催化裂化裝置開工不放火炬研究

王統義

摘要：本文從環境保護的角度出發，通過對煉油廠催化裂化裝置開工放火炬帶來的環保風險和經濟效益進行分析。提出了催化裂化裝置在開工過程中存在的難點，然后從難點產生的根源進行剖析，針對性的找出了解決方案。為實現催化裂化裝置在開工后過程中不放火炬提供了理論依據。

關鍵詞：催化裂化裝置 ? 開工 ? 火炬 ?氣壓機 ? 環保

一、前 ?言

為貫徹《中華人民共和國環境保護法》、《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，保護環境，防治污染，促進石油煉制工業的技術進步和可持續發展，制定GB31570。催化裝置的清潔生產對整個煉廠的環保清潔意義重大。

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的摩爾質量為44克，44*62500=2750000克=2.75噸，所以會產生2.75噸廢氣。氣態污染物從污染源排放進入大氣，可以直接對大氣造成污染，也可以經過反應形成二次污染物。

實現開工不放火炬，可增加經濟效益，同時也能解決催化裂化裝置開工過程中火炬放燒造成的環境污染問題，為煉油廠節能降耗工作作出貢獻。

二、 開工不放火炬實施過程存在的困難

影響催化裂化裝置實現開工期間不放火炬的問題主要為以下兩個方面：

（1）開工噴油前，氣壓機無法并入穩定系統

由于催化裝置現有工藝條件、氣壓機工況及干氣管網壓力高等因素影響，利用目前瓦斯充壓系統，在噴油前，氣壓機無法實現與穩定系統同步運行，造成氣壓機出口憋壓，氣壓機易發生喘振的情況。

（2）噴油后，中段循環無法立即建立，穩定系統無熱源

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

三、 氣壓機喘振原理分析

1、氣壓機防喘振原理

（1）流量

每臺離心式壓縮機在不同轉速n下都對應著一條出口壓力P與流量Q之間的曲線。隨著流量的減少，壓縮機的出口壓力逐漸增大，當達到該轉速下最大出口壓力時，機組進入喘振區，壓縮機出口壓力開始減小，流量也隨之減小，壓縮機發生喘振。從曲線上看，流量減小是發生喘振的根本原因，在實際生產中盡量避免壓縮機在小流量的工況下運行。一般認為，壓縮機在最小流量下應低于設計流量60%。

（2）氣體相對分子質量

離心壓縮機在相同轉速、不同相對分子質量下恒壓進行的曲線，從曲線中可以看出，在恒壓運行條件下，當相對分子質量M=20的氣體發生喘振時，相對分子質量為M=25和M=28的氣體運行點還遠離喘振區。因此，在恒壓運行工況下，相對分子質量越小，越容易發生喘振。

（3）入口壓力

壓縮機的入口壓力P1>P2>P3，在壓縮機恒壓的運行工況下，入口壓力越低，壓縮機越容易發生喘振，這也是入口過濾器壓差增大時，要及時更換濾網的原因。

（4）入口溫度

恒壓恒轉速下進行的離心式壓縮機在不同入口氣體溫度時的進行曲線，從曲線上可以看出在恒壓運行工況下，氣體入口溫度越高，越容易發生喘振。因此，對同一臺離心式壓縮機來說，夏季比冬季更容易發生喘振。

（5）轉速

透平式驅動的壓縮機，往往根據外界不同流量要求而運行在不同轉速下，從圖3可以知道，在外界用氣量一定的情況下，轉速越高，越容易發生喘振。

四、方案的可行性研究

1、采用開工噴汽油的方法，根據催化劑裂解原理，汽油與催化劑反應產生富氣，帶動氣壓機升速運行，保證氣壓機臨界轉速，不發生喘振，同時利用氣壓機反飛動控制氣壓機入口富氣流量及出口壓力，防止氣壓機發生喘振。

2、采用工藝相對成熟的穩定系統蒸汽加熱方法，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、穩定塔底部溫度直接加熱到所需溫度，保證穩定系統熱源充足。

3、加強工藝過程控制：從渣油進料溫度、催化劑再生溫度、氣壓機入口富氣流量做好管控。

五、 技術應用

1、不放火炬技術方案

在噴油前，先將氣壓機啟動后低速運行，反再系統建立三器流化后，引入少量瓦斯至氣壓機入口，全開氣壓機反飛動，將氣壓機轉速升至3000r/min左右，關閉瓦斯沖壓系統，氣壓機自循環。隨后投用提升管終止劑，向提升管內噴汽油，將氣壓機轉速升至5500r/min以上后突破界臨界轉速，在升速過程中，為防止氣壓機喘振，可將氣壓機出口防喘振蝶閥開至過量。噴油初期，氣壓機出口壓力偏低，將少量富氣放入低壓瓦斯管網不會沖破氣柜水封導致火炬放燒。氣壓機工況穩定后，開始向提升管內噴入原料油，噴油過程中，首先關閉氣壓機出口防喘振蝶閥，然后緩慢關小氣壓機反飛動調節閥，待氣壓機出口壓力高于穩定系統壓力時，打開富氣并穩定蝶閥，將富氣并入穩定系統。

2、穩定系統熱源問題

將E306、E309加熱蒸汽出口管線進行改造，將兩臺重沸器加熱蒸汽出口管線直接接至凝結水罐入口處，降低加熱蒸汽背壓，可實現目前加熱蒸汽滿足生產需求的條件。待中段循環量穩定后，兩臺重沸器分別進行中段油與蒸汽的切換。達到開工穩定系統取熱的要求，消除開工期間中段循環建立前穩定系統熱源不足，穩定汽油帶液化氣的風險。

六、結論

1、通過對提升管終止劑及原料流程進行改造優化，解決開工過程中氣壓機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境污染問題。

2、優化完善穩定系統加熱流程，解決開工噴油分餾塔中段未建立之前穩定系統無熱源，液化氣隨汽油進入罐區所帶來的安全隱患。

3、通過對催化裂化裝置開工流程進行優化調整，消除了催化裂化裝置開工過程中火炬放燒的現象，可節約成本36萬元/次。