浮渣處理堵塞原因分析及處理措施

1焦化裝置投油一家石化公司年處理能力約為10萬噸。主要通過焦化廠的回收和回收過程（cfb）鍋爐進行燃燒和回收，幾年內(nèi)未發(fā)現(xiàn)異常情況。2014年10月,該公司煉廠火炬系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)焦黑色物質(zhì),導(dǎo)致火炬壓縮機多次停機搶修,放火炬次數(shù)增多,造成經(jīng)濟損失和環(huán)境污染。焦化裝置也出現(xiàn)了空冷堵塞的黃綠色物質(zhì),造成管線堵塞,嚴重影響正常生產(chǎn)。通過對污水處理、藥劑使用情況及回?zé)挿绞竭M行全流程調(diào)研,查找造成堵塞的原因,并進行分析總結(jié),為浮渣的處理提供優(yōu)化方案。2浮渣回收機的故障2.1高溫焦炭的冷焦水該石化企業(yè)所產(chǎn)浮渣大部分利用焦炭塔的剩余熱量,采用部分代替冷卻高溫焦炭的冷焦水的方法來消化浮渣。這種處理方式操作簡單,容易控制,處理過程中浮渣替代(或部分替代)延遲焦炭塔冷焦過程的冷卻水(通稱小給水)使用,不影響分餾塔操作,同時對焦炭的質(zhì)量幾乎沒有影響2.2火炬氣系統(tǒng)流程從“灰渣”至等黏稠物質(zhì)浮渣進入焦炭塔后,輕油組分蒸發(fā)進入空冷,冷卻后進入放空塔,放空塔頂油氣經(jīng)水冷后直接進入火炬系統(tǒng)。自2010年起,火炬壓縮機入口過濾器發(fā)現(xiàn)大量黑色殘渣堵塞,壓縮機出口間斷出現(xiàn)黑色黏稠物質(zhì),特別是2014年下半年尤為嚴重,造成壓縮機停機19次,嚴重影響了壓縮機的正常運行?；灁?shù)據(jù)顯示,焦化放空塔和火炬壓縮機的堵塞物質(zhì)殘?zhí)恐稻鶠?2%,碳氫比例含量也接近,是相同物質(zhì)的不同形態(tài)。2014年大檢修期間,火炬氣系統(tǒng)累計清渣近百噸,壓縮機設(shè)備、部件粘附大量黑色黏稠物質(zhì)。該石化企業(yè)火炬系統(tǒng)分為南北火炬,焦化放空氣進入了北火炬,形成了黑色黏稠物質(zhì),而南火炬卻完好無損,說明焦化浮渣回?zé)捠腔鹁鎵嚎s機產(chǎn)生黑色黏稠物質(zhì)的直接原因。3焦化回?zé)?、循環(huán)流化床根據(jù)焦化裝置出現(xiàn)的空冷堵塞、火炬壓縮機故障,調(diào)研了約15個省市其他煉化公司的47套焦化裝置,這些裝置的主要處理方式為焦化回?zé)?、焦化回?zé)?循環(huán)流化床(CFB)鍋爐焚燒、萃取脫水以及離心機脫水等,且運行狀況尚可,也有部分裝置出現(xiàn)了空冷堵塞的現(xiàn)象。按企業(yè)劃分,又可以分為浮渣全消化企業(yè)、部分浮渣需要外委的企業(yè),以及應(yīng)用新型浮渣處理技術(shù)的企業(yè)。分述如下:3.1焦化回?zé)?cfb鍋爐焚燒利用(1)焦化回?zé)捜髽I(yè)。此類企業(yè)通過將浮渣送入焦化裝置進行升溫脫水、回收油品的方式,可以很好地解決浮渣的后路問題,環(huán)境污染小,且可充分利用剩余熱量,是一舉兩得的處理方式。但由于浮渣含水較多,增加了焦化裝置的工作強度。通過這種方式進行浮渣全處理的企業(yè)一般具有較大的焦化處理能力或多個焦炭塔進行連續(xù)處理,大直徑的塔可容納高含水浮渣的膨脹汽化。這類企業(yè)主要有金陵石化、揚子石化、鎮(zhèn)海石化等,進塔方式有焦炭塔底和放空塔回流兩種。(2)焦化回?zé)?CFB鍋爐焚燒全消化企業(yè)。由于煉廠浮渣產(chǎn)量較大,除了焦化裝置處理能力大、焦炭塔多的煉廠外,單靠焦化回?zé)挳吘共荒苋肯≡?因此部分企業(yè)選用將浮渣直接輸入CFB鍋爐噴嘴進行焚燒的方式。這種方式流程簡單、操作方便、運行穩(wěn)定,是進行浮渣處理的補充選擇之一。目前只有荊門石化采用這種方式進行浮渣全消化處理,效果較好。3.2浮渣焚燒方式(1)焦化+干化方式外委企業(yè)。大多數(shù)企業(yè)的焦化裝置只能摻煉部分浮渣,又未設(shè)置循環(huán)流化床(CFB)鍋爐,只能通過脫水以后進行外委處理。外委處理主要為焚燒方式,不僅需要龐大的設(shè)備投資,且要消耗大量的燃料油。數(shù)據(jù)顯示,焚燒1kg浮渣需要消耗9kg燃料油(2)脫水后直接外委企業(yè)。最早從事浮渣回?zé)掃M焦化裝置的企業(yè),如福建煉化,由于冷焦水系統(tǒng)出現(xiàn)了一些問題,為防止浮渣回?zé)拰够b置的運行造成影響,將浮渣改為直接進入炭黑裝置焚燒。而那些沒有投用浮渣進焦化裝置回?zé)挕⒂植荒苓M行焚燒的企業(yè),就只能采用脫水后直接外委的方式。這種方式脫水效果很好,但投資成本很高,運行成本也較高。3.3應(yīng)用浮渣處理的方法(1)浮渣進焦化塔頂。廣州石化目前的浮渣從焦炭塔頂注入,起到代替急冷油的作用,注入量為0.7t/h,每日處理浮渣20t,預(yù)熱及換塔調(diào)整期間停止注入,運行一段時間后,分餾系統(tǒng)及整體未出現(xiàn)堵塞、結(jié)垢等異?，F(xiàn)象。(2)浮渣進放空塔作回流。揚子石化的浮渣進入放空塔作回流,運行效果尚可,基本可以處理全廠的浮渣。(3)萃取脫水。該技術(shù)可脫除95%的水分,但萃取工藝較為復(fù)雜,要用到航煤、蒸汽等產(chǎn)品。目前該技術(shù)主要采用中國石化撫順石油化工研究院的技術(shù),國內(nèi)共有廣州石化、安慶石化、洛陽石化三套工業(yè)化裝置,但僅安慶石化的萃取脫水裝置尚在運行,能對全廠90%的浮渣進行消化。(4)大連某公司開發(fā)的生物藥劑浮渣減量化技術(shù)采用生物藥劑,在高溫下可將水分脫除70%,然后送至CFB鍋爐焚燒。(5)細胞壁破裂污泥處理技術(shù)。通過使用高溫蒸汽,在短短30s內(nèi)將浮渣中水分細胞壁破裂,水分脫除率可達90%,是新型的浮渣處理技術(shù)。4浮渣進入焦化廠的分析與對策4.1浮渣帶藥劑的加入量(1)空冷堵塞后清焦不徹底。本文介紹的這家石化企業(yè)焦化裝置空冷堵塞后,對空冷及其管線進行了清理,由于拆卸困難,又不能影響正常生產(chǎn),清理工作非常緩慢,清理效果也不理想,殘存的堵塞物質(zhì)繼續(xù)對空冷造成影響。停止浮渣回?zé)捄?焦化裝置仍然出現(xiàn)了空冷堵塞及焦炭塔預(yù)熱管線不暢通的現(xiàn)象(預(yù)熱管線同時作為浮渣進料管線)。(2)焦化回?zé)捔看蠓仍黾印?014年10月,焦化裝置開始摻煉自身沉降罐浮渣,并將進料量從原來的117t提高到246t,大量的浮渣夾帶藥劑進入焦炭塔,并帶入火炬壓縮機內(nèi),造成焦化-火炬系統(tǒng)發(fā)生串聯(lián)的堵塞現(xiàn)象。分析數(shù)據(jù)顯示,焦化裝置空冷器堵塞物中,膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高達64.15%,Fe含量高達323μg/g;而火炬壓縮機產(chǎn)生的黑色黏稠物質(zhì)中,Al含量高達265μg/g,證明確實有聚氯化鋁鐵等物質(zhì)的進入。文獻顯示,洛陽石化在2012年對國內(nèi)焦化回?zé)捀≡M行調(diào)研時發(fā)現(xiàn),處理浮渣的6套延遲焦化裝置出現(xiàn)的典型問題中,就有注入量過大導(dǎo)致油泥堵塞甩油線的案例,因此控制浮渣注入量相當(dāng)重要(3)焦化裝置沉降罐氣浮裝置藥劑加入量過大。有文獻研究顯示,常用的防滲堵漏高分子灌漿材料為甲基丙烯酸縮水甘油酯化學(xué)改性聚丙烯酸胺,在其側(cè)基上引入可聚合的雙鍵,在只需要加入水溶性引發(fā)體系而無需加入交聯(lián)劑的條件下,即可形成不溶且富有彈性的水凝膠而浮渣的產(chǎn)生過程中要加入絮凝藥劑PAM(聚丙烯酰胺),藥劑配方的比例過大有可能生成水凝膠類物質(zhì),與油泥等其他雜質(zhì)混合形成堵塞。以前回?zé)挼母≡鼮槲鬯幚韴龈≡?藥劑添加量一直未做大的變動。2014年,為保證焦化裝置放空污油沉降罐的油品順利進裝置回?zé)?新上一套氣浮裝置,利用PAM藥劑產(chǎn)生的浮渣作為第二股浮渣送入焦炭塔回?zé)?每周一次)。由于藥劑配方比例太大,造成焦化裝置空冷出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。4.2降低浮渣產(chǎn)量,降低料量(1)浮選藥劑,降低浮渣產(chǎn)量。從各企業(yè)的浮渣處理情況來看,全消化污水浮渣的企業(yè)有金陵石化、青島大煉油,浮渣減量效果明顯的有九江石化,它們的共同特點是都采用了江蘇振邦生產(chǎn)的ZBH-203復(fù)配浮選劑,這種藥劑可以將浮渣產(chǎn)量減少一半,從而大大降低浮渣處理難度。經(jīng)過對比分析,本企業(yè)也采用了江蘇振邦的復(fù)配浮選藥劑ZBH-203,將每日浮渣量由原來的60t降到20t,降低了對焦化裝置的影響,同時提高了脫水效果。(2)降低焦化回?zé)捔?保持平穩(wěn)進料。鑒于本企業(yè)焦化裝置浮渣進料量過大,將進料量限定為20t/h,從而保證浮渣進料的平穩(wěn)運行。由于改用藥劑后浮渣量大幅降低,焦化裝置回?zé)捔炕灸芟鬯≡漠a(chǎn)量,有望實現(xiàn)焦化浮渣全消化。(3)加強對焦化空冷的維護和管理。浮渣回?zé)捲斐啥氯饕l(fā)生在空冷部位,因此加強了對空冷的維護與管理,要求班組每次停用以后立即進行吹掃,減少固體物質(zhì)積存,保證空冷翅片管暢通。5浮渣的脫水效果通過對國內(nèi)部分煉廠污水處理浮選藥劑、浮渣處理方式的調(diào)研,發(fā)現(xiàn)采用單配方藥劑和新型復(fù)配浮選藥劑的企業(yè)浮渣產(chǎn)量較少,回?zé)捫Ч^好。利用焦化回?zé)捥幚砀≡悄壳暗闹髁髭厔?。本石化企業(yè)出現(xiàn)的焦化空冷及火炬堵塞現(xiàn)象具有特殊性:一方面與焦化沉降罐浮選藥劑用量有關(guān),這是導(dǎo)致出現(xiàn)堵塞的主要原因;另一方面,以前焦化空冷運行情況一直良好,并未出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,因而正常生產(chǎn)中沒有用蒸汽吹掃過空冷管束,發(fā)生堵塞后制定了及時吹掃程序,增強了暢通性。因此,空冷堵塞問題的解決是多方面綜合因素起作用的結(jié)果。盡管目前通過更換藥劑可以實現(xiàn)浮渣全消化,但若加工能力進一步擴大后,浮渣量將相應(yīng)增加,焦化裝置是否能提高浮渣摻煉量仍然是個未知數(shù),而CFB鍋爐雖然可以消耗部分庫存,但國家規(guī)定固體廢物焚燒的溫度要高于1200℃,而目前CFB鍋爐溫度只有900℃,一旦標(biāo)準(zhǔn)開始執(zhí)行,將無法進行焚燒(天津市已經(jīng)開始執(zhí)行)。因此,怎樣進一步提高浮