DCC 联合装置脱硫净化水回用至洗涤塔的运行效果

张小月

(中海油东方石化有限责任公司，海南 东方 572600)

0 引言

东方石化DCC-plus 为国内采用该工艺的首套装置，采用石科院研发的增强型催化裂解技术，由洛阳石化工程公司设计，设计处理量120 万吨/年，操作弹性70%～120%。于2017年增设烟气脱硫脱硝除尘单元，由中国石油工程建设有限公司设计，由北京美斯顿公司负责施工，于2017年10月完工投产后连续运行至今，同时达到装置设计的指标，SO2、NOX、颗粒物含量分别低于设计的40mg/Nm3、80mg/Nm3、24mg/Nm3(以上各项污染物的排放量均为干基)；污水COD、悬浮物等重要指标达到30、20mg/L，也均达到GB 31570—2015 标准中限制区域的污染物排放量，废渣含水量低于60%，能够按照设计值进行达标排放。

1 装置概况

东方石化DCC-plus 装置的烟气按照设计指标烟气的污染物排放量为SO2、NOX、颗粒物，含量分别为257mg/Nm3、220mg/Nm3、100mg/Nm3，除了因原料变化，部分时间SO2排放量较高，达到300mg/Nm3以外，其余均达标排放。随着环保形势日益严峻，国家出台了《石油炼制工业污染物排放标准》(GB 31570—2015)，该标准要求现有企业自2017年7月1日起，需要进一步降低烟气中污染物的排放量，其中催化烟气中SO2、NOX、颗粒物含量分别为100mg/Nm3、200mg/Nm3、50mg/Nm3，虽然现有装置通过加注助剂并进一步做简单处理后可以使烟气达标排放，但是随着国家对环保指标的要求不断提高，以及公司对于环保工作的重视，2016年，公司决定增上脱硫脱硝单元，以保证催化、硫磺、尾气脱臭装置的烟气、尾气达标排放，同时经过PTU 系统处理后的污水达标排放。2017年初，脱硫脱硝单元开始现场施工，2017年10月13日装置首次开车成功，烟气中的SO2、NOX、颗粒物含量分别为10mg/Nm3、50mg/Nm3、20mg/Nm3，以上指标均达到GB 31570—2015 标准中限制区域的污染物排放量，同时达到装置设计的指标，SO2、NOX、颗粒物含量分别低于设计的40mg/Nm3、80mg/Nm3、24mg/Nm3(以上各项污染物的排放量均为干基)；污水COD、悬浮物等重要指标达到30mg/L、20mg/L，也均达到GB 31570—2015 标准中限制区域的污染物排放量，废渣含水量低于60%，能够按照设计值进行达标排放。

本装置脱硫单元采用BELCO®公司开发的EDV-5000 湿法脱硫技术，利用碱性的吸收剂与燃料燃烧过程产生的SO2反应，生成一种稳定的化合物存在于液相中，从而实现烟气脱硫。设计处理烟气流量为222600Nm3/h(湿基)，操作弹性为60%至110%，净化烟气排放流量为244210Nm3/h(湿基)，装置设计采用新鲜水补水(包括机泵密封冲洗)，进行烟气的冷却、洗涤以及脱粉尘，脱硫单元设计新鲜水总耗量为30.6t/h，洗涤塔的设计补水量为26.7/t，经过一段时间的运行后，在保证烟气、污水的排放达标的前提下，将新鲜水补水量优化至20t/h，装置可以达到平稳运行的状态。在此状态下，装置的新鲜水总耗量为每月17500 吨至18000 吨、单耗为0.17 吨新鲜水/t 原料、平均能耗为0.0289kgEO/t原料；脱硫系统的用水占据了催化装置新鲜水消耗的绝大多数，脱硫脱硝单元投用前，装置的新鲜水作为配药剂用水和水封罐补水，水耗仅为200 吨/月，脱硫脱硝投用后所增加的约17500 吨/月用水量均为洗涤塔补水与脱硫、PTU 系统部分机泵机封冲洗水用水的总和，装置的水耗大幅度升高；同时，公司月平均新鲜水耗量也升高到了159174 吨，降低装置的新鲜水水耗成为亟待解决的问题。另外，脱硫净化水无回用的工况下，较高的新鲜水补水量，造成DCC 联合装置的含盐污水总排放量较高。

2 脱硫净化水回用至洗涤塔技术改造情况

东方石化运行一部是以DCC(催化裂解)装置为核心的联合装置，上游有原料预处理装置(常压蒸馏)，原油经过常压蒸馏拔头后，常压重油全部进入催化裂解，下游有硫磺装置分为酸性水汽提、溶剂再生以及硫磺回收三个单元，在面临装置水耗较高的问题时，寻找可以替代新鲜水作为洗涤塔补水的水源。硫磺装置酸性水汽提单元脱硫净化水原有流程为经过冷却后，直接泵送至污水预处理，考虑到本公司的污水排放全部是进入污水预处理，对于COD 的要求并不严格，同时，受到现有的流程中，脱硫净化水可以用作常压装置电脱盐注水，从而降低新鲜水补水以及污水预处理负荷的启发，除了净化水的COD达到1500mg/L，较高以外，净化水的温度、氨氮、硫化物等各项指标均不会影响脱硫洗涤的效果，因此决定将净化水通过技改引入到脱硫单元替换部分新鲜水补水，在降低装置以及公司新鲜水耗量的同时，可以降低硫磺和催化两套装置总的污水排放量，降低污水预处理的负荷。

装置通过技术改造将脱硫净化水从酸性水汽提单元冷却器后引出，至洗涤塔原有新鲜水补水调节阀后，为了防止互串，增设了单向阀，详细流程如图1 所示。

3 净化水回用至洗涤塔运行情况分析

项目投用后，考虑到净化水回用有可能造成烟气排放有异味，同时，净化水中带有微量油污，使用量较大可能会出现油水乳化，导致脱硫洗涤效果变差，增加碱液耗量而得不偿失，因此在进行净化水回用项目实施工作时，先少量替换新鲜水，然后不断提高净化水用量，通过摸索匹配出净化水回用量的合适值。项目的实施分为四个阶段：

图1 净化水回用PID流程图

第一阶段：投用净化水至洗涤塔补水，净化水回用量3t/h，新鲜水补水量从20t/h 降低至18t/h，试运行一周后，连续三天采样检测烟气、污水的排放情况，烟气的各项指标均合格，污水的COD 由35 左右升高至180mg/L，氨氮由＜2.0 升高至3.5mg/L，其余各项指标均无影响，装置运行平稳。

第二阶段：提高净化水补水量至8t/h，新鲜水补水量降低至15t/h，运行一周后，连续三天采样检测烟气、污水的排放情况，烟气的各项指标均合格，污水的COD 升高至275mg/L，氨氮升高至6.5mg/L，其余各项指标均无影响，装置平稳运行。

第三阶段：继续提高净化水补水量至12t/h，新鲜水补水量降低至10t/h，运行一周后，连续三天采样检测烟气、污水的排放情况，烟气的各项指标均合格，但是烟气出现明显异味，污水的COD 升高至420mg/L，氨氮升高至15mg/L，洗涤塔底循环浆液送至澄清器后颜色呈现微黄，有异味。

第四阶段：降低净化水补水量至10t/h，新鲜水补水量维持10t/h，运行一周后，连续三天采样检测烟气、污水的排放情况，烟气的各项指标均合格，烟气异味减轻，只有轻微异味，污水的COD 降低至380mg/L，氨氮降低至12mg/L，洗涤塔底循环浆液送至澄清器后颜色微黄程度得到缓解，略有异味，其他各项指标合格，装置平稳运行。

净化水回用量达到稳定值后，净化水回用流量为10t/h，新鲜水补水降低至10t/h，烟气的湿度、水含量基本不变，含盐污水量仍然为10t/h，累计节约新鲜水10t/h。DCC 联合装置(催化装置加硫磺装置)总的污水处理负荷降低10t/h。由于净化水回用至洗涤塔的温度为45℃，远高于新鲜水补水的25℃，替换同样流量的新鲜水，在蒸发量一定，处理烟气温度稳定的前提下，外排的污水量稍有降低。

如表1 所示，净化水回用项目投用后，经过四个阶段的调试，达到最后的稳定阶段，在保证装置平稳运行，烟气达标排放，污水按照厂内控制指标达标排放的前提下，净化水回用流量可以稳定在10t/h，并将新鲜水补水降低至10t/h。从脱硫塔净化水回用项目投用至2019年9月，新鲜水用量、净化水回用量见表2。

表1 净化水回用至洗涤塔运行情况分析

表2 净化水回用前后新鲜水耗量情况

4 结语

自脱硫净化水回用至洗涤塔补水项目投用至2020年2月，持续控制净化水补水量10t/h，2020年3月起，公司放宽催化裂解装置含盐污水COD 工艺指标至1000mg/L，进一步提高净化水回用至洗涤塔流量至15t/h，降低新鲜水补水至6t/h，装置平稳运行，烟气中各污染物排放量无变化，含盐污水达标排放。该项目在变废为宝的同时，降低装置的新鲜水耗量，降低DCC 联合装置的污水排放总量，进一步降低全厂的新鲜水耗量，为公司达到上级单位制定的降低新鲜水耗量的任务作出贡献，为节能降耗工作画上一笔浓墨重彩。