催化裂解裝置中壓蒸汽管網(wǎng)壓力波動(dòng)的危害及解決策略

李貴

摘 要：中海石油寧波大榭石化有限責(zé)任公司220萬噸/年催化裂解裝置工藝路線采用中國(guó)石化股份有限公司石油化工科學(xué)研究院（RIPP）開發(fā)的以重質(zhì)烴為原料、以丙烯為主要目的產(chǎn)品、副產(chǎn)輕芳烴的催化裂解（Deep Catalytic Cracking，簡(jiǎn)稱DCC）技術(shù)。本文介紹了中壓蒸汽管網(wǎng)壓力波動(dòng)對(duì)氣壓機(jī)組的影響及應(yīng)對(duì)策略，通過采取適當(dāng)?shù)奶幚矸绞?，避免或減少經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：催化裂解;中壓蒸汽;氣壓機(jī);喘振

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.080

1 裝置概況

本裝置原料為常壓渣油和加氫尾油混合原料，反應(yīng)部分采用2個(gè)提升管反應(yīng)器和第三床層反應(yīng)器。第一提升管反應(yīng)器原料是新鮮混合進(jìn)料，油漿回?zé)捰商嵘苌喜窟M(jìn)入反應(yīng)器。第二提升管反應(yīng)器原料是碳四、輕汽油，分別從二反的下部和上部進(jìn)入。第三床層反應(yīng)器為一反和二反裂解后的原料提供反應(yīng)場(chǎng)所。再生部分采用燒焦罐和再生器床層的完全再生技術(shù)，外取熱器取走燒焦罐多余熱量并發(fā)生中壓飽和蒸汽，余熱鍋爐設(shè)一臺(tái)汽包發(fā)生中壓飽和蒸汽。分餾系統(tǒng)分設(shè)2臺(tái)油漿蒸汽發(fā)生器，吸收穩(wěn)定系統(tǒng)穩(wěn)定塔底2臺(tái)重沸器分別由中壓過熱蒸汽和分餾二中提供熱源。中低壓蒸汽系統(tǒng)設(shè)置一臺(tái)減溫減壓器平衡中低壓管網(wǎng)壓力。

催化裂解裝置與常規(guī)催化裂化裝置相比，液化氣產(chǎn)率較高，一般約40%。由于裝置產(chǎn)氣量較高，氣壓機(jī)組消耗中壓過熱蒸汽量也較大，本裝置正常生產(chǎn)汽輪機(jī)耗汽約170t/h。正常生產(chǎn)情況下，裝置自產(chǎn)中壓蒸汽約90t/h，不能滿足汽輪機(jī)運(yùn)行要求，需要外網(wǎng)供應(yīng)蒸汽。外供蒸汽壓力的波動(dòng)對(duì)本裝置氣壓機(jī)組運(yùn)行影響較大。

2 中壓蒸汽管網(wǎng)壓力波動(dòng)危害

本裝置氣壓機(jī)組是由沈陽鼓風(fēng)廠制造的2MCL1207兩段壓縮機(jī)和杭州汽輪機(jī)廠制造的NG63/50背壓式汽輪器組成。壓縮機(jī)組防喘振閥按兩段防喘振設(shè)計(jì)，氣壓機(jī)二級(jí)防喘振閥由二級(jí)出口返至一級(jí)出口管線，一級(jí)防喘振閥由一級(jí)出口返至分餾塔頂油氣蝶閥前管線。

當(dāng)壓縮機(jī)和其他設(shè)備聯(lián)合工作時(shí)，壓縮機(jī)的工況就固定在某一點(diǎn)工作。一般情況下，這一點(diǎn)應(yīng)該在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，裝置的要求是經(jīng)常變動(dòng)的，壓縮機(jī)的流量也相應(yīng)的變化，這就要求壓縮機(jī)出口壓力也相應(yīng)地按要求變化[1]。

中壓蒸汽管網(wǎng)波動(dòng)時(shí)，中壓蒸汽流量和壓力下降。如果調(diào)整不及時(shí)很可能導(dǎo)致氣壓機(jī)緊急停機(jī)，被迫氣壓機(jī)入口放火炬，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，甚至造成裝置停工。

3 中壓蒸汽管網(wǎng)壓力波動(dòng)應(yīng)對(duì)策略

2018年9月12日，外供中壓蒸汽公司鍋爐發(fā)生故障，外供蒸汽大量減少，裝置中壓蒸汽管網(wǎng)壓力大幅波動(dòng)。裝置通過及時(shí)調(diào)整，快速增加自產(chǎn)中壓蒸汽等方式，做到了停蒸汽不停氣壓機(jī)，不切斷進(jìn)料，蒸汽恢復(fù)正常后裝置迅速恢復(fù)生產(chǎn)。

（1）裝置中壓蒸汽消耗與供應(yīng)情況。正常生產(chǎn)時(shí)，新鮮進(jìn)料240t/h。裝置消耗中壓蒸汽總量205t/h，其中氣壓機(jī)組耗汽170t/h，穩(wěn)定塔底重沸器耗汽25t/h，減溫減壓器耗汽10t/h。裝置供汽包括：外網(wǎng)供應(yīng)130t/h，外取熱汽包產(chǎn)汽0t/h，兩個(gè)油漿蒸汽發(fā)生器汽包共產(chǎn)汽30t/h，余熱鍋爐汽包產(chǎn)汽45t/h。

（2）應(yīng)對(duì)策略與難點(diǎn)。1）降低氣壓機(jī)、穩(wěn)定塔底重沸器和減溫減壓器的耗汽量;2）快速增加裝置自產(chǎn)中壓蒸汽，保證中低壓蒸汽管網(wǎng)壓力平穩(wěn)。3）難點(diǎn)在于調(diào)節(jié)時(shí)如何保證氣壓機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行和在平穩(wěn)運(yùn)行的前提下如何快速增加自產(chǎn)中壓蒸汽。

（3）具體操作方法。1）反應(yīng)新鮮進(jìn)料量由240t/h降至最低處理量180t/h，停止C4回?zé)?，輕汽油回?zé)捰?t/h降至5t/h。2）三反溫度由560℃降至530℃，三反藏量由60t降至30t，反應(yīng)壓力由140KPa降至90KPa，再生壓力由170KPa降至120KPa。3）根據(jù)反應(yīng)降低處理量，逐漸降低氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速至最低可調(diào)轉(zhuǎn)速，同時(shí)逐步降低再吸收塔壓力減少氣壓機(jī)背壓，以減少氣壓機(jī)用汽，但注意防止氣壓機(jī)發(fā)生喘振。4）逐漸關(guān)閉穩(wěn)定塔底重沸器中壓蒸汽，全部由分餾二中為其提供熱源。減少穩(wěn)定塔熱源的同時(shí)降低穩(wěn)定塔壓力，保證汽油蒸氣壓合格。5）逐漸關(guān)閉減溫減壓器中壓蒸汽補(bǔ)低壓蒸汽用量，同時(shí)注意保證低壓蒸汽壓力穩(wěn)定。6）通過燒焦罐噴燃燒油，外取熱大量取熱，外取熱汽包大量產(chǎn)汽。7）關(guān)小煙機(jī)入口蝶閥，開大雙動(dòng)滑閥，減少煙機(jī)做功，保證余熱鍋爐汽包的產(chǎn)汽量，但注意主風(fēng)機(jī)組電機(jī)不能超電流。8）當(dāng)外網(wǎng)供應(yīng)中壓蒸汽流量、壓力下降較多，及時(shí)關(guān)閉界區(qū)閥，防止裝置內(nèi)自產(chǎn)中壓蒸汽外輸。

4 注意事項(xiàng)

（1）此種處理方法只適用于中壓蒸汽供應(yīng)緩慢中斷的情況，且滿足自產(chǎn)中壓蒸汽量大于汽輪機(jī)運(yùn)行所需最小蒸汽量。不適用于中壓蒸汽驟降或突然中斷的情況。

（2）反應(yīng)大幅降量必然會(huì)引起沉降器催化器跑損，應(yīng)加強(qiáng)油漿泵運(yùn)行監(jiān)控，根據(jù)情況加大油漿外甩。

（3）燒焦罐噴燃燒油和關(guān)小煙氣入口蝶閥可能影響煙氣運(yùn)行工況，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控?zé)煓C(jī)運(yùn)行情況。

（4）調(diào)整過程中密切關(guān)注氣壓機(jī)防喘振線，避免發(fā)生喘振，反應(yīng)降量、氣壓機(jī)降轉(zhuǎn)速、氣壓機(jī)降背壓要協(xié)同進(jìn)行，注意氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速不能低于其最低可調(diào)轉(zhuǎn)速。

（5）分餾系統(tǒng)注意及時(shí)外收柴油，控制較高的封油罐液位，保證燒焦罐燃燒油和各機(jī)泵封油供應(yīng)。

（6）燒焦罐噴燃燒油注意避免發(fā)生二次燃燒，及時(shí)調(diào)整主風(fēng)機(jī)靜葉角度和加注CO助燃劑。

（7）關(guān)小煙氣入口蝶閥，主風(fēng)機(jī)組電機(jī)電流會(huì)相應(yīng)增加，嚴(yán)防電機(jī)超電流。

（8）調(diào)整過程中若中壓蒸汽壓力低于2.5MPa、溫度低于300℃，應(yīng)立即組織停氣壓機(jī)組。

5 結(jié)論

經(jīng)過以上應(yīng)急處理，在外網(wǎng)供應(yīng)中壓蒸汽中斷2小時(shí)內(nèi)，保證了氣壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，裝置生產(chǎn)穩(wěn)定。此次中壓蒸汽中斷處理方法，調(diào)整及時(shí)，反應(yīng)迅速，通過自產(chǎn)中壓蒸汽保證氣壓機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，做到了停中壓蒸汽不停氣壓機(jī)，不放火炬，不切斷進(jìn)料，既保證了設(shè)備的安全又避免了經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁鳳印.催化裂化裝置技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，2017：339-340.