延遲焦化裝置冷焦水密閉除臭技術應用

米鵬濤

(中國石化九江分公司，江西九江 332004)

延遲焦化裝置是煉油廠重油加工生產的重要裝置，其焦炭塔在冷焦和除焦過程中會釋放很多含硫的惡臭氣體。焦化裝置排放的廢氣含有硫化氫和揮發(fā)酚等，散發(fā)出惡臭，直接進入大氣嚴重污染周圍環(huán)境[1]。為此，某石化公司探索實施了冷焦水系統(tǒng)的異味治理。

1 現狀分析

1.1 改造前流程

改造前采用的是水出焦炭塔后進入冷焦熱水罐，進行焦粉沉降和重力除油,再經過濾器、離心、旋流分離器分離焦粉、油后，空冷冷卻降溫,水泵提升注水冷焦的循環(huán)處理流程。工藝流程見圖1。

焦炭塔運行到冷焦時，開啟冷焦水給水泵，從冷焦水儲水罐將冷焦水送入焦炭塔進行冷焦，焦炭塔溢流及放空水排入冷焦水溢流放空罐，浮油浮至水面，粉焦沉至罐底，冷焦水溢流放空罐中的水經冷焦熱水泵加壓后經過過濾器后，再進入離心分離器，使油和水與焦粉分離，油和水進旋流分離器，分出的油進污油罐，水則經過空氣冷卻器冷卻后回冷焦水儲水罐重復使用。冷焦水溢流放空罐中的浮油與旋流出的污油一起流入污油罐，脫水后污油通過污油泵送至全廠污油罐。污油罐中的水排入含油污水管網。冷焦水溢流放空罐中的焦粉與離心分離器分離出的焦粉進入一次沉淀池。

1.2 異味源分析

焦炭塔放水冷焦期間，塔頂的高溫溢流水及大量的高溫蒸汽夾帶著泡沫和焦粉排入冷焦水溢流放空罐，高溫溢流水含有較高濃度的油、硫、酚、氰、重金屬、雜環(huán)和稠環(huán)芳烴等有毒有害物質，會產生大量100 ℃左右的含硫蒸汽由呼吸閥揮發(fā)至大氣；水力切焦的過程中，焦炭經溜焦槽進入焦池時，會有夾帶著油氣、硫化物和焦粉的蒸汽排放至大氣；焦化的污水池和污油罐也會向大氣中排放夾帶油氣、硫化物的蒸汽。在切焦期間檢測污油罐呼吸閥排出廢氣硫化氫含量在10 mg/m3左右、非甲烷總烴在10×105以上，冷焦水罐呼吸閥排出的廢氣硫化氫最高達100 mg/m3左右、非甲烷總烴在10×104以上。上述焦化裝置排放的廢氣含有硫化氫和揮發(fā)酚等，散發(fā)出惡臭，直接進入大氣嚴重污染周圍環(huán)境。

圖1 改造前冷焦水工藝流程

2 改造方案及工藝特點

將冷焦水溢流放空罐、污油罐、污水池、溜焦槽等進行密閉化除臭改造，將除焦過程中排放的廢氣集中收集，經過廢氣一體化處理裝置，進行氣液分離，過濾焦粉，脫硫后達到國家GB14554-93《惡臭污染物排放標準》，即H2S≯0.35 mg/m3，CH3SH≯0.020 mg/m3排入大氣。設計處理量為500 m3/h。

2.1 工藝技術方案

a)在除焦溜槽上部增加廢氣收集罩1個，溜焦槽廢氣收集總管上增設軸流風機，將收集到的氣體引入廢氣一體化處理裝置。

b)將冷焦水溢流放空罐及污油罐呼吸閥上各增設廢氣收集罩1個，將含硫廢氣從收集罩引入廢氣一體化處理裝置。

c)引進一套廢氣處理一體化裝置。該裝置為撬裝設備，主要包括：液環(huán)泵機組、冷凝換熱器、油氣分離罐、脫硫罐A、脫硫罐B、梯子及檢修平臺、接線箱等設備。

2.2 改造后工藝流程

改造后的廢氣一體化處理裝置工藝流程見圖2。

圖2 廢氣一體化處理裝置工藝流程

2.3 改造后工藝流程說明

2.3.1廢氣收集

在冷焦水溢流放空罐、污油罐呼吸閥口、焦炭塔溜焦槽等向大氣排放含油、含硫、含焦粉蒸汽的地方分別安裝廢氣收集罩，使廢氣不再直接排入大氣造成環(huán)境污染。

2.3.2冷卻

由各個廢氣收集罩收集來的廢氣溫度不同，平均溫度在100 ℃左右，通過冷卻器將廢氣冷卻至25 ℃，具體來說，高溫廢氣從殼程中流過，冷卻水從管程中流過，達到換熱冷凝的目的。冷卻器廢氣出口連接油氣分離罐，在連接管路上安裝溫度計，監(jiān)控溫度是否在設計范圍內。

2.3.3油氣分離

油氣分離罐用來分離呈平衡狀態(tài)的液體和氣體，在這里含油污水與不凝氣分離，罐體內置液位控制計，當液位達到50%時，開啟罐體底部的排水閥，將含油污水送入含油污水處理系統(tǒng)進行后續(xù)處理。油氣分離罐后接真空泵，不凝氣在負壓的狀態(tài)下被吸入泵體，從而實現油氣分離。

2.3.4脫硫

在脫硫罐中，選擇性地將硫化氫、有機硫等惡臭組分吸附在其豐富的微孔中，然后在催化劑、助催化劑、氧化劑的協同作用下，與廢氣中含有的氧進行催化氧化反應，從而徹底去除惡臭物質，達到氣體脫臭的目的。對脫硫劑的要求：高硫容、高強度、壓降低、不含鐵、在操作條件下不會生自燃、遇水不粉化不板結、可吸附油氣及其他有機物。

2.4 改造后工藝的特點

a)該改造可在線進行，不影響生產。脫硫罐可串聯可并聯運行，填料可在線更換，脫硫劑安全可靠，市場上可選擇的較多。

b)操作方便，凈化度高，深層阻力小，適應性強，脫硫快，流量高；脫硫劑更換后由廠家回收。

c)充分回收利用，不產生固廢、廢水，無二次污染。

d)在冷焦水溢流放空水罐及污油罐上增設廢氣收集罩，廢氣收集罩罩于呼吸閥上，且不與呼吸閥形成密閉空間，雖然會導致部分空氣進入收集罩，增大裝置的負荷，但有效避免了水罐、污油罐抽負壓的安全隱患。

e)該設施使用不含鐵脫硫劑，不會產生硫化亞鐵自燃，避免了安全隱患。

3 改造后效果

焦化冷焦水密閉除臭設施投用至今已經兩年有余。實踐證明，設施流程簡單，凈化度高，脫硫快，流量高，無二次污染，現場環(huán)境空氣得到了有效改善。

對該裝置投用后廢氣排放情況進行了監(jiān)測，主要在焦化裝置冷焦和除焦時段，污染物排放量最大的時段，對冷焦水溢流放空罐收集罩、餾焦槽收集罩、污油罐收集罩的廢氣進行了檢測，在廢氣一體化裝置脫硫罐排放口下風向10 m處界區(qū)對環(huán)境空氣進行了監(jiān)測。結果見表1(表中標準限值取自GB14554-93《惡臭污染物排放標準》和GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》)。

從表1可以看出，含高濃度的H2S、SO2、CH3SH的廢氣，經除異味設施后，無組織排放廢氣下風向10 m處H2S、SO2、CH3SH的含量達到相關標準要求，現場惡臭明顯改善。

4 結論與建議

a)從運行效果來看，對焦化裝置的冷焦水設施進行了成功的密閉改造，脫臭效果好。

表1 廢氣一體化裝置監(jiān)測結果mg/m3

b)該設施為模塊化設計制造，撬裝設備，只需接口對接，安裝操作方便，可在線實施安裝改造，不影響生產。

c)脫硫罐可串可并，填料可在線更換，脫硫劑安全可靠。技術成熟度高，設備投資小，無二次污染，很好地解決了冷焦水惡臭污染問題，環(huán)保效益顯著。

d)鑒于該項目沒有考慮到對VOCs的去除，建議進一步完善改造，增加VOCs去除功能。