清洁生产在常减压装置的应用

中国石油华北石化公司500万t/a常减压蒸馏装置由中国石油华东勘察设计院设计, 为加工华北混合原油的燃料型常减压蒸馏装置。装置采用成熟的三级蒸馏 (初馏、常压蒸馏、减压蒸馏) 工艺, 电脱盐采用二级交流电脱盐技术, 主要产品为石脑油馏分、溶剂油馏分、柴油馏分, 同时提供常压渣油、蜡油、减压渣油分别作为催化裂化装置、溶剂脱沥青装置的原料。公司根据上级部署的清洁生产审核和绩效评定, 在常减压蒸馏装置开展了清洁生产审核, 筛选并实施约23项可行性方案, 取得了较好的环境效益和经济效益。

一、常减压装置清洁生产

1. 清洁生产的概念

清洁生产是指不断采取改进设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理、综合利用等措施, 从源头削减污染, 提高资源利用效率, 减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放, 以减轻或消除对人类健康和环境的危害。

2. 清洁生产标准

根据国家环境保护总局发布的HJ/T 125-2003《清洁生产标准石油炼制业》, 国内炼油厂全行业要达到石油炼制业的清洁生产标准, 同时, 常减压装置等三类装置要达到相应的清洁生产标准。清洁生产标准分三级水平, 分别是, 同类装置国际先进水平, 国内同类装置先进水平, 国内同类装置基本水平。其中三级指标为国内清洁生产基本要求, 是生产全过程采取污染预防措施所应达到的水平。

3. 常减压装置清洁生产标准及现状对比分析

(1) 常减压装置清洁生产标准范围

常减压装置的清洁生产标准包括两项定性要求, 三项定量要求, 其中定性要求是, 生产工艺与装备和环境管理, 三项定量要求是, 资源利用率和能耗, 污染物产生, 和产品质量。

(2) 常减压装置现状与清洁生产标准对比分析

国内的常减压装置采用的工艺是很接近的, 已经很成熟先进, 所以工艺与装备上只作定性要求, 三级水平是一样的, 采用初常顶、减顶不凝气回收技术, 加热炉采用空气预热及先进控制等节能技术, 采用DCS控制系统和密闭回收式采样系统。华北石化公司常减压装置已全部采用, 工艺比较先进。而装置现有的泄漏防护系统 (围堤、围堰) 、隔油池、火炬放空罐环保设施, 目前运行状况良好。

华北石化公司常减压装置由于设计工艺成熟先进, 又进行了多项用能优化改造, 综合能耗为10.41 kg标油/t原油, 处于二档水平。该装置新鲜水水耗为0.027t水/t油, 远小于一级水平的≤0.05 t水/t油, 这是由于, 该装置采用满足工艺要求净化水替代新鲜水作为注水及配剂用水所实现的。从标定的数据看, 这套常减压装置的原料加工损失率为0.175%, 处于二级档位。

常减压装置清洁生产污染物产生排查含硫污水, 含油污水, 和烟气, 其中含油污水和和含硫污水的单排量分别为43.8kg/t原料和26.3kg/t原料, 分别处以三档和一档水平, 常减压装置原料主要是原油, 因原油中含盐、含水, 工艺上专门设置了电脱盐罐进行原油的脱盐脱水操作, 此生产操作会产生较大量的含油废水。从环保监测数据看, 含油污水的含油量为200mg/l, 不及三档水平, 含硫污水的含油量为151 mg/l, 处于三档水平, 偏高, 而加热炉烟气SO2含量47.5mg/Nm3, 处于一档水平。

二、常减压装置清洁生产审核

清洁生产审核是筛选和实施清洁生产方案有效途径, 即经过调查、诊断、分析和结论, 找到问题瓶颈, 并制定可行方案。通过和清洁生产标准对比, 显示这套常减压装置的问题主要在原料加工损失率较大, 而和本套常减压装置设计能耗9.96千克标油/吨及清洁生产标准, 实际10.41千克标油/吨的能耗偏高, 所以本次审核重点排查影响加工损失和能耗高的因素。

经过连续72小时的物料、能耗和水平衡监测, 从物料平衡的结果显示投入和产出相差0.8t/h, 这是因为减顶瓦斯直接去常压炉烧掉没有计量, 有一部分物料随着初馏塔、常压塔和减压塔顶回流罐排水时流失了。水平衡显示, 常压塔底汽提蒸汽和减压塔的抽真空蒸汽冷却后都流到了各自的塔顶回流罐, 再切水排走, 产生的废水量较大, 而为了保证电脱盐罐的脱盐脱水效果, 需要定期进行电脱盐罐的反冲洗操作, 在反冲洗过程中废水的产生量较大, 而装置工艺用蒸汽量大, 造成能耗偏高。

三、常减压装置清洁生产方案

经过多次讨论研究, 确定了可实施无、低费, 和中高费的清洁生产方案, 无/低费方案21项和中/高费方案2项。无费的方案如投用初馏塔侧线流程, 减少常压炉负荷, 节省燃料消耗, 停用蜡油水箱循环泵, 对水箱的换热没有影响, 可节约电能等, 加强工艺参数控制, 保证生产稳定, 减少生产波动。中高费方案, 发生低压蒸汽等节能效果显著。电脱盐罐切水线上增加水质观察口, 及时判断切水带油情况, 可减少加工损失。而增加常压炉和减压炉先控系统软件, 优化加热炉的操作, 优化装置换热网络, 两项中/高费项目需等到停工检修时实施。

四、常减压装置清洁生产实施

本次常减压装置清洁生产实施以来, 大约每年可节约新鲜水30.52万吨;减少循环水用量16.8万吨;节电30万k Wh;节省燃料100吨;共投资47.1万元, 增效365.24万元, 圆满地完成了审核初期制定的清洁生产目标。

结论

本文概括地介绍华北石化分公司500万吨/年常减压装置实施清洁生产的过程及取得的效果, 使清洁生产的理念在石化装置内进一步的推广和深入公司管理。清洁生产是一种新的创造性思想, 以“节能、降耗、减污、增效”为主要目的。清洁生产思想与传统的末端治理方式不同, 强调预防性。实施清洁生产是可持续发展战略的要求, 也是控制环境污染的有效手段, 同时还可以大大降低末端处理的负担, 在实现环境效益的同时, 提高企业的经济效益。

摘要：通过介绍中国石油华北石化分公司500万吨/年常减压装置实施清洁生产的过程取得的效果, 使清洁生产的理念在石化装置内进一步的推广和深入公司管理。

关键词：常减压装置,清洁生产