石化缘科技咨询 2017-11-07
本期内容由湖南天一奥星泵业有限公司冠名
摘要：本文主要对300 万吨/年渣油加氢脱硫装置2014 年停工检修使用化学清洗技术的情况进行介绍。选用某公司水基油垢清洗剂，对原料、分馏部分依次进行水置换、水循环、升温、加药剂循环、清水冲洗等处理，有效地清除了系统中的油垢、无机盐垢、锈垢及焦泥等污垢，死角清洗到位，管线清洗干净，消除了清洗系统内部的可燃气体、H2S、CO，为检修施工提供了安全的作业环境，加快了检修进度，达到了预期目的，同时该技术还具备环保、节能、高效的特点。
关键词：渣油加氢 化学清洗 停工检修
1、概述
300 万吨/年渣油加氢脱硫装置至2014 年4 月已运行到第四周期末期，设备内积存了大量的油污、硫化亚铁和硫化氢等有害物。这些物质会使冷换设备传热效果变差，尤其是大型装置管线较粗，系统流程复杂，采用传统的停工吹扫模式时蒸汽的用量很大，且难以将装置彻底的吹扫干净，达到预计的目标。加之装置员工的精简，装置停工时现场操作人员的缺乏尤为突出。为了在装置停工时节约蒸汽耗量，平衡全厂蒸汽用量，确保停工质量，最终采用某公司的水基全清洗技术。
该技术推出的水基油垢清洗剂清洗技术，清洗后的清洗液退回至污油储罐分离切水，剩余污油进行回炼，不产生浪费，从根本上解决了油垢的清除问题；同时避免了大幅度的憋压吹扫，降低了装置操作人员的劳动强度，缩短了停工检修时间，同时减少了停工时蒸塔等操作大量有毒有害气体就地排放带来的安全隐患及对环境的污染，实现装置的高效、环保、安全停工。
2、清洗剂机理及性质
本次化学清洗是通过有机溶剂溶解、络合、转化及其他作用使油垢从设备表面脱离的技术。利用现有流程和临时管线，将需清洗设备连接，建立循环流程，并在100±5℃循环20 小时，达到清洗目的。
3、清洗方案及执行
主要停工步骤包括：（1）以＜14℃/15 分钟降低反应器入口温度，按降温要求和降压要求将CAT 降至约350℃，系统压力降至8.0MPa，反应器进料量降至149t/h.列；（2）引VGO置换渣油并保持VGO 进料6 个小时，建立两系列运载油长循环；（3）按照运载油目标运动粘度50℃时15cSt 计算柴油量引入柴油；（4）粘度调整合适，改闭路循环后注入成膜剂；（5）循环成膜12 小时以上，炉出口温度140℃以下，进料量149t/h，催化剂成膜结束，停止反应进料，反应部分退油至分馏部分；（6）高压系统，循环氢循环冷却催化剂至50℃以下，停循环氢压缩机后，高压系统氮气置换至合格；（7）反应系统停进料后，在循环氢压缩机循环带油的过程中，原料部分引柴油置换进料和分馏部分，滤后罐改至分馏塔底泵入口，打通原料和分馏部分流程，拆热低分和汽提塔充氮盲板，用氮气控制好热低分、汽提塔顶压力，将蜡油和柴油退至分馏塔：（8）上游装置、罐区将原料线均扫至二系列滤前原料罐，启动原料油增压泵将原料系统中的油全部赶至滤后原料罐，压至分馏塔；分离部分的油按照从前至后的顺序全部赶至汽提塔，进入分馏塔；启动分馏塔底泵将污油全部外送；（9）低压部分进行化学清洗；（10）硫化亚铁钝化。
本次停检确定使用化学清洗技术首先是受全厂停检、吹扫蒸汽难以平衡的影响，故化学清洗替代传统蒸汽吹扫，确定实施化学清洗的部分主要包括两系列原料系统至滤后原料缓冲罐、低压分离系统至硫化氢汽提塔、硫化氢汽提塔顶回流系统、硫化氢汽提塔底至分馏塔、分馏塔底系统、分馏塔顶回流系统、分馏塔柴油侧线抽出和中段回流系统等。
化学清洗主要过程包括，二系列滤前原料缓冲罐用作一、三蒸馏、罐区扫原料线使用，液位高后开启二系列原料油增压泵，通过泵出口污油线直接送至污油系统。一系列滤前原料缓冲罐用作水冲洗及化学清洗使用，通过临时线引入除氧水，开启原料油增压泵备泵将除氧水送入两系列冲洗原料系统。原料系统冲洗干净后，在两系列滤后原料缓冲罐处将污水压至分馏塔底泵入口即分馏塔，启动分馏塔底泵将污水外送。汽提塔顶回流罐、分馏塔顶回流罐分别引入除盐水，冲洗汽提塔顶回流及石脑油外送系统和分馏塔顶回流及石脑油外送系统。装水至分馏塔，19 层塔盘积水后启动中段回流泵冲洗中段回流系统并经开工空冷外送，柴油塔积攒液位后启动柴油外送泵冲洗柴油系统。启动分馏塔底泵冲洗加氢常渣流程至空冷外送。热低压分离器使用反应部分余压扫至汽提塔，冷低分流程换热器全部低点将油排至地下污油罐。
水顶油过程中，主要注意确保装置进水水质中氯离子含量不高于25μg/g，各个塔、容器要保持低液位操作，防止大量油水在塔内返混延长置换时间和效果，所有换热器、控制阀、机泵的付线全都要稍开过水，备用泵的预热线也要打开过水，防止留下死角。当加氢常渣出装置处观察大量见水后，开始采样分析；采样点为各个循环流程的末端低点排凝，分析方法用100mL 量筒采集100mL 油水混合液，滴入破乳剂静置分层，以所采集的样品含油量不超过5%为合格。
水冲洗结束后，建立下图中各循环，通过分馏塔进料加热炉加热，在一系列滤前原料缓冲罐底加入清洗药剂，汽提塔顶回流罐、分馏塔顶回流罐补除盐水，形成化学清洗系统。开工空冷长循环：滤前原料缓冲罐至滤后原料缓冲罐至分馏塔底泵至开工空冷至滤前原料缓冲罐。长循环：滤前原料缓冲罐至滤后原料缓冲罐至分馏塔底泵至加氢常渣空冷至滤前原料缓冲罐。短循环：分馏塔底泵至产品渣油蒸汽发生器至冷低压分离器至分馏塔。
分馏塔底泵出口送至分馏塔顶回流罐，建立塔内液相回流，形成中段回流循环。柴油汽提塔内保存液位，最后以外送药剂的形式清扫存油。分馏塔底泵出口送至汽提塔顶回流罐，建立汽提塔液相回流清洗塔盘。
用分馏炉逐步升温，当系统循环温度高于60℃时（即各循环流程出装置处的温度），开始加入清洗溶剂，控制分馏炉出口温度到（100±5）℃，并维持稳定。加入水基油垢清洗剂，同时在分馏塔顶回流罐、汽提塔顶回流罐处增加备用加剂点。循环至8 小时后，分析循环液内的油含量，如果超过5%，进新水重新置换系统至油含量低于5%（按照水顶油步骤进行），然后继续清洗循环，每两小时采样分析一次，直至循环液内的油含量不再变化，即作为循环的终点，监控数据如图3。
化学清洗污水全部通过分馏塔底泵外送后，再次从滤前原料缓冲罐、汽提塔顶回流罐、分馏塔顶回流罐引水，进行水冲洗，将化学清洗乳化污水全部冲洗干净。循环结束后，用不低于70℃的清水冲洗整个系统流程，将系统内的乳化液快速排出系统，送至储罐，待各个系统排出装置处的COD 低于500ppm 时将各塔、罐液位送空，管线内存水排入含油污水系统。
4、总结与分析
4.1 本次停工化学清洗仍需改进的方面
（1）化学清洗水在塔、罐送空后即停泵，管线及换热器内仍存有一定量的水，需及时排放，防止静置时间过长，乳化液中油、水重新分层，达不到好的清洗效果。本次停工排水过程中发现原料及加氢常渣流程等重油管线导淋堵塞较多，疏通费时费力，故排水效率较低。应该在建立水循环过程中即确定各排水低点并进行试排及疏通。
（2）化学清洗过程中装置内各油泵打水，易超电流。为防止泵超电流关小流控阀控制流量，则泵出口至控制阀前流程上的换热器超过正常操作压力，且流量较小影响清洗效果。
4.2 化学清洗的技术优势
（1）清洗效果良好。经化学清洗后，各容器、换热器、管道内基本不存油，可以达到甚至超过蒸汽吹扫的效果，为检修过程的安全、绿色提供了有效保证，图4 为清洗后的换热器。
（2）节能效果显著。300 万吨/年渣油加氢装置为重油装置，按已有经验停工吹扫需低压蒸汽50t/h 左右。在全厂大停检的背景下，蒸汽平衡困难，如采用蒸汽吹扫方式，不但能耗较大，而且各装置使用蒸汽时相互制约，必定影响停工进度。
（3）节省大量人力。化学清洗过程与装置正常运行类似，主要是利用装置内各塔、罐压力等级和泵进行循环清洗，而不需要像蒸汽吹扫时反复憋压，大大减轻员工劳动强度。
综上，化学清洗技术在重油装置停工处理过程中的应用具有很好的前景，不但安全、环保的达到检修条件，还具有节能降耗、节省人力的优点；同时对新技术的应用也应结合现场实际，制定详细方案，充分考虑运行介质对流量、压力的影响。
参考文献：
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