催化裂化聯合裝置開停工不放火炬措施

黃曉明，樂開平

（中國石化鎮海煉化分公司,浙江寧波 315207）

隨著環保要求的提高以及企業節能降耗的需要，減少低壓瓦斯排放以至最終實現零排放開停工是煉油企業發展的必然趨勢。340萬t/a催化裂化聯合裝置是鎮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。

1 機組概況和喘振分析

鎮海煉化340萬t/a催化裂化聯合裝置氣壓機組由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，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

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，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。傳統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，現該裝置可以實現開工時火炬零排放，具體操作要點如下：吸收-解吸系統維持微正壓待料，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；反應提處理量，根據反應壓力氣壓機繼續升速，同時根據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，實現開工過程不放火炬。

4 經濟及社會效益

鎮海煉化分公司340萬t催化裂化裝置按傳統開停工方式操作時，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，提升了企業環保形象。

表3 開工階段裝置處理量和氣壓機主要運行情況

5 結論

鎮海煉化催化裂化裝置實現停工不放火炬的主要手段一是優化停工步驟，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，增加氣壓機的循環量，實現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，協調一致，實現反應富氣在開工大幅變化時全部送入吸收-解析系統，實現環保開工。