催化裂解裝置中壓蒸汽管網壓力波動的危害及解決策略

李貴

摘 要：中海石油寧波大榭石化有限責任公司220萬噸/年催化裂解裝置工藝路線采用中國石化股份有限公司石油化工科學研究院（RIPP）開發的以重質烴為原料、以丙烯為主要目的產品、副產輕芳烴的催化裂解（Deep Catalytic Cracking，簡稱DCC）技術。本文介紹了中壓蒸汽管網壓力波動對氣壓機組的影響及應對策略，通過采取適當的處理方式，避免或減少經濟損失。

關鍵詞：催化裂解;中壓蒸汽;氣壓機;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，反應部分采用2個提升管反應器和第三床層反應器。第一提升管反應器原料是新鮮混合進料，油漿回煉由提升管上部進入反應器。第二提升管反應器原料是碳四、輕汽油，分別從二反的下部和上部進入。第三床層反應器為一反和二反裂解后的原料提供反應場所。再生部分采用燒焦罐和再生器床層的完全再生技術，外取熱器取走燒焦罐多余熱量并發生中壓飽和蒸汽，余熱鍋爐設一臺汽包發生中壓飽和蒸汽。分餾系統分設2臺油漿蒸汽發生器，吸收穩定系統穩定塔底2臺重沸器分別由中壓過熱蒸汽和分餾二中提供熱源。中低壓蒸汽系統設置一臺減溫減壓器平衡中低壓管網壓力。

催化裂解裝置與常規催化裂化裝置相比，液化氣產率較高，一般約40%。由于裝置產氣量較高，氣壓機組消耗中壓過熱蒸汽量也較大，本裝置正常生產汽輪機耗汽約170t/h。正常生產情況下，裝置自產中壓蒸汽約90t/h，不能滿足汽輪機運行要求，需要外網供應蒸汽。外供蒸汽壓力的波動對本裝置氣壓機組運行影響較大。

2 中壓蒸汽管網壓力波動危害

本裝置氣壓機組是由沈陽鼓風廠制造的2MCL1207兩段壓縮機和杭州汽輪機廠制造的NG63/50背壓式汽輪器組成。壓縮機組防喘振閥按兩段防喘振設計，氣壓機二級防喘振閥由二級出口返至一級出口管線，一級防喘振閥由一級出口返至分餾塔頂油氣蝶閥前管線。

當壓縮機和其他設備聯合工作時，壓縮機的工況就固定在某一點工作。一般情況下，這一點應該在設計范圍內。在壓縮機運轉時，裝置的要求是經常變動的，壓縮機的流量也相應的變化，這就要求壓縮機出口壓力也相應地按要求變化[1]。

中壓蒸汽管網波動時，中壓蒸汽流量和壓力下降。如果調整不及時很可能導致氣壓機緊急停機，被迫氣壓機入口放火炬，造成嚴重經濟損失和環境污染，甚至造成裝置停工。

3 中壓蒸汽管網壓力波動應對策略

2018年9月12日，外供中壓蒸汽公司鍋爐發生故障，外供蒸汽大量減少，裝置中壓蒸汽管網壓力大幅波動。裝置通過及時調整，快速增加自產中壓蒸汽等方式，做到了停蒸汽不停氣壓機，不切斷進料，蒸汽恢復正常后裝置迅速恢復生產。

（1）裝置中壓蒸汽消耗與供應情況。正常生產時，新鮮進料240t/h。裝置消耗中壓蒸汽總量205t/h，其中氣壓機組耗汽170t/h，穩定塔底重沸器耗汽25t/h，減溫減壓器耗汽10t/h。裝置供汽包括：外網供應130t/h，外取熱汽包產汽0t/h，兩個油漿蒸汽發生器汽包共產汽30t/h，余熱鍋爐汽包產汽45t/h。

（2）應對策略與難點。1）降低氣壓機、穩定塔底重沸器和減溫減壓器的耗汽量;2）快速增加裝置自產中壓蒸汽，保證中低壓蒸汽管網壓力平穩。3）難點在于調節時如何保證氣壓機平穩運行和在平穩運行的前提下如何快速增加自產中壓蒸汽。

（3）具體操作方法。1）反應新鮮進料量由240t/h降至最低處理量180t/h，停止C4回煉，輕汽油回煉由8t/h降至5t/h。2）三反溫度由560℃降至530℃，三反藏量由60t降至30t，反應壓力由140KPa降至90KPa，再生壓力由170KPa降至120KPa。3）根據反應降低處理量，逐漸降低氣壓機轉速至最低可調轉速，同時逐步降低再吸收塔壓力減少氣壓機背壓，以減少氣壓機用汽，但注意防止氣壓機發生喘振。4）逐漸關閉穩定塔底重沸器中壓蒸汽，全部由分餾二中為其提供熱源。減少穩定塔熱源的同時降低穩定塔壓力，保證汽油蒸氣壓合格。5）逐漸關閉減溫減壓器中壓蒸汽補低壓蒸汽用量，同時注意保證低壓蒸汽壓力穩定。6）通過燒焦罐噴燃燒油，外取熱大量取熱，外取熱汽包大量產汽。7）關小煙機入口蝶閥，開大雙動滑閥，減少煙機做功，保證余熱鍋爐汽包的產汽量，但注意主風機組電機不能超電流。8）當外網供應中壓蒸汽流量、壓力下降較多，及時關閉界區閥，防止裝置內自產中壓蒸汽外輸。

4 注意事項

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

（2）反應大幅降量必然會引起沉降器催化器跑損，應加強油漿泵運行監控，根據情況加大油漿外甩。

（3）燒焦罐噴燃燒油和關小煙氣入口蝶閥可能影響煙氣運行工況，應加強監控煙機運行情況。

（4）調整過程中密切關注氣壓機防喘振線，避免發生喘振，反應降量、氣壓機降轉速、氣壓機降背壓要協同進行，注意氣壓機轉速不能低于其最低可調轉速。

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

（6）燒焦罐噴燃燒油注意避免發生二次燃燒，及時調整主風機靜葉角度和加注CO助燃劑。

（7）關小煙氣入口蝶閥，主風機組電機電流會相應增加，嚴防電機超電流。

（8）調整過程中若中壓蒸汽壓力低于2.5MPa、溫度低于300℃，應立即組織停氣壓機組。

5 結論

經過以上應急處理，在外網供應中壓蒸汽中斷2小時內，保證了氣壓機運行平穩，裝置生產穩定。此次中壓蒸汽中斷處理方法，調整及時，反應迅速，通過自產中壓蒸汽保證氣壓機平穩運行，做到了停中壓蒸汽不停氣壓機，不放火炬，不切斷進料，既保證了設備的安全又避免了經濟損失和環境污染。

參考文獻：

[1]梁鳳印.催化裂化裝置技術手冊[M].北京：中國石化出版社，2017：339-340.