污水處理裝置是中國石油吉林石化公司煉油廠的輔助裝置之一，主要處理煉油廠、錦江工業區、乙烯廠排放的工業污水及煉油廠廠區、住宅區生活污水。原設計污水處理能力800m3/h，1977年裝置建成投產。2014年裝置擴建后處理規模為1200m3/h，裝置由隔油單元、浮選單元、曝氣單元、異味處理單元、三泥脫水單元組成。延遲焦化作為重油加工的主要裝置，加工原料大部分為浮渣、污油，有煉化行業的“回收站”之稱，對原料的硫含量、雜質等要求相對不高，產品除石油焦外，汽油、柴油等還要進行深度加工。延遲焦化裝置焦炭塔采用兩塔間歇切換操作，通過操作四通閥完成切換。延遲焦化反應完成后，焦炭塔內溫度通常高于400℃，在除焦作業前必須進行冷焦操作。通常先用蒸汽將塔內及焦炭上吸附的油氣吹出，然后進行給水冷卻。作者利用在水冷的初級階段注入浮渣，高溫焦層將浮渣驟熱氣化，浮渣中水、輕質烴氣化后形成氣流進入接觸冷卻系統，較重組分和固形物在高溫區進行裂化變成石油焦和灰分被焦炭吸附。焦化裝置處理浮渣，可解決環保問題，并且能減少冷焦水用量和冷焦蒸汽用量，起到節能降耗的作用。
1、裝置運行中存在的問題
1.1 浮渣處理費用高
煉油廠污水來源于裝置生產加工過程中、輕重污油罐脫水及一些輔助裝置，污水中含有大量污油。煉油廠對含油污水的處理一般采取隔油池、一級浮選、二級浮選、調節水罐靜止脫水等方法。污水場的含油污水含有一部分輕油、重油、懸浮顆粒和一些膠狀物質，通過污水場浮選處理會產生大量的浮渣，這些浮渣含有重油、懸浮顆粒、化學溶劑等，對于加工原油1000萬t/a的煉油廠，會產生約200t/d浮渣，通過再加工后外委處理，費用約550元/t，外委處理費用高。
1.2 處理難度大及污染重
浮渣中含有化學藥劑、輕重污油、懸浮顆粒等多種復雜組分。對其處理需要添加活性污泥及藥劑，再經過離心機分離，外委處理，工藝復雜處理難度大。浮渣焚燒對大氣造成二次污染，浮渣堆埋，會對土壤、水質等造成二次污染。隨著吉林石化公司原油加工量的逐年提高，污泥量逐年增加，對含油污泥中的油資源進行回收利用，同時將含油污泥進行無害化處理，已是一個迫在眉睫的問題。
1.3 急冷水用量大
延遲焦化焦炭塔舊塔切換后，舊塔內溫度通常高于400℃，在除焦作業前必須進行冷焦操作。通常先用蒸汽將塔內及焦炭上吸附的油氣吹出，然后進行給水冷卻，給冷卻水時間約4h，消耗大部分急冷水，增加裝置能耗。
2、裝置改造內容
2.1 改造方案
對國內延遲焦化裝置回煉浮渣方式進行了調研。根據現有生產運行狀況，將浮渣作為焦炭塔冷焦降溫的介質輸入塔內，將含油浮渣作為延遲焦化裝置焦炭塔冷焦過程的冷卻水(通稱小給水)使用，焦炭塔冷卻過程都是使用工業用水，每年消耗工業水量很大，利用污水場產生的含油浮渣作為焦炭塔的冷卻水，既節約了用水，又消除了處理浮渣過程中對環境的影響，同時也節約處理浮渣產生的費用，有很好的經濟效益。該方法是利用焦炭塔小給水的余熱對浮渣升溫氣化，浮渣從焦炭塔底吹汽給水線進入焦炭塔，利用焦炭塔內部約400℃的高溫焦炭將浮渣氣化分離，水分、輕質油會蒸發至分餾塔，浮渣中的固體顆粒物及重質油會留在焦炭塔中，待除焦時和焦炭進入焦碳池。此方法不影響分餾塔的操作，不影響焦炭的質量，降低了能耗，增加了產量，操作容易，控制簡單。
2.2 工藝流程
污水處理場浮渣罐中間層浮渣，溫度40℃，流量30t/h(間歇)，自壓進入浮渣外送泵，經加壓至0.6MPa后送至延遲焦化裝置浮渣緩沖罐緩沖，罐底浮渣自壓進入浮渣回煉泵，經加壓至1.0MPa后，一路(15t/h)送至延遲焦化裝置，在高溫焦炭冷卻過程中從焦炭塔底部進入，作為焦化冷焦的冷卻水，用焦炭的高溫余熱將浮渣中輕組分、水及污油蒸發成氣相，從焦炭塔頂部至水冷設備，浮渣中的固體顆粒隨著石油焦一起附著在焦炭塔器壁上，實現無害化處理浮渣;另一路(5t/h)回流至浮渣緩沖罐。按回煉15t/d計算，每天開泵回煉時間為1h。浮渣緩沖罐頂部與火炬系統連通，確保浮渣罐不超壓運行。具體工藝流程見圖1。
3、改造后運行情況
3.1 改造后的效果分析
為了考核改造后的裝置運行情況、產品質量、綜合能耗及設備能力等方面是否達到設計水平，掌握改造后裝置性能特點，進一步調整優化生產操作條件，分析裝置存在的問題和以后的優化生產方向，為裝置的長周期運行提供技術指導依據，裝置運行1個月后，進行了裝置標定。
3.1.1 改造后對石油焦質量的效果分析
延遲焦化石油焦質量取決于原來的供給質量，同時也受焦炭塔溫度、塔頂壓力、冷焦過程中的時間及給水量的大小等因素影響，浮渣中含有大量的膠質及固體顆粒，作為急冷水進入焦炭塔，理論上會對石油焦的灰分略有影響，延遲焦化浮渣摻煉前后操作數據見表1。
由表1可知，摻煉浮渣石油焦中的w(揮發分)和w(硫)分別上升0.2%～0.5%和約0.2%，w(灰分)上升0.02%～0.21%，都小于0.5%，質量合格，可以看出摻煉浮渣對石油焦的質量影響很小。同時每塔石油焦量為500～600t，浮渣約占石油焦總量的0.3%，按照固體顆粒及含油質量分數為2%并且轉換率為0測算，石油焦中w(灰分)增加約0.06%，故每次回煉約15t浮渣。
3.1.2 改造后對焦炭塔操作的影響分析
由表1可知，摻煉浮渣對延遲焦化塔頂溫度略有影響，摻煉前焦炭塔塔頂溫度414℃，摻煉后焦炭塔塔頂溫度升高至420℃，提高4～6℃，但仍在指標范圍內(≤425℃)，摻煉浮渣對焦炭塔塔頂溫度影響較小；摻煉浮渣前焦炭塔塔頂壓力0.16MPa，摻煉浮渣后焦炭塔塔頂壓力0.17MPa，上升了0.01MPa，均在指標范圍內(≤0.23MPa)，說明摻煉浮渣對焦炭塔塔頂壓力影響很小；摻煉浮渣后對焦炭塔的操作無影響，同時對除焦也無影響。
3.2 裝置能耗效益分析
污水處理場浮渣回煉的能量來源于焦炭塔生焦后的余熱，用焦炭塔中400～420℃的焦炭做熱媒體，用焦炭的熱量將浮渣中的水分，輕質油蒸出，污水處理場的浮渣中重質油及固體顆粒物吸附在焦炭塔的器壁上，隨石油焦一起至石油焦池，延遲焦化焦炭塔通過此過程回煉浮渣，除焦炭的余熱外不消耗能量，回煉過程中各項操作數據不會發生波動，所以回煉浮渣對延遲焦化裝置能耗不會有影響。
3.3 經濟效益分析
煉油廠產生的污泥總量為4.9～8.4萬t/a。污泥處理費用約占污水處理費用的20%～50%，而浮渣的處理費用約占污泥處理費用的34.2%，說明浮渣處理費用在污泥處理費用占的比例很高。
按15t/d代替小給水進入焦炭塔，處理浮渣量為5500t/a，即可節約新鮮水5500t/a。按現在工業水2.2元/t計算，約節省1.2萬元/a。約5%浮渣在焦炭塔中形成石油焦，生成石油焦約275t/a，按目前800元/t計算，創效約22萬元/a。外委處理浮渣費用按550元/t計算，處理過濾后浮渣量為550t/a，處理浮渣的費用約為30萬元/a，合計創效約53.2萬元/a。
3.4 社會效益分析
改造前浮渣外委處理，無論是焚燒還是堆埋，所產生粉塵及顆粒物都會對環境造成二次污染，通過延遲焦化回煉浮渣，可以減少處理浮渣所造成的二次污染，在取得經濟效益的同時還能改良環境，具有顯著的社會效益。(來源：中國石油吉林石化公司 調度中心，煉油廠)
