摘要：国内最大的220万吨/年催化裂解装置，采用中国石化股份有限公司石油化工科学研究院（RIPP）开发的催化裂解（Deep Catalytic Cracking，简称DCC）技术。介绍了该装置在首次开工过程中不放火炬操作要点、参数控制、具体操作方案及操作注意事项等，通过对气压机开机和吸收稳定系统操作方法的改进，实现了DCC装置开工不放火炬。
关键词：催化裂解、开工、火炬、瓦斯冲压、气压机、防喘振
一、装置概况
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，副产碳十粗芳烃的化工型炼油工艺技术。催化剂是与DCC工艺配套设计的专用分子筛催化剂。
第一提升管反应器的原料为常压渣油和加氢尾油的混合原料，第二提升管反应器的原料是轻汽油和C4，第三反应器是床层反应器。再生部分采用烧焦罐+床层的完全再生技术。装置于2016年6月9日正式投产，实现一次开车成功，并创新开工工艺，喷油前启动气压机组，实现了开工不放火炬。
二、催化裂解装置开工放火炬原因分析
1、催化裂解装置常规开工进料主要过程
当两器流化正常、分馏塔底油浆循环正常时，逐步向反应提升管喷油，喷油过程中反应压力先用分馏塔顶蝶阀控制直至全开，然后改用放火炬阀控制。所产生的富气全部排放至低压瓦斯管网，放火炬燃烧。进料量达到70%负荷后，启动气压机组，向吸收稳定系统并富气。提升管进料正常后，用蒸汽轮机转速控制沉降器压力，并关闭放火炬阀门，火炬熄灭。
2、催化裂解装置开工不放火炬的主要制约因素
一是开工喷油初期，反应器进料量少，富气量小，不能满足气压机组的正常运行，气压机易喘振。二是开工初期分馏各中段未建立，吸收稳定系统热源不足，导致稳定汽油中含有大量C3、C4组分。
三、气压机防喘振控制分析
1、气压机喘振的原因
离心式压缩机在一定转速下有一个飞动点，即一定压力下的最小流量点。等于或低于这个最小流量点即发生飞动进入飞动区。如果流量恒定，转速升高，压力达到某一数值后，即达到飞动点，气压机亦会发生飞动。
2、防喘振控制方法
压缩机反飞动控制一般采用单参数调节，也就是用规定压缩机的最小流量值作为防护最小流量。如富气压缩机入口流量低于此值时，即打开反飞动阀，增加反飞动流量，保证压缩机入口流量不低于飞动点的最小流量。在实际操作中，一是对于气压机出口压力，也就是吸收稳定系统再吸收塔压力要控制稳定，切记突升。二是对气压机入口流量要保持恒定，注意调节反飞动量，如发现富气来的量减少或出口压力上升时，应立即查明原因采取措施[1]。
四、吸收稳定系统控制分析
开工初期分馏中段未建立，吸收稳定系统热源不足，导致稳定汽油和液化气不合格。稳定汽油长时间不能外送，吸收稳定系统各塔罐升高，最终可能导致被迫放火炬。开工初期吸收稳定系统操作应注意：
（1）本装置稳定塔底设计有蒸汽重沸器，可以保证开工初期稳定汽油蒸气压合格，可以外送稳定汽油。
（2）反应喷油前，吸收稳定系统各塔罐低液位控制，增加各塔罐的液体容量，起到缓冲作用。
（3）吸收稳定系统提前建立三塔热油循环，用稳定塔底蒸汽提前升温，保证稳定汽油蒸汽压尽快合格（稳定塔一个重沸器用3.5MPa蒸汽热源，另一个重沸器用二中热源）。
（4）反应喷油后，分馏尽快建立各中段循环，特别是分馏一中循环，尽早为解吸塔提供热源（解吸塔重沸器用一中热源）。
（5）吸收稳定系统压力控制0.1-0.2Mpa。本装置稳定塔底泵可先抽稳定塔底汽油，再进补充吸收剂各换热器流程，最后返回吸收塔，实现三塔循环。
五、本装置开工不放火炬关键步骤分析
1、气压机开机操作分析
（1）气压机组情况。本套机组是由杭州汽轮机厂制造的NG63/50背压式汽轮机（技术参数见表1）和沈阳鼓风机厂制造的2MCL1207两段压缩机（技术参数见表2）组成。
气压机组正常开机操作程序如下：气压机组冲转后，升速到700r/min，停留30min。确认机组运行正常后，升速至1000r/min，停留30min。机组进入加速模式，给定转速2400rpm/min，机组将快速通过第一临界转速1863r/min并稳定在2400rpm/min运行。再次确认机组运行正常后可将转速设定值给定为2849r/min。机组将稳定在最低可调转速下持续运行，此时反应系统具备喷油条件。
在气压机组的几次升速区间因转速的增加，气体被部分压缩可能会导致反应压力下降。另考虑到在气压机开机的2小时内，催化剂仍将携带部分空气进入油气系统。在气压机组开机阶段持续补入少量燃料气（200Nm3/h），并维持小放火炬阀门1-3%小开度。既可维持反应压力稳定，又可置换油气系统氧气。开机过程中为减少蒸汽消耗并保证机组安全快速的通过临界转速，采取无背压启机方式。
2、工艺操作关键步骤
反应喷油后，随着富气量的增加，反应压力上升。随着反应压力的上升相应关小反飞动阀门，用反飞动阀门开度控制反应压力平稳。随着反飞动阀门关小，气压机出口压力逐步上升。当气压机出口压力稳定在550Kpa，开始向吸收稳定系统并入富气。随着进料量的增加，根据反应压力变化，相应关小反飞动阀门。当气压机出口阀全开后，反应压力改由气压机组转速控制。上述操作过程中，应保证机组工作点在安全区内。
反应喷油后，应尽快建立分馏系统各中段循环，特别是一中循环，确保解吸塔尽快建立热源，避免稳定塔塔压过高排放不凝气。吸收稳定系统接收富气后，各塔缓慢升温升压，将再吸收塔压力升至1.24 Mpa，稳定塔压力升至1.2 Mpa，优化操作，尽快出合格产品。
六、结论
（1）在220万吨/年DCC装置首次开工不放火炬过程中，可减少油气排放约200t，既提高了经济效益，又达到了安全环保的目的。
（3）开工喷油前提前启动气压机，可以较方便地利用反飞动系统，实现开工过程中反应压力的控制。
（3）为减少蒸汽消耗并保证机组安全，采取无背压启机方式，当转速快速通过临界转速升至2400r/min安全转速后再进行背压并网操作。
（4）开工启气压机前，在确保三塔建立热油循环正常的情况下，吸收稳定单元控制较低操作压力更有利于催化装置开工调整。
参考文献
[1] 马伯文主编. 催化裂化装置技术问答（第二版）[M].北京：中国石化出版社，2003
论文作者:李贵
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/14
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