介质 例如粗汽油 混 合以降低反应温度 延长反时间 抑制二次裂化反应 增加异构化和选择性氢转移反应 部分烯烃裂解为丙 烯 从而有利于异构烷烃和芳烃的生成 弥补因烯烃 减少导致的辛烷值损失 最终使汽油中的烯烃含量降 低 而汽油 RON 基本不变 MON 略有提高 MIP 工艺目前已在高桥 安庆 镇海 九江 黑 龙江等 10 余家石化企业进行工业应用 应用结果表 明 该工艺可使汽油烯烃下降 10 18 个百分点 辛 烷值基本不变或略有增加 汽油的硫含量相对下降了 15 20 诱导期显著增加 汽油质量明显好于常规 的提升管反应器 榆林炼油厂采用 MIP 工艺技术 生产的汽油品质如下表 2 所示 烯烃含量平均为 28 12mg L 符合国家的燃油规范 表 2 榆林炼油厂正常生产时的汽油品质 生产日期烯烃含 量 芳香烃含 量 苯含 量 蒸汽压 稳汽 2011 9 2032 814 50 065 3 2011 9 2227 214 20 056 5 2011 9 262714 60 079 2011 9 272417 30 048 4 11 10 12714 60 3172 3 11 10 927 215 60 071 7 11 11 130 815 30 375 8 11 12 128 414 10 575 6 12 01 128 714 60 3878 平均值 28 1214 980 1669 18 3 3 采取的清洁生产措施及效果采取的清洁生产措施及效果 3 1 添加助剂 金属钝化剂的使用可有效地减轻重金属对催 化剂的毒害 而使催化剂不失去活性和选择性 进而保证较好的产品分布 还可以减轻硫化物对 产品质量的影响 排放介质污染源排放方式排放量有害成分 再生烟气烟囱连续 m3n h CO SOx NOx等 含硫污水分馏 稳 定 连续 25t h H2S COD 等 含油污水冲洗 采 样等 间断烃类 含盐污水汽包连续 5t h 无机盐等 污油采样间断烃类 废催化剂再生器间断 1259t a 废碱渣汽油脱硫 醇 间断有机碱液 噪声机泵 放 空等 持续 油浆阻垢剂的应用能阻止油料中的腐蚀产物 盐类和杂质颗粒的聚集沉积 减少无机垢的生成 减少对后续加工工艺和产品性质的不良影响 铂一氧化碳助燃剂可减少一氧化碳对大气的 污染 还可以提高催化剂的氢转移性能 进而降 低汽油细烯烃含量 延长诱导期 高效除氧剂的应用不仅提高了对除盐水的除 氧效果 还进一步降低了除氧水对设备的电化学 腐蚀 此外 还减少了无机盐及积垢的生成 使 得污水排放达标 3 2 再生烟气余热回收系统 催化裂化的再生烟气还有大量的热能 本装 置利用烟机回收了大部分热能用于发电和带动主 风机 大大的降低了能耗 提高了经济效益 此 外 高温烟气经余热锅炉回收热能产生蒸汽 用 于驱动汽轮机 经济效益显著 3 3 汽油脱硫醇技术 催化产的稳定汽油采用美国 Merichem 公司 的纤维膜接触器脱硫专利技术 脱除催化汽油中 的大部分硫醇性硫 不大于 10PPm 从而保证 了燃料的质量 降低对大气的污染 3 4 液化气脱硫 采用氨法脱硫工艺 利用复合型甲基二乙醇 胺 MDEA 溶剂 脱除液化气中的大部分硫化氢 不大于 343ppm 3 5 硫磺回收 联合三车间干气脱硫及硫磺回收装置 脱除 催化来干气中的大部分硫化氢 得净化干气 不 大于 0 5ppm 再采用美国的 Lo CAT 工艺 回 收硫磺 3 6 酸性水汽提 榆炼联合二车间 60 吨每时酸性水汽提装置 采用单塔低压汽提工艺 即在低压下采用单塔处 理酸性水 各装置来的酸性水经脱气 除油后 进入汽提塔的顶部 塔底用 1 0MPa 蒸汽加热汽 提 酸性水中的 H2S NH3被汽提 塔顶酸性气经 冷凝 分液后 凝液作为冷回流全回流回塔 酸 性气送至酸性气焚烧炉焚烧 塔底得到合格的净 化水 净化水质满足污水处理厂进水水质的要求 3 7 污水处理 催化裂化产生的含硫污水 酸性水 含盐 污水 锅炉废水及明沟污油水 采用隔栅 调节 罐 隔油 一级气浮 二级气浮 生物膜法 生 物好氧 沉淀 BAF 等工艺流程 除去污染物 达到国家排放标准二类一级后直接排入氧化塘 3 8 噪声防治 各放空蒸汽均设有消音器 各油泵的电机 均选用 YB 系列电机 符合 SH3024 95 的国家噪 音标准 4 4 装置目存在的缺陷及应对措施装置目存在的缺陷及应对措施 4 1 分馏塔底温度控制不灵活 装置原始设计油浆上返塔管径为 DN300 流量 设计为 500t h 油浆下返塔管径为 DN250 流量设计 为 250t h 加工量为 220t h 时 油浆上返塔流量为 260t h 下返塔流量为 250t h 返塔温度为 300 液相温度为 346 油浆下返塔调节阀已经全开 是 分馏塔底温度高而没有调节余地 若较低油浆返塔温 度 则保证分馏塔底气相温度正常的情况下 油浆上 返塔流量将会降低 使分馏塔脱过热及催化剂的洗涤 效果变差 严重影响装置的长周期运行 所以大修期 间将油浆下返塔管线直接接至油浆蒸汽发生器 E1209ABC 之后 有效地降低了油浆下返塔温度 使 油浆下返塔流量降低 确保分馏塔底温度调节灵活 此外 还可以有效防止分馏塔底结焦和催化剂的洗涤 效果 4 2 空气预热器积灰严重 空气预热器的换热效果差 降低了加热炉的热 效率 这就严重增加了风机的负荷和瓦斯的耗量 大 修期间在预热器上部增设 12 台激波吹灰器 换热效 果有所改善 但是 此次技改没有考虑到催化剂粉尘 的沉积问题 而将吹灰器安装在预热器的上部 吹灰 效果也不是很好 如果能将吹灰器安装在预热器的下 方 吹灰效果会更好 换热效果也会加强 这样进入 加热炉的空气温度升高 会有效地提高加热炉的热效 率 进而降低 4 4 降压孔板压降过大 三选出口至降压孔板烟气压降过大 导致这段 管线限速过大 严重冲刷了内表面的耐磨衬里 运行 过程中 管线超温可达 600 摄氏度 造成了严重的的 安全隐患 2012 年大修中堵了部分孔板 旨在减小 这段管线内烟气的线速 检修后 此段管线再未出现 超温现象 不仅降低了热量的浪费 还延长了管线的 使用寿命 4 5 中压蒸汽品质差 装置试运行期间 除氧水溶解氧超标 2 4mg L 仔细检查发现除盐水进口与凝结水进口 接反 导致除盐水没有经过旋膜层除氧 由于除氧水 不合格 中压蒸汽质量不合格 进而影响了四机组汽 轮机和气压机汽轮机的运行效率 其中气压机汽轮机 由于结构严重被迫停机检修一次 停机三天大致损失 达 1000 万元人民币 检修技改后 除氧水溶解氧合 格 蒸汽品质改善 两汽轮机运行效率一直良好 5 5 存在不足及改进意见存在不足及改进意见 5 1 除氧器乏汽放空的回收 由于催化裂化余热巨大 所以需要大量的除氧 水来生产蒸汽 那么大量的除氧器乏汽及定排和连排 乏汽的直接排放就造成了能源的浪费 建议采用以下 工艺回收 a 用化学软化补充水 常温 作为工作水 经过 抽吸动力头 射水抽汽器 的作用 将除氧器排汽冷凝 成水 补充水被加热 热水进入气液分离装置 被分离 的氧气经过排除装置自动排出 工作水在液位控制器 的作用下 经过升压泵打到除氧器进水总管中 b 用真空泵将除氧器排汽抽入表面式排气冷凝 器 新增设备 使用凝结水泵出口水进行换热 温度 升高后回凝结水给水箱 除氧器排汽冷凝后进入汽液 分离罐进行二次分离 除氧水经过 U 型水封后进入凝 结水泵入口 如石家庄化纤公司加氢车间采用闭式凝液回收 技术 成功的将低压凝液回收 使其在罐内闪蒸后将 闪蒸汽回收再利用 同时停掉了闪蒸汽外排所使用的 冷却水 有效地降低了能源的浪费 提高了资源利用 率 5 2 汽油精制后携带碱液问题 汽油脱硫醇后有带碱液的情况发生 根据运行 参数显示 当汽油沉降罐界位小 40 后 界位通常呈 直线下降趋势 大修期间打开容器检查发现 汽油碱 洗沉降罐的汽油碱液隔栅下部边缘有腐