大型炼油厂首次绿停工检修难点分析及对策

李建国;曹红斌;孙守华

【摘要】针对国内某大型炼油厂首次停工检修技术难点,诸如:硫磺回收装置二氧化硫排放超标、新时期环保要求“气不上天,油不落地”、系统高温重污油管线密闭吹扫、硫化亚铁自燃风险及胺液系统回收储存难度大等,分别采取硫磺回收装置“热氮吹硫”、“密闭煮塔”、延迟焦化装置放空系统增设接收全厂吹扫污油线,钝化清洗及胺液提浓等措施,实现了首次绿停工检修.

【期刊名称】《炼油技术与工程》

【年(卷),期】2019(049)006

【总页数】5页(P36-39,45)

【关键词】绿停工检修;热氮吹硫;钝化;清洗;胺液

【作者】李建国;曹红斌;孙守华

【作者单位】中化泉州石化有限公司,福建省泉州市362103;中化泉州石化有限公司,福建省泉州市362103;中化泉州石化有限公司,福建省泉州市362103

【正文语种】中文星空轮

随着国内炼油企业加工高硫原油比例的增加以及油品质量控制标准的提升，炼油企业面临的污染物排放压力越来越大。尤其是各装置在停工检修过程中，受原料及加工方案的影响，装置产生大量的气体、油品和污水，如果处理不当，大量油气排放至大气，造成环境污染。因此，如何实现绿停工检修是当前大型炼油企业亟待解决的问题。

国内某大型炼油厂的炼油项目以“常减压—渣油加氢—催化裂化—加氢裂化—延迟焦化”为加工工艺路线，设计加工科威特高硫原油[1]，第1周期安全平稳运行1 400多天。针对首次绿停工检修过程存在的难点，公司严格按照绿停工检修要求，开展停工环保风险分析，制定专项风险控制实施方案，做到油气全部密闭环保处理，保证了停工检修过程环保达标，实现“气不上天,油不落地”，为同类大型炼油企业提供了技术借鉴。

1 技术难点

1.1 硫磺回收装置二氧化硫排放超标

380 kt/a硫磺回收装置是炼油项目的配套项目，采用两级克劳斯(Claus)转化+无在线炉尾气还原吸收(SSR)工艺，由四个系列的制硫单元和两个系列尾气处理单元组成[2]。硫磺回收装置在停工吹硫过程中，不论采用传统的瓦斯吹硫，还是采用新兴的酸性气完全燃烧吹硫，烟气中二氧化硫浓度均严重超标，同时燃料气吹硫易析炭污染催化剂。酸性气完全燃烧吹硫易导致反应器床层严重超温，造成催化剂失活。保证吹硫期间烟气达标排放，同时保证系统吹硫效果，是此次硫磺回收装置停工检修过程主要难点之一。

1.2 新时期环保要求

随着炼油企业大型化、集约化，装置间相互关联度增加。炼油装置停工吹扫会夹带大量含硫、含氨的废气、污水和污油，污染环境。为符合环保标准，停工检修过程的“密闭吹扫”面临更大的挑战[3],尤其是塔器,经过多年运行，即使停工过程将存油退干净，其器壁及内构件上仍会附着少量存油及硫化物，传统的煮塔是采用底部给蒸汽，顶部放空。虽然器壁及内构件上的残油被吹扫蒸汽携带至大气，但现场排放会产生大量有味道的油气，导致大气污染。

1.3 系统高温重污油管线密闭吹扫

挤压爆破炼油企业加工原油日益重质化、劣质化，装置停工检修难度增加，尤其是重油装置，如常减压、渣油加氢、延迟焦化以及加氢裂化装置，停工吹扫难度大、蒸汽耗量大，而且污染物不易处理。对于重油系统管线，常规做法是在吹扫前通过从罐区引入柴油或是返回自产柴油进行置换，当重油管线出装置处出现柴油后，改为装置闭路循环，但在最后重油管线吹扫过程中，大量携带油气的蒸汽进入罐区，高温重污油系统面临负荷过大和罐区出现异味等问题。另外，系统高温重污油管线是全厂所有含重油装置退油和吹扫的后路，使用频繁，任务重，管理难度大。

1.4 硫化亚铁自燃风险

油品中的硫对管壁发生腐蚀，生成硫化亚铁。在设备停工检修阶段，若不采取有效预防措施，硫化亚铁与空气中的氧气会迅速发生氧化反应，释放出大量热量，并形成连锁反应，使温度迅速上升，引发自燃，进而引起火灾和爆炸等事故。传统的预防硫化亚铁自燃的措施主要有：隔离法、清洗法以及钝化法等[4]。该炼油厂设计原料为科威特原油，硫质量分数高达2.75%。生产过程中，加氢反应产物富含硫化氢，硫化氢和装置塔容器及管线接触

后易反应生成硫化亚铁，消除塔容器硫化亚铁是绿停工检修难点之一。

1.5 胺液系统回收储存难度大

全厂胺液系统按富液来源分为非加氢型、加氢型及硫磺尾气胺液系统等3个系统，并对应其配套的溶剂再生系统。正常运行期间，全厂胺液系统总量约4 000 t，而溶剂再生系统贫液储罐的有效罐容仅3 000 t，还要考虑停工期间胺液系统将产生大量的高浓度冲洗液必须进行回收、储罐储存胺液时的安全高度要求、硫磺尾气的胺液不能与其他两个系统的胺液互混互用等因素，因此在当前胺液浓度下，溶剂再生系统现有的罐容不能满足停工检修期间胺液储存要求。

2 解决措施及效果

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2.1 硫磺回收装置“热氮吹硫”

借鉴同类装置成功应用经验[5]，硫磺回收装置停工期间采用“热氮吹硫”方案：以氮气为主吹硫，将系统的硫磺携带至液硫池和加氢反应器，同时配以合适的风量使反应器床层及系统管线积存的FeS自燃，吹扫过程气按正常流程，经尾气系统加氢反应并胺液吸收后，净

身份证保护化尾气经焚烧炉焚烧达标排放，流程见图1。参照类似规模硫磺回收装置吹硫期间的氮气量及实际吹硫效果，停工检修前，保留原有氮气线流程，同步实施“自硫磺回收装置制硫单元管廊氮气总管新接管线至各列制硫炉前蒸汽线”的技改措施。在热氮吹硫过程中，所需氮气量按传统“燃料气当量燃烧吹硫”产生的过程气量折算，少量燃料气当量燃烧用于维持系统吹硫温度。

图1 硫磺回收装置“热氮吹硫”流程Fig.1 Process flow of hot nitrogen blowing sulphur for sulfur recovery unit

全厂停工期间加工低硫原油，同时四列硫磺回收装置错开停工，辅以“热氮吹硫”流程，装置停工吹硫过程中，烟气中二氧化硫质量浓度平均在260 mg/m3，低于排放新标准400 mg/m3，避免了大量高浓度酸性气长时间排放，保护了环境。

2.2 “密闭煮塔”

参考其他炼油厂检修成功经验，并结合公司的特点，组织制订了《绿大检修停工方案总体控制要求》。对吹扫过程中吹扫介质、走向，系统管线吹扫原则及吹扫标准等作了详细规定，各装置按总体要求细化了吹扫方案。折叠音箱

装置停工处理过程中，先进行系统水洗，再用蒸汽吹扫贯通，减少蒸汽吹扫过程产生的油气量。如图2所示，煮塔时，各系统放空全部关闭，在设备和管线底部接蒸汽，吹扫蒸汽经塔顶空冷器和水冷器冷却后进入分液罐，分离出来的水排入污水系统，油进入污油回收系统，不凝气排入低压瓦斯管网。

各装置吹扫结束前对排放气体进行检测，检测项目包括烃、H2S等主要污染物含量，检测结果经生产人员、技术人员及HSE人员三方共同确认后方能停止吹扫，对外排放泄压。吹扫期间全厂设置200多处监测点，随时监控厂区大气状况，保证吹扫过程不扰民。停工吹扫期间下风向厂界监测点分析结果见表1。

图2 “密闭煮塔”流程Fig.2 Process flow of airtight boiling tower

2.3 延迟焦化装置放空系统增设接收全厂吹扫污油线

此次停工过程实施“放空系统增设接收全厂吹扫污油线”技改技措项目，即：延迟焦化装置放空系统增设接收全厂吹扫污油线及退油线，使延迟焦化装置放空塔系统满足接收全厂吹扫重污油并冷却条件，同时将各冷却物料送至相应的罐区或下游装置。

表1 停工吹扫期间下风向厂界监测点分析结果Table 1 Results of downwind plant boundary monitoring points during shutdown purging mg/m3项目指标制氢边界中控区空分南厂界厂前区非甲烷总烃≤4.000.920.870.940.41二甲苯≤0.300 00.002 10.002 40.001 90.004 9苯≤0.800 00.002 40.001 50.001 70.001 9甲苯≤0.600 00.004 60.004 00.001 90.003 7乙苯0.000 80.001 00.000 90.002 4对二甲苯0.000 50.000 6<0.000 50.001 2间二甲苯0.001 00.001 20.000 90.002 4邻二甲苯0.000 60.000 60.000 60.001 3苯乙烯<0.000 5<0.000 5<0.000 5<0.000 5硫化氢≤0.010<0.007<0.007<0.007<0.007

技改技措流程见图3。系统高温重污油管线增加至延迟焦化装置放空塔入口管线，停工期间各装置吹扫污油自柴油以下组分进行切割，直接吹扫至放空塔内，经过放空系统冷却，分别将塔顶冷凝的污水送至硫磺酸性水汽提装置，燃料气和其他不凝气气体送至低压火炬系统，塔底冷却的重污油送至低温重污油罐，实现吹扫介质全密闭排放。

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