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清洁生产在炼油厂催化裂化装置的应用概述
目前，国际社会所面临的重大挑战是如何使经济发展与环境保护有机地结合起来，从而建立一个可持续发展的社会。清洁生产是实现工业可持续的重要手段。它是消除和避免工业经济发展带来的负面影响，而寻求的新的发展战略、实用技术和规划手段。
从八十年代末期，许多工业发达国家就开始重视工业与环境的协调发展，清洁生产是人们寻求的一种最佳选择，是建立一个环境与社会、经济发展相协调的崭新模式，它使环境保护工作在工业发展道路上迈出了可喜的一步。我国从1993年开始清洁生产试点工作，通过尝试取得了巨大成功。
1996年1月，天津石化公司炼油厂参加了1995－1996中美清洁生产合作项目的试点工作，通过对审计重点－催化裂化装置近半年的清洁生产审计，提出了23个清洁生产方案，目前已有22个投入实施，取得了良好的环境效益和经济效益。1996年10月在该项目的总结会议上，国家环保局授予我厂“清洁生产示范企业”称号。
1、推行清洁生产是炼油厂的必然选择
天津石化公司炼油厂73年破土动工，75年第一套常减压装置试车投产。至99年有生产装置14套，14套生产装置的设计能力，全厂生产装置流程见图一。略
所谓清洁生产就是在生产过程中通过持续不断的努力以减少乃至消除污染物的产生。它提倡“预防为主”的原则，利用调整生产工艺，改造高耗低效设备，推行无费少费技术、提高管理水平和资源利用率，达到减少环境污染降低生产成本，提高效益和产品竞争力的目的。
就炼油厂来说，推行清洁生产第一可降低水耗、物耗、能耗，提高原料转化率，减少污染、降低加工成本；第二，可以树立良好的企业形象；第三，使产品能够通过ISO9000质量认证，从而参与国际竞争；第四，国家对环境保护的法律法规越来越完善和严格，不在环境保护上加大力度，将失去有利的优惠政策，包括金融、资源配置、税收等。总之，实现清洁生产是提高环境效益和经济效益的客观要求，也是炼油厂在市场经济的压力下的自觉行为和必由之路。
在1996年中美清洁生产合作项目的审计过程中，审计组经过对全厂各装置的现状调研，分析综合，权重评价，最后确定催化裂化装置为清洁生产的首选审计重点。
2、催化裂化装置简介
炼油厂催化裂化装置占地16548M2
，原设计为IV型流化催化裂化装置，设计加工能力为120万吨/年，以常减压装置的直溜蜡油为原料，产品为汽油、轻柴油、重柴油，石油液化气。
本装置从1984年开始进行改造，改造为一次设计、分期实现。主要改造内容（已完成）有：反一再系统部分，改床层反应为分子筛提升管反应，再生U型管改为斜管，增加内、外取热系统和能量回收机组；分馏部分主要为换热流程改造；吸收一稳定原两塔流程改为三塔流程并提高压力等级；增加一台背压式汽轮机驱动的新气压机，改造的目的是为了实现高压操作，处理能力提至130万吨/年，可掺炼部分重油，节能降耗，减少污染。
1996年该装置清洁生产审计，产生备选方案23个，其中9个无费低费方案已于当年8月底前实施，降低了装置油品的加工损失，每年可获得综合经济效益468万元。对剩下的14个方案进行了筛选，并制定了实施计划和投资计划。
3、结合装置的生产技术改造，实施清洁生产方案
自1996年至今三年来，我厂把实施清洁生产方案与装置的技术改造紧密结合在一起，进行综合分析研究，综合决策，三年来，剩下的14个方案共实施了其中的13个方案，取得了显著的经济和环境效益，下面就其中的4个主要项目作简要介绍。
3.1
炼油厂干气回收利用
目前，我厂有催化裂化、气体分馏、延迟焦化、汽柴油加氢精制四套生产装置，因阀门泄漏和保持正常生产的进行，需排出每年近万吨干气，多年来一直通过火炬燃放。为了降低石油加工损失，提高经济效益，减少大气污染，厂领导决定实施熄灭火炬工程。计划分两个阶段进行，第一阶段投资350万元，建5000立方米气柜、压缩机等工程，回收部分低压干气，该工和于1997年11月1日试运行获得成功。紧接着，第二阶段的20000立方米气柜及系统工程全面进行，投资2075万元，该工程于1998年8月27日一次试运成功，实现了炼油厂干气的100％回收利用。
熄灭火炬后，每年回收利用干气10400吨，价值1040万元，节约雾化蒸汽2万吨，价值160万元，每年少排放燃烧废气1.06亿立方米，减少烟尘7.7t/a、SO2375t/a、CO0.17t/a、NOx43.8t/a。回收的干气作工艺加热炉燃料，每年节约燃料油近万吨，经深加工后可提高全厂轻质油收率0.14%,
投资回收期预计2.9年。
3.2
催化裂化装置烟气能量回收
我厂催化裂化装置蜡油在高温和催化剂的作用下，在裂解过程中，催化剂表面的积炭在再生烧焦过程中产生1700Nm3/h、650℃、0.235Mpa的烟气。为了利用高温烟气中的压力能和热能，驱动轴流风机为再生系统提供烧焦用的压力空气。我厂委托洛阳石化工程公司设计，采用烟气轮机－轴流风机－汽轮机－电动机/发电机四机同轴方式来回收能量。该机组工程投资4600万元。于1998年4月正式投入运行。烟气流向图见图三。略
经济效益分析：
原来的主风机耗电2300KWh，现在耗电为零，而且发电机可发电2100KWh，两者合计共回收功率4400KWh，使催化裂化装置能耗降低5.85千克标油/吨原料，相当于每年节约燃料油7020吨，经济效益和环境效益显著。
3.3
实现污水回用和含硫污水的密闭输送
我厂催化裂化装置分馏塔底工艺用蒸汽从塔顶的油水分离罐分离出来的污水10t/h，过去排放到污水处理场处理。该装置用软化水6t/h洗涤富气，于1997年8月，我们试用分离罐排出的污水去洗涤富气，经化验分析，对石油产品未产生不良影响，因此，可节约软化水6t/h，并可减少污水排放6t/h。
经济与环境效益：
节约软化水费用425736元/年，节省污水处理费168192元/年，节省排污交费额26282元/年，减少物料损失38400元/年，节省脱硫处理费436248元/年，以上五项费用合计可降低成本费用1071200元。
1998年7月又实现了该污水（含硫800mg/l）的密闭输送，消除含硫污水中H2S散发点10个，改善了工厂空气质量。
3.4
采用美国UOP公司的最新专利VDS系统对催化裂化装置的反－再系统进行改造
该项目由洛阳石化工程公司设计院根据UOP公司提供的工艺包进行设计。主要内容有：
3.4.1采用美国EMTROL公司的单级旋分器。
3.4.2待生催化剂出口采用新型分布器，再生剂抽出口由原来的溢流管改为淹流管。
3.4.3采用UOP公司的OPTIMIX喷嘴。
3.4.4两个单动滑伐更换为美国TAPCO公司的滑伐。
3.4.5新上两台增压机，以满足待生提升管用风和主风分布管下部流化用风。
本次改造主要采用了美国UOP公司的最新专利VDS系统，这是此专利首次在中国的成功应用。经过30天的施工，通过中美双方的合作，于1998年7月3日一次试运成功，生产出合格产品，于7月20日至22日对该系统进行测试标定，对UOP公司的VDS系统进行考核和检验。使用的催化剂为兰州石化公司催化剂厂生产的LCS－7B和美国GRACEDAVISON公司生产的XPD－LC680N催化剂，比例为40:60。并由中美双方分别进行了分析。VDS系统示意图见图四。略
技术经济分析：
改造后产品分布改善，转化率提高了，液化石油气中丙烯含量有所提高，这是所希望的产品，提高了掺炼重油的比例。反应－再生系统的操作性能改善了，两个滑伐可自动调节灵敏，两器料位平稳，反应温度可精确控制。再生烧焦效果有所提高，这对于保持催化剂活性，从而得到良好的产品分布具有重要意义。干气产率明显减少，表明VDS系统对减少二交裂解反应效果明显。主风分布有根本改善，再生器径向温差由改造前的10～20℃降至改造后的1～5℃。提高了装置运行的安全系数，对生产清洁燃料减少排污有显著效果。
本工程改造项目投资4999万元，预计投资回收期1.56年，年利润可增加3000多万元。
4、我们的体会与建议
4.1
中美双方应加强行业对口学习清洁生产实际应用技术、加强源头的预防和预处理，尤其是经济效益好排污少的新的清洁工艺和设备。国际环境组织应组织专家评审、筛选和做好推荐工作。
4.2
清洁生产审计容易，方案实施难。推行清洁生产和方案的实施，应结合技术更新、技术改造、改建、扩建进行，将生产技术与环保技术结合起来，努力获取经济与环境双重效益，避免单打一，这样清洁生产对企业才能产生巨大的吸引力，企业在财力上也才能够承担和增加后劲。
4.3
清洁生产方案的实施必须抓住重点，不能面面具到，尤其是在目前大多数企业经济效益不佳的情况下更是如此。
4.4
我厂在清洁生产审计中提出的23个方案，除F19号尚未实施外，其余22个方案至今已全部实施。但是清洁生产是一个持续的循环过程，只有不断地进行清洁生产审计，实施清洁生产方案，才能达到清洁生产的目标。
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