催化裂化聯(lián)合裝置開(kāi)停工不放火炬措施

黃曉明，樂(lè)開(kāi)平

（中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化分公司,浙江寧波 315207）

隨著環(huán)保要求的提高以及企業(yè)節(jié)能降耗的需要，減少低壓瓦斯排放以至最終實(shí)現(xiàn)零排放開(kāi)停工是煉油企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。340萬(wàn)t/a催化裂化聯(lián)合裝置是鎮(zhèn)海煉化的主要煉油裝置之一，為提高機(jī)組運(yùn)行效率，裝置設(shè)置為單臺(tái)氣壓機(jī)，因機(jī)組額定流量大，以往在開(kāi)停工時(shí)因低處理量下氣壓機(jī)入口流量不足，機(jī)組易喘振，導(dǎo)致開(kāi)工反應(yīng)噴油后15 min和停工切斷進(jìn)料前后氣壓機(jī)不能正常運(yùn)行，需入口放火炬閥控制反應(yīng)壓力，造成富氣排放至火炬系統(tǒng)。

1 機(jī)組概況和喘振分析

鎮(zhèn)海煉化340萬(wàn)t/a催化裂化聯(lián)合裝置氣壓機(jī)組由NG50/40/0型汽輪機(jī)和2MCL806-1型壓縮機(jī)組成，表1為2MCL806-1型壓縮機(jī)性能參數(shù)，圖1為2MCL806-1型壓縮機(jī)的喘振曲線。由表1和圖1可知，該壓縮機(jī)設(shè)計(jì)壓比為8.0，機(jī)組喘振流量為44 000 m3/h。該催化裂化聯(lián)合裝置在切斷進(jìn)料前，最低維持處理量為150 t/h，按富氣產(chǎn)率計(jì)算，該處理量下壓縮機(jī)入口富氣流量為20 080 m3/h，此時(shí)運(yùn)行點(diǎn)在設(shè)計(jì)壓比下已低于機(jī)組喘振線，若全開(kāi)機(jī)組反喘振閥，在停工工況下，實(shí)測(cè)反喘振線最大流量為8 200 m3/h，壓縮機(jī)入口富氣流量為28 280 m3/h，在設(shè)計(jì)壓比下小于機(jī)組喘振流量，機(jī)組不能維持正常運(yùn)行。

表1 2MCL806-1型壓縮機(jī)性能參數(shù)

圖1 2MCL806-1型壓縮機(jī)的喘振曲線

2 停工時(shí)維持氣壓機(jī)正常運(yùn)行防止停工放火炬

2.1 停工放火炬原因分析

在停工低處理量階段，氣壓機(jī)運(yùn)行點(diǎn)可能會(huì)進(jìn)入喘振線左側(cè)區(qū)域，機(jī)組難以維持正常運(yùn)行，因此必須在停工階段增加氣壓機(jī)入口流量或降低壓比，使氣壓機(jī)運(yùn)行點(diǎn)處于正常范圍。停工各階段氣壓機(jī)運(yùn)行情況見(jiàn)表2。

由表2可知，在停工前裝置處理量降至200 t/h時(shí)，如果按傳統(tǒng)的停工方案，將預(yù)提升干氣切換至預(yù)提升蒸汽后，氣壓機(jī)入口流量小于機(jī)組喘振流量，經(jīng)吸收—解吸系統(tǒng)降壓操作，降低氣壓機(jī)出口壓力，減小壓比后，運(yùn)行點(diǎn)貼近放空線運(yùn)行，機(jī)組基本能維持正常運(yùn)行。當(dāng)切斷進(jìn)料前10 min，裝置處理量降至150 t/h，氣壓機(jī)入口流量小于喘振流量，進(jìn)一步降低吸收—解吸系統(tǒng)壓力，減小壓比，機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)緊靠喘振線，如操作稍有波動(dòng)，機(jī)組就會(huì)出現(xiàn)喘振。在切斷進(jìn)料后，機(jī)組入口流量大幅下降，機(jī)組在5 min內(nèi)出現(xiàn)喘振，必須立即停機(jī)，反應(yīng)壓力改氣壓機(jī)入口放火炬閥控制。

表2 停工階段氣壓機(jī)運(yùn)行情況

2.2 停工時(shí)防止放火炬措施

為維持停工期間氣壓機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行，采用了停工時(shí)預(yù)提升干氣不提前切換為蒸汽的操作方法，氣壓機(jī)在停工前會(huì)增加10 000 m3/h的循環(huán)流量，在切斷進(jìn)料前，可以確保機(jī)組運(yùn)行點(diǎn)在放空線右側(cè)，機(jī)組可以正常運(yùn)行，但切斷進(jìn)料時(shí)切斷進(jìn)料自保閥動(dòng)作，預(yù)提升干氣會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，切換為預(yù)提升蒸汽，此時(shí)氣壓機(jī)入口流量會(huì)大幅下降，氣壓機(jī)在停工后一般很難維持超過(guò)5 min，即出現(xiàn)喘振停機(jī)。

為延長(zhǎng)切斷進(jìn)料后機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)間，避免大量放火炬，在2016年停工操作時(shí)，采取了再吸收塔底液位壓空，通過(guò)塔底液控閥將部分干氣返回分餾塔，大幅增加了氣壓機(jī)的氣體循環(huán)量，經(jīng)實(shí)際操作，在切斷進(jìn)料5 min后，氣壓機(jī)入口流量仍能維持在24 000 m3/h以上，而后不再下降，實(shí)踐證明可以在切斷進(jìn)料后維持氣壓機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行不喘振。

3 開(kāi)工時(shí)提前開(kāi)氣壓機(jī)防止開(kāi)工放火炬

3.1 開(kāi)工放火炬的原因分析

一是反應(yīng)噴油初期，富氣量偏小，不足以維持機(jī)組正常運(yùn)行。催化裂化裝置傳統(tǒng)開(kāi)工方法是噴油初期反應(yīng)壓力由氣壓機(jī)入口放火炬閥控制。二是氣壓機(jī)暖機(jī)及升速期間，為確保機(jī)組安全，出口不并入吸收-解吸系統(tǒng)，而是采取出口放火炬的方式開(kāi)機(jī)升速，待機(jī)組升速越過(guò)臨界轉(zhuǎn)速，出口壓力升到0.6～0.7 MPa后并入吸收-解吸系統(tǒng)。傳統(tǒng)的開(kāi)工操作方式使該裝置開(kāi)工期間放火炬約1.5 h。

3.2 防止開(kāi)工放火炬的操作方法

要實(shí)現(xiàn)催化裂化裝置開(kāi)工期間火炬零排放，關(guān)鍵要做到以下3點(diǎn)：1）氣壓機(jī)在反應(yīng)噴油前提前暖機(jī)，自循環(huán)升速至3 500 r/min。2）反應(yīng)噴油，氣壓機(jī)升速時(shí)就具備并入吸收-解吸系統(tǒng)的條件。3）反應(yīng)噴油后，氣壓機(jī)在升速過(guò)程中入口流量始終高于喘振流量。

經(jīng)多次開(kāi)工操作，現(xiàn)該裝置可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)工時(shí)火炬零排放，具體操作要點(diǎn)如下：吸收-解吸系統(tǒng)維持微正壓待料，壓力不大于0.15 MPa；在噴油前6 h，氣壓機(jī)蒸汽管線開(kāi)始提前暖管至速關(guān)閥前；在噴油前50 min，氣壓機(jī)開(kāi)始暖機(jī)；開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)1 000 r/min暖機(jī)30 min，逐步提轉(zhuǎn)速至2 500 r/min，檢查機(jī)組運(yùn)行正常，反應(yīng)準(zhǔn)備噴油；噴油前，打通再吸收塔頂→干氣脫硫精制→系統(tǒng)高瓦流程，再吸收塔頂壓力控制閥壓力設(shè)定0.50 MPa，自動(dòng)控制全關(guān)；機(jī)組越過(guò)臨界轉(zhuǎn)速，反應(yīng)噴油，開(kāi)氣壓機(jī)出口閥、出口放火炬閥關(guān)閉，富氣開(kāi)始送入吸收-解吸系統(tǒng)；反應(yīng)提處理量，根據(jù)反應(yīng)壓力氣壓機(jī)繼續(xù)升速，同時(shí)根據(jù)機(jī)組工況逐步調(diào)高再吸收塔頂壓力，至轉(zhuǎn)速和壓力均達(dá)到設(shè)計(jì)值。

開(kāi)工時(shí)裝置處理量和機(jī)組參數(shù)見(jiàn)表3。由表3可知，按提前開(kāi)氣壓機(jī)的操作方法，在開(kāi)工升速各階段，氣壓機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)一直處于喘振曲線的右側(cè)，機(jī)組能正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)開(kāi)工過(guò)程不放火炬。

4 經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益

鎮(zhèn)海煉化分公司340萬(wàn)t催化裂化裝置按傳統(tǒng)開(kāi)停工方式操作時(shí)，停工排放火炬0.5 h，開(kāi)工排放1.5 h計(jì)算，開(kāi)停工不放火炬可減少油氣排放70 t，減少了開(kāi)停工物料消耗，提升了企業(yè)環(huán)保形象。

表3 開(kāi)工階段裝置處理量和氣壓機(jī)主要運(yùn)行情況

5 結(jié)論

鎮(zhèn)海煉化催化裂化裝置實(shí)現(xiàn)停工不放火炬的主要手段一是優(yōu)化停工步驟，切斷進(jìn)料前不停用預(yù)提升干氣；二是活用流程，借用再吸收塔底富吸收油返分餾塔流程，返回部分干氣，增加氣壓機(jī)的循環(huán)量，實(shí)現(xiàn)氣壓機(jī)組在切斷進(jìn)料后可正常運(yùn)行，停工過(guò)程中不放火炬。開(kāi)工過(guò)程中不放火炬，主要手段是提前開(kāi)氣壓機(jī)，同時(shí)反應(yīng)提處理量和氣壓機(jī)升速緊密配合，協(xié)調(diào)一致，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)富氣在開(kāi)工大幅變化時(shí)全部送入吸收-解析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)保開(kāi)工。