催化裂化联合装置开停工不放火炬措施

黄晓明，乐开平

（中国石化镇海炼化分公司,浙江宁波 315207）

随着环保要求的提高以及企业节能降耗的需要，减少低压瓦斯排放以至最终实现零排放开停工是炼油企业发展的必然趋势。340万t/a催化裂化联合装置是镇海炼化的主要炼油装置之一，为提高机组运行效率，装置设置为单台气压机，因机组额定流量大，以往在开停工时因低处理量下气压机入口流量不足，机组易喘振，导致开工反应喷油后15 min和停工切断进料前后气压机不能正常运行，需入口放火炬阀控制反应压力，造成富气排放至火炬系统。

1 机组概况和喘振分析

镇海炼化340万t/a催化裂化联合装置气压机组由NG50/40/0型汽轮机和2MCL806-1型压缩机组成，表1为2MCL806-1型压缩机性能参数，图1为2MCL806-1型压缩机的喘振曲线。由表1和图1可知，该压缩机设计压比为8.0，机组喘振流量为44 000 m3/h。该催化裂化联合装置在切断进料前，最低维持处理量为150 t/h，按富气产率计算，该处理量下压缩机入口富气流量为20 080 m3/h，此时运行点在设计压比下已低于机组喘振线，若全开机组反喘振阀，在停工工况下，实测反喘振线最大流量为8 200 m3/h，压缩机入口富气流量为28 280 m3/h，在设计压比下小于机组喘振流量，机组不能维持正常运行。

表1 2MCL806-1型压缩机性能参数

图1 2MCL806-1型压缩机的喘振曲线

2 停工时维持气压机正常运行防止停工放火炬

2.1 停工放火炬原因分析

在停工低处理量阶段，气压机运行点可能会进入喘振线左侧区域，机组难以维持正常运行，因此必须在停工阶段增加气压机入口流量或降低压比，使气压机运行点处于正常范围。停工各阶段气压机运行情况见表2。

由表2可知，在停工前装置处理量降至200 t/h时，如果按传统的停工方案，将预提升干气切换至预提升蒸汽后，气压机入口流量小于机组喘振流量，经吸收—解吸系统降压操作，降低气压机出口压力，减小压比后，运行点贴近放空线运行，机组基本能维持正常运行。当切断进料前10 min，装置处理量降至150 t/h，气压机入口流量小于喘振流量，进一步降低吸收—解吸系统压力，减小压比，机组运行点紧靠喘振线，如操作稍有波动，机组就会出现喘振。在切断进料后，机组入口流量大幅下降，机组在5 min内出现喘振，必须立即停机，反应压力改气压机入口放火炬阀控制。

表2 停工阶段气压机运行情况

2.2 停工时防止放火炬措施

为维持停工期间气压机的平稳运行，采用了停工时预提升干气不提前切换为蒸汽的操作方法，气压机在停工前会增加10 000 m3/h的循环流量，在切断进料前，可以确保机组运行点在放空线右侧，机组可以正常运行，但切断进料时切断进料自保阀动作，预提升干气会自动关闭，切换为预提升蒸汽，此时气压机入口流量会大幅下降，气压机在停工后一般很难维持超过5 min，即出现喘振停机。

为延长切断进料后机组正常运行时间，避免大量放火炬，在2016年停工操作时，采取了再吸收塔底液位压空，通过塔底液控阀将部分干气返回分馏塔，大幅增加了气压机的气体循环量，经实际操作，在切断进料5 min后，气压机入口流量仍能维持在24 000 m3/h以上，而后不再下降，实践证明可以在切断进料后维持气压机长时间运行不喘振。

3 开工时提前开气压机防止开工放火炬

3.1 开工放火炬的原因分析

一是反应喷油初期，富气量偏小，不足以维持机组正常运行。催化裂化装置传统开工方法是喷油初期反应压力由气压机入口放火炬阀控制。二是气压机暖机及升速期间，为确保机组安全，出口不并入吸收-解吸系统，而是采取出口放火炬的方式开机升速，待机组升速越过临界转速，出口压力升到0.6～0.7 MPa后并入吸收-解吸系统。传统的开工操作方式使该装置开工期间放火炬约1.5 h。

3.2 防止开工放火炬的操作方法

要实现催化裂化装置开工期间火炬零排放，关键要做到以下3点：1）气压机在反应喷油前提前暖机，自循环升速至3 500 r/min。2）反应喷油，气压机升速时就具备并入吸收-解吸系统的条件。3）反应喷油后，气压机在升速过程中入口流量始终高于喘振流量。

经多次开工操作，现该装置可以实现开工时火炬零排放，具体操作要点如下：吸收-解吸系统维持微正压待料，压力不大于0.15 MPa；在喷油前6 h，气压机蒸汽管线开始提前暖管至速关阀前；在喷油前50 min，气压机开始暖机；开机冲转1 000 r/min暖机30 min，逐步提转速至2 500 r/min，检查机组运行正常，反应准备喷油；喷油前，打通再吸收塔顶→干气脱硫精制→系统高瓦流程，再吸收塔顶压力控制阀压力设定0.50 MPa，自动控制全关；机组越过临界转速，反应喷油，开气压机出口阀、出口放火炬阀关闭，富气开始送入吸收-解吸系统；反应提处理量，根据反应压力气压机继续升速，同时根据机组工况逐步调高再吸收塔顶压力，至转速和压力均达到设计值。

开工时装置处理量和机组参数见表3。由表3可知，按提前开气压机的操作方法，在开工升速各阶段，气压机的运行点一直处于喘振曲线的右侧，机组能正常运行，实现开工过程不放火炬。

4 经济及社会效益

镇海炼化分公司340万t催化裂化装置按传统开停工方式操作时，停工排放火炬0.5 h，开工排放1.5 h计算，开停工不放火炬可减少油气排放70 t，减少了开停工物料消耗，提升了企业环保形象。

表3 开工阶段装置处理量和气压机主要运行情况

5 结论

镇海炼化催化裂化装置实现停工不放火炬的主要手段一是优化停工步骤，切断进料前不停用预提升干气；二是活用流程，借用再吸收塔底富吸收油返分馏塔流程，返回部分干气，增加气压机的循环量，实现气压机组在切断进料后可正常运行，停工过程中不放火炬。开工过程中不放火炬，主要手段是提前开气压机，同时反应提处理量和气压机升速紧密配合，协调一致，实现反应富气在开工大幅变化时全部送入吸收-解析系统，实现环保开工。