催化裂解装置中压蒸汽管网压力波动的危害及解决策略
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摘 要：中海石油宁波大榭石化有限责任公司220万吨/年催化裂解装置工艺路线采用中国石化股份有限公司石油化工科学研究院（RIPP）开发的以重质烃为原料、以丙烯为主要目的产品、副产轻芳烃的催化裂解（Deep Catalytic Cracking，简称DCC）技术。本文介绍了中压蒸汽管网压力波动对气压机组的影响及应对策略，通过采取适当的处理方式，避免或减少经济损失。
关键词：催化裂解;中压蒸汽;气压机;喘振
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.080
1 装置概况
本装置原料为常压渣油和加氢尾油混合原料，反应部分采用2个提升管反应器和第三床层反应器。第一提升管反应器原料是新鲜混合进料，油浆回炼由提升管上部进入反应器。第二提升管反应器原料是碳四、轻汽油，分别从二反的下部和上部进入。第三床层反应器为一反和二反裂解后的原料提供反应场所。再生部分采用烧焦罐和再生器床层的完全再生技术，外取热器取走烧焦罐多余热量并发生中压饱和蒸汽，余热锅炉设一台汽包发生中压饱和蒸汽。分馏系统分设2台油浆蒸汽发生器，吸收稳定系统稳定塔底2台重沸器分别由中压过热蒸汽和分馏二中提供热源。中低压蒸汽系统设置一台减温减压器平衡中低压管网压力。
催化裂解装置与常规催化裂化装置相比，液化气产率较高，一般约40%。由于装置产气量较高，气压机组消耗中压过热蒸汽量也较大，本装置正常生产汽轮机耗汽约170t/h。正常生产情况下，装置自产中压蒸汽约90t/h，不能满足汽轮机运行要求，需要外网供应蒸汽。外供蒸汽压力的波动对本装置气压机组运行影响较大。
2 中压蒸汽管网压力波动危害
本装置气压机组是由沈阳鼓风厂制造的2MCL1207两段压缩机和杭州汽轮机厂制造的NG63/50背压式汽轮器组成。压缩机组防喘振阀按两段防喘振设计，气压机二级防喘振阀由二级出口返至一级出口管线，一级防喘振阀由一级出口返至分馏塔顶油气蝶阀前管线。
当压缩机和其他设备联合工作时，压缩机的工况就固定在某一点工作。一般情况下，这一点应该在设计范围内。在压缩机运转时，装置的要求是经常变动的，压缩机的流量也相应的变化，这就要求压缩机出口压力也相应地按要求变化[1]。
中压蒸汽管网波动时，中压蒸汽流量和压力下降。如果调整不及时很可能导致气压机紧急停机，被迫气压机入口放火炬，造成严重经济损失和环境污染，甚至造成装置停工。
3 中压蒸汽管网压力波动应对策略
2018年9月12日，外供中压蒸汽公司锅炉发生故障，外供蒸汽大量减少，装置中压蒸汽管网压力大幅波动。装置通过及时调整，快速增加自产中压蒸汽等方式，做到了停蒸汽不停气压机，不切断进料，蒸汽恢复正常后装置迅速恢复生产。
（1）装置中压蒸汽消耗与供应情况。正常生产时，新鲜进料240t/h。装置消耗中压蒸汽总量205t/h，其中气压机组耗汽170t/h，稳定塔底重沸器耗汽25t/h，减温减压器耗汽10t/h。装置供汽包括：外网供应130t/h，外取热汽包产汽0t/h，两个油浆蒸汽发生器汽包共产汽30t/h，余热锅炉汽包产汽45t/h。
（2）应对策略与难点。1）降低气压机、稳定塔底重沸器和减温减压器的耗汽量;2）快速增加装置自产中压蒸汽，保证中低压蒸汽管网压力平稳。3）难点在于调节时如何保证气压机平稳运行和在平稳运行的前提下如何快速增加自產中压蒸汽。
（3）具体操作方法。1）反应新鲜进料量由240t/h降至最低处理量180t/h，停止C4回炼，轻汽油回炼由8t/h降至5t/h。2）三反温度由560℃降至530℃，三反藏量由60t降至30t，反应压力由140KPa降至90KPa，再生压力由170KPa降至120KPa。3）根据反应降低处理量，逐渐降低气压机转速至最低可调转速，同时逐步降低再吸收塔压力减少气压机背压，以减少气压机用汽，但注意防止气压机发生喘振。4）逐渐关闭稳定塔底重沸器中压蒸汽，全部由分馏二中为其提供热源。减少稳定塔热源的同时降低稳定塔压力，保证汽油蒸气压合格。5）逐渐关闭减温减压器中压蒸汽补低压蒸汽用量，同时注意保证低压蒸汽压力稳定。6）通过烧焦罐喷燃烧油，外取热大量取热，外取热汽包大量产汽。7）关小烟机入口蝶阀，开大双动滑阀，减少烟机做功，保证余热锅炉汽包的产汽量，但注意主风机组电机不能超电流。8）当外网供应中压蒸汽流量、压力下降较多，及时关闭界区阀，防止装置内自产中压蒸汽外输。
4 注意事项
（1）此种处理方法只适用于中压蒸汽供应缓慢中断的情况，且满足自产中压蒸汽量大于汽轮机运行所需最小蒸汽量。不适用于中压蒸汽骤降或突然中断的情况。
（2）反应大幅降量必然会引起沉降器催化器跑损，应加强油浆泵运行监控，根据情况加大油浆外甩。
（3）烧焦罐喷燃烧油和关小烟气入口蝶阀可能影响烟气运行工况，应加强监控烟机运行情况。
（4）调整过程中密切关注气压机防喘振线，避免发生喘振，反应降量、气压机降转速、气压机降背压要协同进行，注意气压机转速不能低于其最低可调转速。
（5）分馏系统注意及时外收柴油，控制较高的封油罐液位，保证烧焦罐燃烧油和各机泵封油供应。
（6）烧焦罐喷燃烧油注意避免发生二次燃烧，及时调整主风机静叶角度和加注CO助燃剂。
（7）关小烟气入口蝶阀，主风机组电机电流会相应增加，严防电机超电流。
（8）调整过程中若中压蒸汽压力低于2.5MPa、温度低于300℃，应立即组织停气压机组。
5 结论
经过以上应急处理，在外网供应中压蒸汽中断2小时内，保证了气压机运行平稳，装置生产稳定。此次中压蒸汽中断处理方法，调整及时，反应迅速，通过自产中压蒸汽保证气压机平稳运行，做到了停中压蒸汽不停气压机，不放火炬，不切断进料，既保证了设备的安全又避免了经济损失和环境污染。
参考文献：
[1]梁凤印.催化裂化装置技术手册[M].北京：中国石化出版社，2017：339-340.
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