乙烯装置停工抢修急冷系统处置措施

黄锦鹏

（福建联合石油化工有限公司，福建泉州 362800）

某乙烯装置2009年8月建成投产，设计能力80万t/a，原设计采用鲁姆斯/中国石化合作开发的技术，2013年采用ST技术进行脱瓶颈改造，能力提升至110万t/a。2019年4月由于裂解气压缩机段间冷却器内漏，停工抢修7个工作日，火炬排放总量控制在了300 t以内。

1 主要措施

通常，为了维持停工期间急冷系统运转，至少保持一台裂解炉新鲜进料，急冷水塔顶会持续产生火炬排放。此次停工抢修期间，继续采用所有裂解炉切出系统，裂解气压缩机入口电动阀关闭，急冷系统单独运转的火炬减排控制措施。

裂解炉退料顺序为气相原料裂解炉-石脑油裂解炉-重质原料裂解炉。裂解炉退料过程中，急冷油循环量、急冷水循环量逐步降低，稀释蒸汽发生器逐步切出；裂解炉新鲜进料退出后，裂解柴油汽提塔停运；裂解炉稀释蒸汽全部切出后，工艺水系统停运；急冷油塔顶汽油回流、中部盘油循环全部停止；供应冲洗油系统的盘油由界外补充裂解柴油或催化柴油替代。在裂解气压缩机停车后、裂解炉新鲜进料完全切断前，急冷水塔顶有部分物料排放至火炬，由于裂解气压缩机停车前有所准备，裂解炉退料及时，未出现大量物料排放至火炬的现象。

停车期间，急冷系统热源为管线伴热、裂解气大阀防焦蒸汽等，裂解燃料油塔、裂解柴油汽提塔、工艺水汽提塔等汽提蒸汽全停；裂解炉稀释蒸汽由中压蒸汽减温减压替代；保持1台急冷油泵、1台急冷水泵运行，维持急冷油和急冷水循环；由界外补充裂解柴油或催化柴油，用作机泵和仪表系统冲洗油，同时用于稳定急冷油系统黏度；减黏塔汽提蒸汽全停，急冷系统仅裂解燃料油保持外送，维持系统物料平衡。停车期间，急冷系统压力稳定在100 kPa以下，急冷水塔顶无火炬排放。

开车前，D＋3（D为停车当天）开始，利用中压蒸汽对急冷油进行反向加热，使急冷油塔釜温度提升至160℃以上，去除急冷油中的水。裂解炉切入系统后，工艺水系统开始运行。裂解气压缩机氮气运转，一段吸入罐压力与急冷系统平衡后，打开裂解气压缩机入口电动阀，裂解炉逐步投料，逐步恢复正常负荷。期间，急冷水塔顶以及裂解气压缩机一段吸入罐无火炬排放。

物料消耗情况：停工期间补充催化柴油约12 t/h，用作机泵和仪表系统冲洗油；开车期间急冷水塔汽油槽接汽油约300 t；；由于界外裂解柴油流程堵塞，开车期间未引入其他开工油。

2 主要参数变化

装置进料负荷变化情况见图1，急冷油泵出口总量、急冷水泵出口总量见图2，急冷油塔顶釜温、急冷水塔顶釜温变化情况见图3。

由图3可知，停车期间，急冷油塔顶、釜温维持在110～120℃，反向加热后上升至160℃；急冷水塔顶温度30℃左右，塔釜35℃左右，裂解炉切入系统后开始上涨。急冷油、急冷水塔压见图4。

图1 投料负荷变化趋势

图2 急冷油、急冷水循环量变化趋势

图3 急冷油塔顶/釜温、急冷水塔顶/釜温变化趋势

图4 急冷油塔、急冷水塔压力变化趋势

由图4可知，停车期间，急冷系统压力基本稳定，呈缓慢下降趋势。反向加热急冷油时，压力未明显上升。急冷油黏度变化情况见表1。

表1 急冷油黏度分析数据

停车期间，由于催化柴油持续经冲洗油进入急冷油系统，急冷油黏度有所下降。油系统含水量变化情况见表2。

表2 油系统含水量分析

裂解炉切出系统后，急冷油塔釜温度降低至120℃左右，防焦蒸汽在急冷油塔内冷凝成水，急冷油、燃料油、盘油含水量上升。D＋3天开始反向加热急冷油，含水量明显下降。

3 存在的主要问题

3.1 急冷油爆沸

裂解炉切出系统后，急冷油塔釜温度降低至120℃左右，防焦蒸汽在急冷油塔内冷凝成水，实践表明，在急冷油塔釜升温至160℃左右时，水和重质燃料油形成“共沸物”而引发气化，产生“爆沸”，急冷油塔釜液位急剧下降，急冷油循环泵不上量[1]。

解决措施：开车前，D＋3天开始，对急冷油进行反加热，如表2所示，反加热后油系统含水量明显下降。反加热过程中，急冷油塔釜达到160℃后，未立即发生“爆沸”；温度稳定约12 h后，D＋4天下午，急冷油塔釜液位急剧下降，15 min左右，由80%下降至20%，同时急冷油循环泵出口压力下降；急冷系统压力未发生明显上升，急冷水系统未受影响。关小反加热蒸汽，急冷油塔釜温度下降；急冷油循环泵进行排气。约0.5 h后急冷油塔釜液位恢复至80%，温度下降至130℃左右（如图3所示）。继续反向加热，此时急冷油中的含水量较低，急冷油塔釜温度再次提高至160℃后，未出现“爆沸”现象。

3.2 急冷油黏度控制

停工期间，由于急冷油含水，无法得到准确的急冷油黏度数据。

黏度控制措施：重质原料裂解炉最后退料，退料前降低COT，多产急冷油；停工期间，持续向冲洗油系统补充裂解柴油或者催化柴油，有效控制急冷油黏度。

停工、开车前为了维持或建立汽油回流，或向急冷水塔汽油槽引入石脑油、裂解汽油等轻质油。如果过多的补充轻质油，开车时会造成压缩机吸入罐液位快速上升，威胁裂解气压缩机的平稳运行。

3.3 工艺水带油

工艺水系统停车、开车过程中，工艺水易发生带油现象，对正在烧焦的裂解炉产生严重威胁；带油的稀释蒸汽经裂解炉烧焦罐排放至大气，造成环保事件。

解决措施：停、开工期间，应监控好急冷水塔界位和汽油槽液位，避免裂解汽油倒灌入工艺水塔；开车时接入汽油槽的总量不宜过多，足够建立急冷油塔回流即可；工艺水塔汽提量需要保证，及时去除烃类物质；当稀释蒸汽带油后，应立即停止裂解炉烧焦，避免裂解炉炉管超温。

4 结论

停工抢修期间，将所有裂解炉切出系统，能够有效降低急冷水塔顶火炬排放。在开车稀释蒸汽切入系统前将急冷油加热至160℃能够有效减缓“爆沸”现象，加热蒸汽用量的控制仍需要摸索。停车期间，将裂解柴油或催化柴油补充至冲洗油系统能够有效降低急冷油黏度，避免急冷油黏度上升。