田东,李杰,景庆福

(陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂,陕西 洛川 727406)

随着国家对环境保护要求的不断提高,环保装置在炼厂中的地位举足轻重。陕西延长石油(集团)有限责任公司延安石油化工厂40 t/h酸性水汽提装置于2014年建成并一次试车成功。

1 装置简介

40 t/h酸性水汽提装置是由中国石化工程建设有限公司(SEI)设计。装置处理的酸性水来自我厂120万t/a连续重整装置、140万t/a柴油加氢装置、240万t/a柴油精制装置、180万t/a汽油精制装置、4 000 t/a硫磺回收装置、2万t/a硫磺精制装置。其中4 000 t/a硫磺回收装置、2万t/a硫磺精制装置酸性水要求经过滤硫磺后进入本装置。该装置的作用是净化污水,减轻大气污染,化害为利,是环保必不可少的一项工程。

2 现状描述

40 t/h酸性水汽提装置主要处理140万t/a柴油加氢装置、240万t/a柴油精制装置的酸性水。

酸性水进装置后储存在酸性水储罐T101A/B,酸性水挥发高浓度硫化氢、氨气。设计酸性水储罐T101A/B控制压力为0.5～4 kPa,T101A/B罐顶气相连续排放至脱臭罐D206,脱臭罐脱除硫化氢后尾气直排大气。T101A/B罐顶设氮气补压阀(自力式调节阀)补压。

装置运行过程中,车间发现经脱臭罐D206脱臭后的尾气中硫化氢含量高,造成现场空气质量降低;但因背压低,阀门内漏严重,即氮气不停向酸性水储罐T101A/B补氮气。

经车间调查分析,T101A/B连续排放,脱臭罐内脱臭剂使用时间短(脱臭剂每次更换费用约30万元)。

车间为减少脱臭罐现场尾气排放,改善现场空气质量、降低脱臭剂使用成本,将酸性水储罐T101A/B的氮气补压和气相排放改为现场手动控制,实现间歇排放。

现场手动控制T101A/B氮气补压和气相排放,需内操安排外操在现场开关阀门,不能实现储罐压力恒定控制,排放时现场尾气臭味大。对此,车间提出在氮气补压线增加调节阀、在T101A/B气相排脱臭罐管线增加调节阀。增加两处调节阀后,设置T101A/B氮气补压压力1 kPa、排放压力4 kPa,实现回路自动控制,较现场手动开关控制更为精准、安全。

厂内储运车间常压油罐氮气补压阀为自力式调节阀,但建设有VOCs项目,该补压阀即使发生内漏,影响较小;轻烃中心常压储罐氮气补压阀为气动调节阀,表1为恶臭污染物厂界标准值。

表1 恶臭污染物厂界标准值

3 存在的问题

(1)酸性水储罐氮气补压线原用自力式调节阀补压。由于酸性水储罐控制压力为0.5～4 kPa,自力式调节阀背压太低,内漏严重,无法进行正常补压操作。目前生产中用现场手阀进行补压操作。酸性水储罐氮气补压线现自力式调节阀补压流程如图1。

图1 酸性水储罐氮气补压线现自力式调节阀补压流程图

(2)酸性水储罐酸性气现在压力超过4 kPa时,操作工现场手动泄压至脱臭罐。现场手动泄压有H2S中毒风险。酸性水储罐酸性气手动泄压至脱臭罐流程如图2。

图2 酸性水储罐酸性气手动泄压至脱臭罐流程图

现场手动控制T101A/B氮气补压和气相排放,需内操安排外操在现场开关阀门,不能实现储罐压力恒定控制,排放时现场尾气臭味大。

4 优化改造

对于本装置上述存在的问题,在氮气补压线增加调节阀、在T101A/B气相排脱臭罐管线增加调节阀。增加两处调节阀后,设置T101A/B氮气补压压力1 kPa、排放压力4 kPa,实现回路自动控制,较现场手动开关控制更为精准、安全。

(1)为解决酸性水储罐正常补压问题,并降低操作工劳动强度,酸性水储罐氮气补压线加装DN25调节阀与储罐压力回路自动控制。酸性水储罐氮气补压线加装调节阀补压流程见图3。

图3 酸性水储罐氮气补压线加装调节阀补压流程图

(2)酸性水储罐酸性气现场手动泄压有H2S中毒风险,为降低风险,减轻操作工劳动强度,改加DN50调节阀与储罐压力回路自动控制。酸性水储罐酸性气通过调节阀泄压至脱臭罐流程图4。

图4 酸性水储罐酸性气通过调节阀泄压至脱臭罐流程图

5 危害辨识及防范措施

5.1 危害辨识

(1)酸性水汽提装置酸性水储罐氮气补压线、酸性气泄压线加装调节阀增加了静密封点数量,有泄漏风险。

(2)补压调节阀失效,调节阀全开,储罐有憋压风险;泄压调节阀失效,调节阀全开,储罐压力一直下降。

5.2 防范措施

(1)检查各项材料质量,施工流程及质量,施工后对管线及焊缝进行检测、符合要求。

(2)氮气补压线介质为氮气,压力为0.7 MPa,调节阀前设有自力式调节阀,将氮气压力减压至0.3 MPa。

(3)酸性水储罐后路设置DN50调节阀和储罐压力回路自动控制泄压至脱臭罐,压力设置为3 kPa,当压力低于3 kPa时调节阀自动关闭,当压力高于3 kPa后调节阀自动打开泄压至脱臭罐。酸性水储罐氮气补压线设置DN25调节阀和储罐压力回路自动控制,压力设置为1 kPa,当压力低于1 kPa时调节阀自动打开给储罐补压,当压力补压至1 kPa后调节阀自动关闭。

(4)两个储罐压力设置报警值,高报值设置4 kPa,高高报值设置4.2 kPa,当出现报警后及时排查该补压调节阀是否关闭,如未关闭,手动关闭,必要时现场关闭调节阀前手阀;两个储罐压力设置报警值,低报值设置0.8 kPa,低低报值设置0.5 kPa,当出现报警后及时排查该泄压调节阀是否关闭,如未关闭,手动关闭,必要时现场关闭调节阀前手阀。

(5)酸性水储罐后路有安全水封罐,当压力超过4.5 kPa时,自动冲破水封泄压。

6 改造方案

40 t/h酸性水汽提装置酸性水储罐T101A/B氮气补压线原用自力式调节阀补压。原设计酸性水储罐T101A/B控制压力为0.5～4 kPa,大罐顶设水封罐(水封压力4.5 kPa),另外T101A/B顶气相连续直排脱臭罐,脱臭罐处理后直排大气。车间将酸性水储罐T101A/B顶连续排放,改为间歇排放,但酸性水储罐T101A/B自力式调节阀背压太低,阀门内漏严重,即氮气不停向酸性水储罐T101A/B补氮气,造成T101A/B顶气相排放频次增加,脱臭剂寿命缩短,脱臭罐尾气量增加,影响现场空气质量,且造成氮气浪费。鉴于此原因,车间在实际运行过程中,用手阀进行补压操作。酸性水大罐酸性气现在压力超过4 kPa时,操作工现场手动泄压至脱臭罐。为解决这一问题,补压线在自力式调节阀阀后加装DN25调节阀与大罐压力回路自动控制,泄压线改加DN50调节阀与大罐压力回路自动控制。

6.1 材料准备

DN25 150LB RF 调节阀 1个, 闸阀41H-150LB DN25 RF 3个 ,法兰DN25 150LB RF 6个,垫片DN25 150LB RF 6个,螺栓M16×9 032套。DN50 300LB调节阀一个,DN50上下游阀2个,DN50法兰6个,DN50弯头2个,对应螺栓 M16×110 64套。石棉布2卷,消防带2根。

6.2 改造步骤

(1)装置停工置换吹扫且安检合格;

(2)靠酸性水大罐位置加装盲板;

(3)检测动火区域可燃气体浓度,分析合格按规定办理动火作业证,由专人监护,施工人员进行施工作业。

6.3 管线改造安全注意事项

(1)严格执行各项安全规章制度,专人监护;

(2)靠近作业现场区域所有井盖必须用石棉布密封后方可作业;

(3)可燃气体浓度检测合格后,办理相应作业证后施工人员方可进行作业;

(4)阀门打压合格,焊缝100%探伤;

7 预期效果

40 t/h酸性水储罐氮气补压线加装DN25调节阀与储罐压力回路自动控制。压力设定值为1 kPa ,当储罐压力低于设定值时,调节阀自动打开为储罐补压。当压力高于设定值时,调节阀关闭。能防止误操作,并实现了自动化操作减轻了操作工劳动强度。酸性水储罐酸性气泄压线加装DN50调节阀与储罐压力回路自动控制。压力设定值为4 kPa,当储罐压力高于设定值时,调节阀自动打开储罐泄压酸性气至脱臭罐。当压力低于设定值时,调节阀关闭。能实现正常泄放酸性气操作,避免现场手动泄压H2S中毒风险,并实现自动化操作减轻了操作工劳动强度。

8 小结

通过优化改造,将彻底解决本装置脱臭系统存在的问题。能实现正常泄放酸性气操作,避免现场手动泄压H2S中毒风险,并实现了自动化操作减轻了操作工劳动强度,确保了本装置的长周期安全平稳运行。