催化裂化裝置開工不放火炬研究

王統(tǒng)義

摘要：本文從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，通過對煉油廠催化裂化裝置開工放火炬帶來的環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。提出了催化裂化裝置在開工過程中存在的難點(diǎn)，然后從難點(diǎn)產(chǎn)生的根源進(jìn)行剖析，針對性的找出了解決方案。為實(shí)現(xiàn)催化裂化裝置在開工后過程中不放火炬提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：催化裂化裝置 ? 開工 ? 火炬 ?氣壓機(jī) ? 環(huán)保

一、前 ?言

為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國水污染防治法》、《中華人民共和國大氣污染防治法》等法律、法規(guī)，保護(hù)環(huán)境，防治污染，促進(jìn)石油煉制工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展，制定GB31570。催化裝置的清潔生產(chǎn)對整個(gè)煉廠的環(huán)保清潔意義重大。

催化裝置的富氣主要成分是液化氣，液化氣的主要成分為CH4，摩爾質(zhì)量為16克，1噸=1000000克，1000000/16=62500，說明有62500摩爾CH4，1摩爾CH4燃燒后生成1摩爾CO2，所以總共生成62500摩爾CO2，CO2的摩爾質(zhì)量為44克，44*62500=2750000克=2.75噸，所以會產(chǎn)生2.75噸廢氣。氣態(tài)污染物從污染源排放進(jìn)入大氣，可以直接對大氣造成污染，也可以經(jīng)過反應(yīng)形成二次污染物。

實(shí)現(xiàn)開工不放火炬，可增加經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也能解決催化裂化裝置開工過程中火炬放燒造成的環(huán)境污染問題，為煉油廠節(jié)能降耗工作作出貢獻(xiàn)。

二、 開工不放火炬實(shí)施過程存在的困難

影響催化裂化裝置實(shí)現(xiàn)開工期間不放火炬的問題主要為以下兩個(gè)方面：

（1）開工噴油前，氣壓機(jī)無法并入穩(wěn)定系統(tǒng)

由于催化裝置現(xiàn)有工藝條件、氣壓機(jī)工況及干氣管網(wǎng)壓力高等因素影響，利用目前瓦斯充壓系統(tǒng)，在噴油前，氣壓機(jī)無法實(shí)現(xiàn)與穩(wěn)定系統(tǒng)同步運(yùn)行，造成氣壓機(jī)出口憋壓，氣壓機(jī)易發(fā)生喘振的情況。

（2）噴油后，中段循環(huán)無法立即建立，穩(wěn)定系統(tǒng)無熱源

系統(tǒng)噴油后，由于分餾塔中段循環(huán)無法立即建立，穩(wěn)定系統(tǒng)解析塔及穩(wěn)定塔無法取熱，如將富氣并入穩(wěn)定系統(tǒng)，在穩(wěn)定塔無法取熱的情況下，將導(dǎo)致穩(wěn)定汽油攜帶大量液化氣，外送至罐區(qū)，將存在極大的安全隱患。

三、 氣壓機(jī)喘振原理分析

1、氣壓機(jī)防喘振原理

（1）流量

每臺離心式壓縮機(jī)在不同轉(zhuǎn)速n下都對應(yīng)著一條出口壓力P與流量Q之間的曲線。隨著流量的減少，壓縮機(jī)的出口壓力逐漸增大，當(dāng)達(dá)到該轉(zhuǎn)速下最大出口壓力時(shí)，機(jī)組進(jìn)入喘振區(qū)，壓縮機(jī)出口壓力開始減小，流量也隨之減小，壓縮機(jī)發(fā)生喘振。從曲線上看，流量減小是發(fā)生喘振的根本原因，在實(shí)際生產(chǎn)中盡量避免壓縮機(jī)在小流量的工況下運(yùn)行。一般認(rèn)為，壓縮機(jī)在最小流量下應(yīng)低于設(shè)計(jì)流量60%。

（2）氣體相對分子質(zhì)量

離心壓縮機(jī)在相同轉(zhuǎn)速、不同相對分子質(zhì)量下恒壓進(jìn)行的曲線，從曲線中可以看出，在恒壓運(yùn)行條件下，當(dāng)相對分子質(zhì)量M=20的氣體發(fā)生喘振時(shí)，相對分子質(zhì)量為M=25和M=28的氣體運(yùn)行點(diǎn)還遠(yuǎn)離喘振區(qū)。因此，在恒壓運(yùn)行工況下，相對分子質(zhì)量越小，越容易發(fā)生喘振。

（3）入口壓力

壓縮機(jī)的入口壓力P1>P2>P3，在壓縮機(jī)恒壓的運(yùn)行工況下，入口壓力越低，壓縮機(jī)越容易發(fā)生喘振，這也是入口過濾器壓差增大時(shí)，要及時(shí)更換濾網(wǎng)的原因。

（4）入口溫度

恒壓恒轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的離心式壓縮機(jī)在不同入口氣體溫度時(shí)的進(jìn)行曲線，從曲線上可以看出在恒壓運(yùn)行工況下，氣體入口溫度越高，越容易發(fā)生喘振。因此，對同一臺離心式壓縮機(jī)來說，夏季比冬季更容易發(fā)生喘振。

（5）轉(zhuǎn)速

透平式驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)，往往根據(jù)外界不同流量要求而運(yùn)行在不同轉(zhuǎn)速下，從圖3可以知道，在外界用氣量一定的情況下，轉(zhuǎn)速越高，越容易發(fā)生喘振。

四、方案的可行性研究

1、采用開工噴汽油的方法，根據(jù)催化劑裂解原理，汽油與催化劑反應(yīng)產(chǎn)生富氣，帶動(dòng)氣壓機(jī)升速運(yùn)行，保證氣壓機(jī)臨界轉(zhuǎn)速，不發(fā)生喘振，同時(shí)利用氣壓機(jī)反飛動(dòng)控制氣壓機(jī)入口富氣流量及出口壓力，防止氣壓機(jī)發(fā)生喘振。

2、采用工藝相對成熟的穩(wěn)定系統(tǒng)蒸汽加熱方法，可以在開工過程中不受中段上量緩慢的影響，用低壓蒸汽將解析塔、穩(wěn)定塔底部溫度直接加熱到所需溫度，保證穩(wěn)定系統(tǒng)熱源充足。

3、加強(qiáng)工藝過程控制：從渣油進(jìn)料溫度、催化劑再生溫度、氣壓機(jī)入口富氣流量做好管控。

五、 技術(shù)應(yīng)用

1、不放火炬技術(shù)方案

在噴油前，先將氣壓機(jī)啟動(dòng)后低速運(yùn)行，反再系統(tǒng)建立三器流化后，引入少量瓦斯至氣壓機(jī)入口，全開氣壓機(jī)反飛動(dòng)，將氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速升至3000r/min左右，關(guān)閉瓦斯沖壓系統(tǒng)，氣壓機(jī)自循環(huán)。隨后投用提升管終止劑，向提升管內(nèi)噴汽油，將氣壓機(jī)轉(zhuǎn)速升至5500r/min以上后突破界臨界轉(zhuǎn)速，在升速過程中，為防止氣壓機(jī)喘振，可將氣壓機(jī)出口防喘振蝶閥開至過量。噴油初期，氣壓機(jī)出口壓力偏低，將少量富氣放入低壓瓦斯管網(wǎng)不會沖破氣柜水封導(dǎo)致火炬放燒。氣壓機(jī)工況穩(wěn)定后，開始向提升管內(nèi)噴入原料油，噴油過程中，首先關(guān)閉氣壓機(jī)出口防喘振蝶閥，然后緩慢關(guān)小氣壓機(jī)反飛動(dòng)調(diào)節(jié)閥，待氣壓機(jī)出口壓力高于穩(wěn)定系統(tǒng)壓力時(shí)，打開富氣并穩(wěn)定蝶閥，將富氣并入穩(wěn)定系統(tǒng)。

2、穩(wěn)定系統(tǒng)熱源問題

將E306、E309加熱蒸汽出口管線進(jìn)行改造，將兩臺重沸器加熱蒸汽出口管線直接接至凝結(jié)水罐入口處，降低加熱蒸汽背壓，可實(shí)現(xiàn)目前加熱蒸汽滿足生產(chǎn)需求的條件。待中段循環(huán)量穩(wěn)定后，兩臺重沸器分別進(jìn)行中段油與蒸汽的切換。達(dá)到開工穩(wěn)定系統(tǒng)取熱的要求，消除開工期間中段循環(huán)建立前穩(wěn)定系統(tǒng)熱源不足，穩(wěn)定汽油帶液化氣的風(fēng)險(xiǎn)。

六、結(jié)論

1、通過對提升管終止劑及原料流程進(jìn)行改造優(yōu)化，解決開工過程中氣壓機(jī)喘振造成火炬放燒問題，每次開工可減少120噸液化氣放燒，解決了開工過程中的環(huán)境污染問題。

2、優(yōu)化完善穩(wěn)定系統(tǒng)加熱流程，解決開工噴油分餾塔中段未建立之前穩(wěn)定系統(tǒng)無熱源，液化氣隨汽油進(jìn)入罐區(qū)所帶來的安全隱患。

3、通過對催化裂化裝置開工流程進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，消除了催化裂化裝置開工過程中火炬放燒的現(xiàn)象，可節(jié)約成本36萬元/次。