乙烯裝置停工搶修急冷系統處置措施

黃錦鵬

（福建聯合石油化工有限公司，福建泉州 362800）

某乙烯裝置2009年8月建成投產，設計能力80萬t/a，原設計采用魯姆斯/中國石化合作開發的技術，2013年采用ST技術進行脫瓶頸改造，能力提升至110萬t/a。2019年4月由于裂解氣壓縮機段間冷卻器內漏，停工搶修7個工作日，火炬排放總量控制在了300 t以內。

1 主要措施

通常，為了維持停工期間急冷系統運轉，至少保持一臺裂解爐新鮮進料，急冷水塔頂會持續產生火炬排放。此次停工搶修期間，繼續采用所有裂解爐切出系統，裂解氣壓縮機入口電動閥關閉，急冷系統單獨運轉的火炬減排控制措施。

裂解爐退料順序為氣相原料裂解爐-石腦油裂解爐-重質原料裂解爐。裂解爐退料過程中，急冷油循環量、急冷水循環量逐步降低，稀釋蒸汽發生器逐步切出；裂解爐新鮮進料退出后，裂解柴油汽提塔停運；裂解爐稀釋蒸汽全部切出后，工藝水系統停運；急冷油塔頂汽油回流、中部盤油循環全部停止；供應沖洗油系統的盤油由界外補充裂解柴油或催化柴油替代。在裂解氣壓縮機停車后、裂解爐新鮮進料完全切斷前，急冷水塔頂有部分物料排放至火炬，由于裂解氣壓縮機停車前有所準備，裂解爐退料及時，未出現大量物料排放至火炬的現象。

停車期間，急冷系統熱源為管線伴熱、裂解氣大閥防焦蒸汽等，裂解燃料油塔、裂解柴油汽提塔、工藝水汽提塔等汽提蒸汽全停；裂解爐稀釋蒸汽由中壓蒸汽減溫減壓替代；保持1臺急冷油泵、1臺急冷水泵運行，維持急冷油和急冷水循環；由界外補充裂解柴油或催化柴油，用作機泵和儀表系統沖洗油，同時用于穩定急冷油系統黏度；減黏塔汽提蒸汽全停，急冷系統僅裂解燃料油保持外送，維持系統物料平衡。停車期間，急冷系統壓力穩定在100 kPa以下，急冷水塔頂無火炬排放。

開車前，D＋3（D為停車當天）開始，利用中壓蒸汽對急冷油進行反向加熱，使急冷油塔釜溫度提升至160℃以上，去除急冷油中的水。裂解爐切入系統后，工藝水系統開始運行。裂解氣壓縮機氮氣運轉，一段吸入罐壓力與急冷系統平衡后，打開裂解氣壓縮機入口電動閥，裂解爐逐步投料，逐步恢復正常負荷。期間，急冷水塔頂以及裂解氣壓縮機一段吸入罐無火炬排放。

物料消耗情況：停工期間補充催化柴油約12 t/h，用作機泵和儀表系統沖洗油；開車期間急冷水塔汽油槽接汽油約300 t；；由于界外裂解柴油流程堵塞，開車期間未引入其他開工油。

2 主要參數變化

裝置進料負荷變化情況見圖1，急冷油泵出口總量、急冷水泵出口總量見圖2，急冷油塔頂釜溫、急冷水塔頂釜溫變化情況見圖3。

由圖3可知，停車期間，急冷油塔頂、釜溫維持在110～120℃，反向加熱后上升至160℃；急冷水塔頂溫度30℃左右，塔釜35℃左右，裂解爐切入系統后開始上漲。急冷油、急冷水塔壓見圖4。

圖1 投料負荷變化趨勢

圖2 急冷油、急冷水循環量變化趨勢

圖3 急冷油塔頂/釜溫、急冷水塔頂/釜溫變化趨勢

圖4 急冷油塔、急冷水塔壓力變化趨勢

由圖4可知，停車期間，急冷系統壓力基本穩定，呈緩慢下降趨勢。反向加熱急冷油時，壓力未明顯上升。急冷油黏度變化情況見表1。

表1 急冷油黏度分析數據

停車期間，由于催化柴油持續經沖洗油進入急冷油系統，急冷油黏度有所下降。油系統含水量變化情況見表2。

表2 油系統含水量分析

裂解爐切出系統后，急冷油塔釜溫度降低至120℃左右，防焦蒸汽在急冷油塔內冷凝成水，急冷油、燃料油、盤油含水量上升。D＋3天開始反向加熱急冷油，含水量明顯下降。

3 存在的主要問題

3.1 急冷油爆沸

裂解爐切出系統后，急冷油塔釜溫度降低至120℃左右，防焦蒸汽在急冷油塔內冷凝成水，實踐表明，在急冷油塔釜升溫至160℃左右時，水和重質燃料油形成“共沸物”而引發氣化，產生“爆沸”，急冷油塔釜液位急劇下降，急冷油循環泵不上量[1]。

解決措施：開車前，D＋3天開始，對急冷油進行反加熱，如表2所示，反加熱后油系統含水量明顯下降。反加熱過程中，急冷油塔釜達到160℃后，未立即發生“爆沸”；溫度穩定約12 h后，D＋4天下午，急冷油塔釜液位急劇下降，15 min左右，由80%下降至20%，同時急冷油循環泵出口壓力下降；急冷系統壓力未發生明顯上升，急冷水系統未受影響。關小反加熱蒸汽，急冷油塔釜溫度下降；急冷油循環泵進行排氣。約0.5 h后急冷油塔釜液位恢復至80%，溫度下降至130℃左右（如圖3所示）。繼續反向加熱，此時急冷油中的含水量較低，急冷油塔釜溫度再次提高至160℃后，未出現“爆沸”現象。

3.2 急冷油黏度控制

停工期間，由于急冷油含水，無法得到準確的急冷油黏度數據。

黏度控制措施：重質原料裂解爐最后退料，退料前降低COT，多產急冷油；停工期間，持續向沖洗油系統補充裂解柴油或者催化柴油，有效控制急冷油黏度。

停工、開車前為了維持或建立汽油回流，或向急冷水塔汽油槽引入石腦油、裂解汽油等輕質油。如果過多的補充輕質油，開車時會造成壓縮機吸入罐液位快速上升，威脅裂解氣壓縮機的平穩運行。

3.3 工藝水帶油

工藝水系統停車、開車過程中，工藝水易發生帶油現象，對正在燒焦的裂解爐產生嚴重威脅；帶油的稀釋蒸汽經裂解爐燒焦罐排放至大氣，造成環保事件。

解決措施：停、開工期間，應監控好急冷水塔界位和汽油槽液位，避免裂解汽油倒灌入工藝水塔；開車時接入汽油槽的總量不宜過多，足夠建立急冷油塔回流即可；工藝水塔汽提量需要保證，及時去除烴類物質；當稀釋蒸汽帶油后，應立即停止裂解爐燒焦，避免裂解爐爐管超溫。

4 結論

停工搶修期間，將所有裂解爐切出系統，能夠有效降低急冷水塔頂火炬排放。在開車稀釋蒸汽切入系統前將急冷油加熱至160℃能夠有效減緩“爆沸”現象，加熱蒸汽用量的控制仍需要摸索。停車期間，將裂解柴油或催化柴油補充至沖洗油系統能夠有效降低急冷油黏度，避免急冷油黏度上升。