利用蒸馏装置回炼系统降低炼油厂挥发性有机化合物排放

龚传波，马新文，单玉联，吴永红，刘 沙

(中国石油独山子石化分公司炼油厂，新疆 克拉玛依 833600)

中国石油独山子石化分公司常减压蒸馏装置设计原油加工能力10 Mta，属燃料-化工型装置。主要加工中哈原油管道输送的库姆科尔原油和俄罗斯西西伯利亚地区乌拉尔低硫原油。装置由原油换热、电脱盐、初馏闪蒸、常压蒸馏、减压蒸馏、轻烃回收和液化气及干气脱硫部分组成。挥发性有机化合物(VOCs)通常是包括烷烃、烯烃、芳香烃、炔烃的C2～C12碳氢化合物，常温下蒸发速率大[1]。VOCs的直接排放不仅会作为光化学反应的前体，产生光化学烟雾和二次有机气溶胶影响环境，而且含有部分有毒有害物质，会损害人体健康[1]。根据2017年新环保法，对蒸馏装置结合自身生产特点优化操作，落实各项措施减少VOCs排放。

1 降低现场取样频次，对轻质油品密闭回收

蒸馏装置侧线产品有瓦斯、石脑油、柴油等轻馏分，日常生产中需要对装置侧线产品取样分析，取样过程中取样容器的置换会产生部分废油，前期车间直接将废油倒入装置下水系统。由于废油中的轻组分挥发，致使下水井敞口附近VOCs含量较高。

通过对操作参数全面评估，对可能造成侧线产品质量不合格的操作参数设置控制范围，确保产品质量合格。影响产品质量的操作参数得到有效控制后，蒸馏装置先后3次降低侧线产品分析频次，仅每月200次。同时将取样过程中产生的废油回收，并通过装置内已有的污油回收系统密闭送出装置，降低了装置取样过程中造成的VOCs挥发。

2 做好设备密封面的消漏，降低VOCs排放

蒸馏装置还通过设备泄漏检测与修复，全面对装置进行监控，2016年至今，蒸馏装置对所涉及的36 488个密封点进行逐一监测，共发现170个泄漏点，泄漏率为0.47%，目前泄漏点全部消除，预计减少泄漏4.7 ta，减少了现场设备密封点泄漏造成的VOCs排放。

3 提高石脑油初馏点，降低石脑油罐区VOCs排放

蒸馏装置石脑油馏程控制在40～200 ℃，石脑油中含有部分易挥发组分，石脑油罐是VOCs排放的主要来源，降低石脑油罐区VOCs排放意义重大。通过提高石脑油初馏点，降低石脑油中的轻组分含量，减少石脑油组分的挥发，能有效降低石脑油罐区VOCs的排放。

3.1 调节常压塔塔顶操作，提高塔顶一级油初馏点

蒸馏装置常压塔塔顶石脑油流程见图1。蒸馏装置常压塔塔顶一级石脑油不进入脱丁烷塔，直接经过水冷却器及空气冷却器冷却后进入石脑油罐。因此，提高常压塔塔顶一级石脑油罐操作温度，有利于提高外放石脑油初馏点，通过调节常压塔塔顶一级油罐前的空气冷却器负荷，将常压塔塔顶一级石脑油罐温度由89 ℃提高至95 ℃，将常压塔塔顶一级石脑油中的轻组分冷凝进入常压塔塔顶二级石脑油罐，常压塔塔顶二级石脑油最终进入脱丁烷塔系统对石脑油中的轻组分再次分离，实现提高混合石脑油初馏点的目的。蒸馏装置常压塔塔顶压力维持在0.085 MPa，温度维持在145 ℃，常压塔塔顶一级石脑油罐温度由89 ℃提高至95 ℃后塔顶一级石脑油的馏程见表1。

图1 蒸馏装置常压塔塔顶石脑油流程

项 目馏程∕℃罐顶温度89℃罐顶温度95℃初馏点53561110%955101230%1135119750%1307135970%1458153590%1667172595%17351815终馏点18151845

由表1可以看出，通过调整常压塔塔顶一级石脑油罐罐顶温度，将塔顶一级石脑油初馏点由53.5 ℃提高至61.1 ℃，提高了蒸馏装置外送石脑油的初馏点。

3.2 优化脱丁烷塔操作，提高石脑油初馏点

脱丁烷塔的主要操作目的是将蒸馏装置初馏塔塔顶石脑油和常压塔塔顶二级石脑油中的干气、液化气等轻组分从石脑油中分离。石脑油罐区异味较大的主要原因是由于石脑油中轻组分挥发所致。可以通过优化脱丁烷塔操作，提高石脑油初馏点，降低装置外送石脑油轻组分含量，实现降低石脑油罐区异味的目标。蒸馏装置脱丁烷塔流程示意见图2。

图2 蒸馏装置脱丁烷塔流程示意

3.2.1提高脱丁烷塔塔底温度脱丁烷塔塔底重沸器的主要作用是为脱丁烷塔内石脑油提供热量，提高脱丁烷塔塔底温度，实现石脑油轻重组分的分离[2]。脱丁烷塔塔底温度越高，越有利于石脑油轻重组分的分离，脱丁烷塔塔底温度指标为161～209 ℃，正常操作期间，脱丁烷塔塔底温度控制在183 ℃。为了提高石脑油的轻组分分离程度，将脱丁烷塔塔底重沸器热源副线全部关闭，热源全部走热源主线，为脱丁烷塔提供热量。调整后脱丁烷塔塔底温度上升至187 ℃，同时调整常压塔操作，提高常压塔二中段循环油回流量，提高脱丁烷塔塔底重沸器热源负荷，最终将脱丁烷塔塔底温度提高至190 ℃左右。

3.2.2降低脱丁烷塔塔顶操作压力脱丁烷塔塔顶在同一操作温度下，操作压力越低，组分的饱和蒸气压越低，越有利于组分的分离。正常生产期间脱丁烷塔塔顶压力控制在1.18 MPa左右，通过调整脱丁烷塔塔顶空气冷却器及水冷却器负荷后，脱丁烷塔塔顶压力降低至1.10 MPa。石脑油的油气分压降低，提高脱丁烷塔塔顶气液相分离效率，减少了对石脑油中轻组分的携带。

3.2.3提高脱丁烷塔塔顶温度在同一操作压力下，提高脱丁烷塔塔顶温度，有利于组分分离。通过提高脱丁烷塔塔顶液化气罐温度，可在保证脱丁烷塔塔顶回流量不降低和脱丁烷塔气液分离效果的同时，提高脱丁烷塔塔顶的温度。通过优化操作，脱丁烷塔塔顶温度由74 ℃提高至76 ℃。

3.3 优化常压塔和脱丁烷塔塔顶操作的效果

石脑油初馏点提高后，石脑油中的轻组分分离后进入液化气系统，液化气中C5及以上组分体积分数由0提高至5%左右，装置液化气外放总量由9 th上升至12 th，液化气产量提高3 th左右。优化前后石脑油和液化气收率见表2。

表2 优化前后石脑油和液化气收率 %

由表2可以看出，通过优化操作，蒸馏装置石脑油收率由25.21%降低至24.60%，下降0.61百分点，液化气收率由1.30%上升至1.82%，上升0.52百分点，有效地将石脑油中的轻组分深拔进入液化气内，降低了石脑油中的轻组分含量，石脑油罐区异味得到明显改善。

由于蒸馏装置生产的石脑油和液化气均作为下游裂解装置原料，调整操作后，石脑油和液化气总收率未发生大幅变化，不影响下游装置原料供给。液化气中C5及以上组分含量控制在8%以下对裂解装置生产没有影响。

4 利用蒸馏装置回炼系统回炼炼油厂轻污油，降低轻污油罐区VOCs排放

由于炼油厂轻污油罐内轻组分的挥发，轻污油罐恶臭味较重。为解决中间罐区轻污油挥发造成罐区VOCs超标的问题，将炼油新区各个装置送往中间轻污油罐区的轻污油通过蒸馏装置大循环线进入原油泵入口掺炼，实现中间罐区不接收、不储存轻污油。

常减压蒸馏装置回炼系统轻污油的流程见图3。回炼开阀过程中要密切关注原油泵入口和出口压力变化情况，防止造成原油系统压力波动，导致原油串入轻污油系统使装置因原料供应中断而停工。控制大循环线进原油泵入口手阀开度仅开4圈左右。

图3 常减压蒸馏装置回炼系统轻污油的流程 —阀开；—阀关；红色线为回炼轻污油流程

目前加氢联合和延迟焦化装置已经间歇通过系统轻污油线将装置内轻污油送至蒸馏装置回炼，二联合和蒸馏装置自身轻污油还未进行回炼。

从2017年8月6日至今的回炼情况来看，控制好轻污油回炼总量，不会对蒸馏装置操作造成影响。

自2017年8月6日投用大循环线回炼系统轻污油后，装置原油泵运行工况正常，原油泵进口压力稳定无波动，维持在0.3 MPa左右，出口压力维持在3.0 MPa左右，原油进电脱盐罐温度维持在110 ℃，未出现大幅波动，电脱盐罐电流维持在160 A左右，参数控制在指标范围内。

自轻污油通过蒸馏装置大循环线进入原油泵入口回炼以来，系统轻污油进罐区手阀关闭，轻组分通过中间罐区挥发现象得到明显改善，罐区异味得到明显改善，同时轻污油进入蒸馏装置直接回炼，不仅避免了罐区对轻污油罐的切液操作，同时降低罐区VOCs排放，改善了罐区环境。

5 结 论

蒸馏装置减少装置取样过程产生的废油，做好设备设施的泄漏检测与修复管理，优化操作提高石脑油初馏点，同时落实炼油新区回炼系统轻污油工作，确保轻污油罐不接收、不储存轻污油，减少了VOCs排放，有效改善了生产、生活环境，确保炼油厂安全、环保运行。

[1] 李家强.VOCs控制与油气回收技术综述[J].当代石油化工，2015(4)：7-15

[2] 唐孟海,胡兆灵.常减压蒸馏装置技术问答[M].北京：中国石化出版社，2004:1-71