催化裂化聯(lián)合裝置開停工不放火炬措施

黃曉明，樂開平

（中國石化鎮(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現(xiàn)零排放開停工是煉油企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。340萬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，為提高機組運行效率，裝置設置為單臺氣壓機，因機組額定流量大，以往在開停工時因低處理量下氣壓機入口流量不足，機組易喘振，導致開工反應噴油后15 min和停工切斷進料前后氣壓機不能正常運行，需入口放火炬閥控制反應壓力，造成富氣排放至火炬系統(tǒng)。

1 機組概況和喘振分析

鎮(zhèn)海煉化340萬t/a催化裂化聯(lián)合裝置氣壓機組由NG50/40/0型汽輪機和2MCL806-1型壓縮機組成，表1為2MCL806-1型壓縮機性能參數(shù)，圖1為2MCL806-1型壓縮機的喘振曲線。由表1和圖1可知，該壓縮機設計壓比為8.0，機組喘振流量為44 000 m3/h。該催化裂化聯(lián)合裝置在切斷進料前，最低維持處理量為150 t/h，按富氣產率計算，該處理量下壓縮機入口富氣流量為20 080 m3/h，此時運行點在設計壓比下已低于機組喘振線，若全開機組反喘振閥，在停工工況下，實測反喘振線最大流量為8 200 m3/h，壓縮機入口富氣流量為28 280 m3/h，在設計壓比下小于機組喘振流量，機組不能維持正常運行。

表1 2MCL806-1型壓縮機性能參數(shù)

圖1 2MCL806-1型壓縮機的喘振曲線

2 停工時維持氣壓機正常運行防止停工放火炬

2.1 停工放火炬原因分析

在停工低處理量階段，氣壓機運行點可能會進入喘振線左側區(qū)域，機組難以維持正常運行，因此必須在停工階段增加氣壓機入口流量或降低壓比，使氣壓機運行點處于正常范圍。停工各階段氣壓機運行情況見表2。

由表2可知，在停工前裝置處理量降至200 t/h時，如果按傳統(tǒng)的停工方案，將預提升干氣切換至預提升蒸汽后，氣壓機入口流量小于機組喘振流量，經吸收—解吸系統(tǒng)降壓操作，降低氣壓機出口壓力，減小壓比后，運行點貼近放空線運行，機組基本能維持正常運行。當切斷進料前10 min，裝置處理量降至150 t/h，氣壓機入口流量小于喘振流量，進一步降低吸收—解吸系統(tǒng)壓力，減小壓比，機組運行點緊靠喘振線，如操作稍有波動，機組就會出現(xiàn)喘振。在切斷進料后，機組入口流量大幅下降，機組在5 min內出現(xiàn)喘振，必須立即停機，反應壓力改氣壓機入口放火炬閥控制。

表2 停工階段氣壓機運行情況

2.2 停工時防止放火炬措施

為維持停工期間氣壓機的平穩(wěn)運行，采用了停工時預提升干氣不提前切換為蒸汽的操作方法，氣壓機在停工前會增加10 000 m3/h的循環(huán)流量，在切斷進料前，可以確保機組運行點在放空線右側，機組可以正常運行，但切斷進料時切斷進料自保閥動作，預提升干氣會自動關閉，切換為預提升蒸汽，此時氣壓機入口流量會大幅下降，氣壓機在停工后一般很難維持超過5 min，即出現(xiàn)喘振停機。

為延長切斷進料后機組正常運行時間，避免大量放火炬，在2016年停工操作時，采取了再吸收塔底液位壓空，通過塔底液控閥將部分干氣返回分餾塔，大幅增加了氣壓機的氣體循環(huán)量，經實際操作，在切斷進料5 min后，氣壓機入口流量仍能維持在24 000 m3/h以上，而后不再下降，實踐證明可以在切斷進料后維持氣壓機長時間運行不喘振。

3 開工時提前開氣壓機防止開工放火炬

3.1 開工放火炬的原因分析

一是反應噴油初期，富氣量偏小，不足以維持機組正常運行。催化裂化裝置傳統(tǒng)開工方法是噴油初期反應壓力由氣壓機入口放火炬閥控制。二是氣壓機暖機及升速期間，為確保機組安全，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機升速，待機組升速越過臨界轉速，出口壓力升到0.6～0.7 MPa后并入吸收-解吸系統(tǒng)。傳統(tǒng)的開工操作方式使該裝置開工期間放火炬約1.5 h。

3.2 防止開工放火炬的操作方法

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

經多次開工操作，現(xiàn)該裝置可以實現(xiàn)開工時火炬零排放，具體操作要點如下：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，氣壓機蒸汽管線開始提前暖管至速關閥前；在噴油前50 min，氣壓機開始暖機；開機沖轉1 000 r/min暖機30 min，逐步提轉速至2 500 r/min，檢查機組運行正常，反應準備噴油；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定0.50 MPa，自動控制全關；機組越過臨界轉速，反應噴油，開氣壓機出口閥、出口放火炬閥關閉，富氣開始送入吸收-解吸系統(tǒng)；反應提處理量，根據(jù)反應壓力氣壓機繼續(xù)升速，同時根據(jù)機組工況逐步調高再吸收塔頂壓力，至轉速和壓力均達到設計值。

開工時裝置處理量和機組參數(shù)見表3。由表3可知，按提前開氣壓機的操作方法，在開工升速各階段，氣壓機的運行點一直處于喘振曲線的右側，機組能正常運行，實現(xiàn)開工過程不放火炬。

4 經濟及社會效益

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

表3 開工階段裝置處理量和氣壓機主要運行情況

5 結論

鎮(zhèn)海煉化催化裂化裝置實現(xiàn)停工不放火炬的主要手段一是優(yōu)化停工步驟，切斷進料前不停用預提升干氣；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，增加氣壓機的循環(huán)量，實現(xiàn)氣壓機組在切斷進料后可正常運行，停工過程中不放火炬。開工過程中不放火炬，主要手段是提前開氣壓機，同時反應提處理量和氣壓機升速緊密配合，協(xié)調一致，實現(xiàn)反應富氣在開工大幅變化時全部送入吸收-解析系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)保開工。