摘要：随着我国可持续发展战略及发展循环经济思路的提出，清洁生产工作逐渐细化深化，作为经济结构调整、增长方式转变的突破口和重要措施，其地位显得愈发重要。本文简单介绍了清洁生产技术在延迟焦化装置的应用，首先，介绍了延迟焦化装置特点，对危害及延迟焦化工程技术进展进行了分析，并提出相关的措施。
关键词：延迟焦化；清洁生产；节能降耗；
1 延迟焦化装置特点
延迟焦化装置是炼油二次加工装置，装置原料为减压渣油，主要产品为汽油、柴油、蜡油，换热网络是装置重要的工艺部分之一。装置具有换热流程长，换热设备多，管线管径大，停工吹扫难度大的特点。原油中含有的硫、盐及酸性物质，使系统腐蚀、结垢现象明显装置停工过程中，换热设备吹扫都会耗费大量蒸汽，仍吹扫不干净，重质油品和垢物不能得到有效处理，往往需要逐台换热器抽芯子，进行专业的高压水冲洗，再进行回装、试压，能源消耗量大，检修工作量大，成本高，严重影响装置的检修工期。
2 危害分析
延迟焦化装置是典型的重油加工装置，在生产过程中，重油、轻油垢、无机盐垢、锈垢及焦泥等，不断在塔盘、管线及设备表面沉积，引发塔盘效率降低，收率降低，生产过程能耗增加，设备热传导率降低，及产生腐蚀缩短设备寿命等一系列问题。同时，垢层也使设备内径变小，物料流动压降增大，操作周期缩短，严重影响正常生产。另外，污垢中的FeS是一种极不稳定的化合物，它与空气中的氧接触能发生强氧化还原反应，并放出大量的热量，从而导致油垢燃烧，损坏设备，引发安全事故。
3 延迟焦化工程技术进展
3.1 装置规模及主要设备大型化
装置大型化是降低单位加工规模投资和操作成本、提高生产效率和效益的重要措施。因此，延迟焦化装置的规模也逐步向大型化方向发展。国外的延迟焦化装置加工能力一般为2.0-6.0Mt/a，最大达到8.0Mt/a，单系列最大规模为2.5Mt/a。国内延迟焦化装置的加工能力一般为1.0-3.0Mt/a。中海油惠州石化公司延迟焦化装置为4.2Mt/a，该装置采用“两炉四塔”，是中国目前延迟焦化规模及单系列最大的装置。焦化装置大型化难题之一在于焦化塔的大型化。延迟焦化装置的焦炭塔要不断经受骤冷和骤热的变化。特别是在水冷过程中，环绕焦炭塔焊缝的金属刚性增强，导致焊缝周围硬度较低的金属鼓胀、变薄甚至产生裂缝。然而径向焊缝却不会发生此类问题。
3.2 安全环保与节能降耗
由于延迟焦化装置具有高温和间歇操作的特点，安全环保问题比较突出，频繁的焦化塔高温切换操作和水力除焦过程是引起焦化安全环保问题最多的环节。国内水力除焦一般以水力马达驱动，可有效减少噪音和保证钻杆的平稳性。水力除焦器的钻孔和切焦状态可在焦炭塔内自动切换。自动顶盖机和底盖机的应用，可缩短除焦周期，提高除焦作业的安全性。国外部分焦化装置采用密闭除焦，减少了污染。国内外使用旋流分离器用于延迟焦化的水处理系统，脱除水中的固体和焦粉，这可以减少对切焦水泵、阀门及管线的磨损。目前国内通过采用密闭吹气放空、密闭冷焦水处理和冷焦水循环利用技术使焦化装置污染大幅减少，但在石油焦储藏、处理、运输过程中，石油焦粉尘仍然会对环境造成恶劣影响。石油焦可采用密闭的储存和装卸系统，或者向焦炭上洒水或覆盖，减少焦粉的危害。延迟焦化采用高效空气预热器、变频调速电机、低温热利用、优化设计和操作降低延迟焦化装置的能耗。
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4 清洁生产技术措施
4.1降低燃料气消耗
延迟焦化装置加热炉余热回收系统设计采用热管式空气预热器，由于局部低温腐蚀和端热管结盐等问题，导致热管失效，造成加热炉排烟温度最高到250℃，而热空气入炉温度最低降至122℃，加热炉热效率远低于设计值。对此，改造措施决定采用先进的水热媒余热回收系统，以高压脱氧水为传热介质实现热烟气和冷空气之间的热量交换，保证热管表面温度均匀，通过控制脱氧水循环温度来调整排烟温度，从而避免了低温腐蚀和端热管结盐。另外，通过在加热炉辐射室采用纤维可塑性衬里，保证炉外壁温度在50℃以下；通过强化加热炉操作管理，保证炉膛含氧量控制在2%～3%。热空气入炉温度在150℃以上，有效地改善了加热炉的操作，提高了加热炉的热效率，降低了燃料气消耗。
4.2 乏汽冷凝水回用
装置乏汽主要由往复泵及甩油冷却器和凝结水扩容器产生，改造前产生的乏汽经冷凝后的冷凝液排入工业污水系统，这部分冷凝液的水质较好，直接排放造成了浪费，不利于装置的节能降耗。经技术改造，将乏汽改至一利旧换热器与循环水换热，冷却后进入焦池作为冷切焦水回用，减少向焦池补充的新鲜水量4t/h，按8400h/a生产时间计算，每年可节约新鲜水33.6kt。
4.3 降低电耗量
1）采用变频控制器。生产中受物料互供频繁变化和装置自身间歇性操作的影响，决定了装置生产中部分设备负荷变化较大。装置原料泵、加热炉风机、空冷器和压缩机等大功率用电设备或操作变化频繁的设备采用变频控制器，避免了“大马拉小车”的现象。实现了装置运行平稳和节能优化的目的。2）优化操作。通过对压缩机防喘振线优化，操作优化关闭了反飞动阀，避免部分瓦斯气体循环，降低压缩机电耗；通过优化除焦水水质，并且定期对除焦系统设备维护，降低除焦系统设备故障率，提高了除焦效率，缩短了高压水泵运行时间。平均每月可避免2次因故障拖延除焦时间，合计约4h，高压水泵功率为4000KW，故每月可节省耗电量约1.6×104 KW•h。
4.4污水回收
延迟焦化装置通过下水系统改造，不仅回收了高品质废水，还将冷焦时产生的高含油废水回收到焦池，除油后循环使用。年污水减排量为4.5万吨，并提高了外排污水的水质，有效地控制了污水造成的环境污染。
4.5 污油回炼
延迟焦化装置通过优化工艺流程，将焦塔预热时产生的污油掺进接触冷却塔做急冷油使用中进行二次加工，成功实现了甩油回炼，不仅增加了焦化产品的收率，也减少了二次污染。按每个周期回炼油量50吨计算，年污油回收量约为1.2万吨。
4.6 废气治理
针对废气排放量大的问题，通过优化工艺，在加热炉开始升温阶段，压缩机提前开机低速运转，根据升温速度和富气量提压缩机转速，保证分馏系统压力正常，压缩富气直接进吸收稳定系统充压，待系统运行正常后，干气直接外送，实现废气零排放量，节约了大量的资源，也降低了环境污染。
总结：延迟焦化装置通过实施一系列技术改造措施，取得了好的经济和环保效益，达到了节能降耗、减污增效的目的，实现了清洁生产。延迟焦化装置将清洁生产的理念应用于生产，取得了初步的成功，但是清洁生产是一项长期工作，是持续清洁生产工作的开始，必须长期开展。
参考文献：
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[3]王航空，雷亮，肖知俊，等.全清洗技术在延迟焦化装置分馏系统中的应用[J].石油与天然气化工，2011，40（1）：47-51．
论文作者:毛津陶
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/24
标签：装置论文; 加热炉论文; 设备论文; 操作论文; 系统论文; 石油焦论文; 清洁生产论文; 《基层建设》2017年第23期论文;