炼油火炬（共3篇）
炼油火炬 篇1
随着炼化企业装置的大型化,炼油复杂系数提高和临氢装置能力增加,以及海外高硫原油大量加工,紧急情况下进入火炬的燃料气大幅提高,千万吨炼化企业的设计紧急泄放量已达1 000 t/h以上,加大了火炬系统的运行压力。如广西石化火炬设计泄放量达到999.57 t/h。如果企业进一步发展,势必进行新改扩建工作,装置泄放量的进一步增加严重影响火炬运行的安全性,因此对火炬系统进行合理配置非常重要。
1 火炬系统配置
按照石化行业标准SH 3009的规定,生产装置无法利用而必须排出的、事故泄压或安全阀排出、开停工及检修时排出、液化石油气泵等短时间间断排出的可燃性气体,生产装置、容器等排出的有毒有害可燃性气体,可进入全厂可燃气排放系统。热值低于7 880 kJ/m3(标准状态)的气体,在排入全厂可燃性气体排放系统前,应进行热值调整。酸性气体单独设置排放系统。
其它气体应排入专用的排放系统或另行处理,如:能与可燃性气体排放系统内的介质发生化学反应的气体;易聚合、对排放系统管道通过能力有不利影响的、氧气含量大于2%(体积分数)的可燃性气体;剧毒介质(如氢氰酸)或腐蚀性介质(如酸性气)的气体;在装置内处理比排入全厂可燃性气体排放系统更经济、更有利于安全的可燃性气体;最大允许排放背压较低,排入全厂可燃性气体排放系统存在安全隐患的气体。
我国现行的火炬系统设计规范要求:建立共用高架火炬并与装置自行处理的不能排入火炬的气体专用排放系统相结合。这就出现了炼厂火炬如何配置的问题。
1.1 现行火炬配置要求
国内火炬一般设有高、低压、酸性火炬。全厂各装置排放的炼厂气均由该系统最后处理。火炬与其它设施要求120 m的安全距离;另外原规范还要求与石油化工厂内部生产装置的允许热辐射强度应小于等于3.40 kW/m2。最新规范[1]中规定:石油化工厂内部各生产装置的允许热辐射强度应小于等于3.20 kW/m2。如果炼厂新改扩建项目增建加工装置,势必增加排放气总量,尤其目前炼油发展方向向加氢型发展。即使在原有位置新增火炬能够满足安全距离要求,但辐射热强度可能无法满足规范要求。
1.2 现行火炬形式
作为在炼油或石油化工装置中安全、有效地排放释放出的气体或液体的设施,火炬系统能否正常运转,对装置出现火灾或断电等紧急状况时,防止装置由于生产中断而造成灾难至关重要。
火炬类型一般分为高架火炬、地面火炬和坑式火炬。高架火炬适用于排放量大的情况。地面火炬分为封闭式和敞开式两种。封闭式地面火炬筒体粗短、无烟、没有光污染且采取隔音围墙降噪无声燃烧,最大处理能力约为130 t/h。坑式火炬在炼化企业不常用[2]。
1.2.1 封闭式地面火炬具体情况
1998年我国从国外引进第一套地面火炬,2001年自行设计安装了第一套地面火炬装置[3]。地面火炬结构组成部件除有一般火炬所有的燃烧器、引火器及其点燃器和火焰探测器、浮性或速度密封、气液分离罐、易燃易爆气体探测器、液封、管道、烟尘消除控制系统、辐射防护设备外,还有封闭体和燃气歧管(见图1)。一般高度在30 m以内,占地面积不超过50 m2。其一般流程见图2。地面放空火炬系统主要由控制阀、地面火炬(由燃烧器组、防辐射隔热罩和防护墙组成)、地面火炬自动点火系统组成。
地面火炬技术特点是:
1)一般设有四级燃烧系统。排放管均设有氮气吹扫系统,保证排放管微正压,杜绝回火。
2)燃烧塔内设有多台(几十台)燃烧器,燃烧器采用小孔径、多孔径结构,分属四级燃烧系统并设火焰稳定器。燃烧器依据薄膜火焰原理采用翘板式结合射流式风栅结构[4]。
3)燃烧塔本体外壳由碳钢制成,内衬轻质耐火浇注料衬里,耐温1 000 ℃,可将火焰完全封闭。
4)防风消音,墙内衬轻质陶瓷纤维吸引耐火材料,降噪音,防热辐射外漏。
地面火炬优点是:
1)火炬向四周扩散的热辐射较小,外部看不见光,无光污染。封闭体外的热辐射值能低于1.6 kW/m2,可以减少防护区的面积。
2)检修方便。除封闭体较高外,其余设施均在地面上。
3)最大限度地减少了对周围环境的空气污染、光污染和噪声污染及干扰,提高了火炬操作的安全性。
4)占地面积少。由于燃烧发生在地面,不会发生火雨,防火间距主要依据辐射热计算确定。
5)自然送风。排放系统分四级燃烧,第一级常开,第二级、第三极和第四级燃烧系统设置切断阀,分级燃烧,实现设计范围内的无烟燃烧。
一般封闭式地面火炬安全防护距离为50 m左右,满足国外地面火炬热辐射标准(详见表1)。
国内企业上海赛科石油化工有限责任公司90万t乙烯装置和苯酚丙酮装置地面火炬的安全防护距离为48.9 m,中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司安全防护距离为12.2 m,内蒙古神华集团30万t聚丙烯、聚乙烯装置地面火炬人员在消音防风墙边都没有感受到热辐射。
地面封闭式火炬虽有上述优点,但它只是处理生产装置排放废气及紧急装置事故排放的一种有效手段,处理量有限,对于大量的排放气仍需排入全厂性高架火炬。而且国内规范规定:单套封闭式地面火炬的处理量不宜大于100 t/h。
目前国内地面火炬适用处理较小的排放量(100 t/h以内),处理的排放气为已知或可预知的气体,且由排放源头控制管理地面火炬,达到预知排放启用火炬的全方位、全过程管理。地面火炬适合单体装置使用,而不适合整体炼化装置共用同一地面火炬。如深圳华安液化石油气有限公司地面火炬用于处理8万t储存能力的低温液化气储罐排放气。对于大型炼化企业整个企业的突发情况,如停电(该状态下排放量最大)、停水、火灾、开停工时,多套装置同时排放,自动点火操作系统无法做到“灵、准、稳”点着排放气。一旦失误,点不着,将会有大量的可燃气体从地面火炬排出,在其上空形成爆炸蒸气云,其后果十分危险。同时可燃气体排放量最大,短时间内不可能实现100%燃烧,将会发生光化学烟雾现象,以地面火炬为中心,向四周扩散,危害周围环境。因此当遇到全企业性的突发情况,排放气的处理一定需要高架火炬完成。
最主要的是,地面火炬不宜用于处理毒性为中度危害的有毒可燃性气体,不得用于处理毒性为极度或高度危害的有毒可燃性气体。
1.2.2 高架火炬情况
高架火炬一直以来是国内炼化企业通用的处理炼厂排放气的手段。高架火炬的技术、使用、管理已达到极为精细的程度。如在《中国石油化工股份有限公司炼油火炬系统安全指导意见》等相关要求中,从技术、管理层面对其做出了详细的规定。
高架火炬优势在于可处理大排量的炼厂排放气,处理量可达1 000 t/h以上。酸性气由酸性火炬独立处理,解决了环保问题,但也存在一些运行管理、操作问题。如中国石油天然气股份有限公司广西石化分公司(广西石化)酸性气火炬等长明灯燃料气因无天然气采用含硫炼厂燃料气,造成硫氢化氨(密度1.17,熔点118 ℃)析出,堵塞管路,无法处理。向无烟火炬头喷入蒸汽会使辐射热强度大为减少,但操作人员往往只重视是否产生黑烟,黑烟排放是否满足环保要求(国家环保排放标准为林格曼烟气黑度小于1级),而没有对无烟火炬头适量喷入蒸汽以从操作层面降低辐射热强度。另外,在日常工作中装置排放气带液是不可避免的,因此要严格管理各装置的分液罐,及时脱液。还有各装置的无序排放,造成火炬的运行不正常。应与计算机技术结合,采用在装置排放口安装流量计的管控手段,实时监控,及时调整火炬操作,保证“安、稳、长”运行。
1.3 对地面火炬及高架火炬结合使用的探讨
根据国家有关规范,高架火炬防火间距必须大于90 m,安全距离120 m。由于高架火炬建设需要较大的占地面积,加之,对高架火炬排放的要求日趋严格,有效降低高架火炬的排放燃烧量是发展的趋势,这就要求炼化企业严格管理排放气。解决办法可以考虑通过将可预知的装置排放气使用地面火炬的安全应用来解决。这样既避免了高空火炬的大处理量,又可以稳定地排放。
如内蒙古神华集团聚乙烯、聚丙烯两套装置的低压排放气全部进入地面火炬中。包括聚乙烯装置原料乙烯精制床再生排放的气体和脱气仓排放的气体,聚丙烯装置丙烯精制床再生排放的气体和脱气仓排放的气体,装置排放气体的压力5～6 KPa,地面火炬分液罐的压力2.4 KPa。聚乙烯装置3个月再生一次,聚丙烯装置3个月再生一次,聚丙烯回收气压缩机跳车时排放的丙烯气也进入地面火炬中。
国家相应规范中要求,热值低于7 880 kJ/m3(标准状态)的气体,在排入全厂可燃性气体排放系统前,应进行热值调整。这样装置排放前就可合理配入伴烧气,保证充分燃烧,避免黑烟现象。
以广西石化为例,火炬为自卸捆绑式火炬,设有高压、低压、酸性三具火炬。全厂各装置排放的炼厂气均由该系统最后处理。
火炬西侧已建100万t/a商业储备库,北侧为气柜设施,东侧为柴油罐区,南侧为汽车装车停车场。均距火炬120 m,满足安全距离。相关火炬辐射热与水平距离实测见表2。按原规范满足辐射热强度要求。但近期随着含硫油配套系统的建设,新增几套炼油装置。需增加一具火炬,但火炬热辐射强度超出安全范围,因此,可采取在装置附近新建地面火炬,将聚丙烯装置排放气自行处理,保证新增火炬的辐射热强度要求,避免火炬的整体搬迁问题。
2 结 论
我国炼化企业排放气的处理将长期处于由高架火炬集中处理的状态。这就对改扩建炼化企业提出了要求,既要发展企业规模,又要保证新改扩建项目产生的排放气不会加大火炬的燃烧量,从而避免因此产生的火炬搬迁问题。地面火炬为解决这一问题提供了一条途径。
对于装置可控的、排放量不大、达不到燃烧热值的突发排放的气体,应建立地面火炬燃烧,由联合装置管理(如上文所述的聚丙烯装置等排放气完全可由联合装置设地面火炬处理)。大量排放气、酸性气排入全厂性高架火炬。既从管理界面上分清,又可有效地降低高架火炬排放量,确保高架火炬的热辐射强度降低到安全范围,将燃烧量降到最低限度。这样改扩建企业可以最大限度地保证火炬安全间距和辐射热强度符合规范要求,避免因此而产生的火炬搬迁等问题。
可以预见,设置全厂性的高架火炬,结合联合装置自行管理的地面火炬,共同构成炼化系统排放气处理设施是今后炼化企业可燃气体排放系统的一个发展方向。
参考文献
[1]SH3009—2011石油化工可燃性气体排放系统设计规范[S]:12.
[2]武登忠.大型石化联合装置火炬系统设计要点[J].化工设计,2011,21(5):10-13.
[3]季金华,朱耀莉.地面火炬的安全应用[J].安全、健康和环境,2003,3(2):13-15.
[4]Gary K S.对环境影响微小的封闭式燃气地面火炬系统[J].石化译文,1993(1):77-78.
[5]缪鹏飞.地面火炬的安全防护距离[J].消防技术与产品信息,2004(6):26-29.
炼油火炬 篇2
炼油化工企业火炬气排放系统是是保证炼油、化工工艺装置安全生产必不可少的一项重要设施,是保证工艺装置安全生产的一道防线,也是减少工艺装置对周围空气污染的一个重要环保手段。
进入 “十二五”时期,为了保证经济的可持续发展,国家、地方等环保部门均对环境保护提出更高、更加严格的要求,所有必须对石油化工企业火炬放空燃烧可能带来的各种污染进行有效控制。
火炬放空燃烧后的燃烧产物 ( 氮氧化物、CO、CO2、SO2等) 是否会对周边设施 ( 厂内装置等设施、厂外公路、村庄等) 造成一定的影响,是否满足国家、行业标准规范要求的排放标准,均得对其进行仿真扩散模拟后进行定量分析,为确定火炬设施的平面位置、高度等提供可靠、有力的依据。而且在实际项目中还遇到某厂火炬设施位于机场航道的下方,火炬放空燃烧产生的烟气和热量可能会对飞行于上方航道的飞机的飞行环境有一定的影响,因此需对火炬设施事故最大放空燃烧进行准确的仿真模拟计算,定量分析燃烧排放的热量和烟气等对机场进出港航道的影响,并进行必要的风险分析,作为火炬设施设计的重要输入条件和可靠依据。
1计算流体动力学计算软件简介
计算流体动力学( 简称CFD) 是通过计算机数值计算和图像显示,对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD的基本思想可以归结为: 把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场,如速度场和压力场,用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替,通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组,然后求解代数方程组获得场变量的近似值。CFD可以看做是在流动基本方程 ( 质量守恒方程飞动量守恒方程、能量守恒方程) 控制下对流动的数值模拟。通过这种数值模拟,我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量 ( 如速度、压力、温度、浓度等) 的分布,以及这些物理量随时间的变化情况,确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等[1]。
目前火灾和 燃烧仿真 模拟CFD商业软件 主要有CFX、 KFX、Flent、Flacs等等,针对火炬燃烧仿真模拟来说英国AEA Technology公司的ANSYS CFX软件和挪 威Comput IT公司的KFX软件比较适合。
ANSYS CFX软件的主要功能为提供包括固体力学、流体力学、传热学、电学、磁学等在内的多物理场及多场耦合整体解决方案,主要应用于航空航天、旋转机械、能源、石油化工、 机械制造、汽车、生物技术、水处理、火灾安全、冶金、环保等领域。
KFX软件的主要功能为池火、喷射火、喷雾火、 火炬、 LNG火炬、密闭空间火灾、开放空间火灾模拟,火炬及燃烧设备分析与设计,通风、气体扩散、湍流及常规热力学分析。
2工程实例模型
根据某厂实际情况分别利用ANSYS CFX软件对三种工况、 火炬出口处极限风速为0 m/s和15 m/s下火炬放空燃烧进行仿真模拟。
2.1几何模型与网格划分
计算区域取3 km × 3 km × 1 km的范围,火炬头直径为1. 8 m,高度为148 m,2个火炬筒体之间的中心距为3 m,几何模型详见图1 ~ 图4。
2.2物理模型[2]
( 1) 采用稳态 ( steady state) 计算的方式来模拟火炬放空燃烧;
( 2) 湍流方程选用standard k - e加自动壁面函数;
( 3) 求解能量方程,包括辐射传热模型,选用P1辐射模型;
( 4) 计算燃烧 化学反应,采用EDM ( Eddy Dissipation Model) 快速化学反应模型;
( 5) 采用理想气体方程并考虑重力影响。
3计算结果与分析
3.1火焰高度
由于CFX软件模拟结果中通过温度分布显示火焰的形状和高度,通过取不同的最大显示温度来描述火焰的高度,分别取最大显示温度为1000 K、1200 K、1500 K、1800 K、2000 K来确定火焰的高度,图示中红色区域表示温度大于某一温度的区域。
3.2烟气火焰高度
通过温度分布范围和速度变化情况来确定烟气的抬升高度,取温度40 ℃ ( 即313 K) 和速度接近于0为烟气抬升高度。 但在梯度风的作用下,随着高度的增加风速增大,因此在火炬头出口风速 > 0时用速度接近于0的高度来近似烟气抬升高度不适用、仅用温度40 ℃ ( 即313 K) 来近似烟气抬升高度。
3.3燃烧产物SO2浓度
SO2浓度以850 mg/m3为浓度界限绘制浓度云图,图示中红色区域表示浓度大于850 mg/m3的区域。
3.4工况3当火炬出口处的风速为0m/s时的模拟结果图(摘录)
3.5工况3当火炬出口处的风速为15m/s时的模拟结果图(摘录)
3.6三种工况、两种极限风速下所有计算结果
a 工况 1 的放空气体中无 H 2 S ,因此无 SO 2 产物生成; b 当火炬出口处的风速为 15 m/s 时,速度为 0 的标的不能作为烟气抬升高度的判定依据 。
在三种工况下和两种极限风速0 m/s和15 m/s ( 火炬出口处的风速) 下分别计算不同温度显示的火焰高度和烟气抬升高度,详细计算结果如表2。
通过表2可以清楚的得出当风速为0 m/s,三种工况火炬火焰的最高高度为266 m,烟气最高抬升高度为847 m,影响范围较小,主要是火炬正上方的空间内; 当风速15 m/s( 火炬出口处的风速) 时三种工况火炬火焰的最高高度为94 m,烟气最高抬升高度为388 m,但由于随风速扩散效用,影响范围大, 主要是下风侧。
4结论及建议
( 1) 火炬燃烧仿真模拟软件ANSYS CFX、KFX的功能均基本涵盖了目前所需的模拟计算功能,基础理论也基本一致,唯独开发软件的理念和侧重点有所不同。
( 2) 随着炼油化工企业的大型化、集约化,工艺装置的数量越来越多,火炬设施的规模也越来越大,所以建议利用仿真软件进行燃烧模拟,能够更加准确地对火炬燃烧进行定量分析。
( 3) 炼油化工企业的火炬设施是保证炼油、化工工艺装置安全生产必不可少的一项重要设施,所以企业内设置合理、安全、可靠的火炬设施是非常重要的,必须通过仿真模拟提供准确的数据和技术支持,为工艺装置的安全生产提供有力的保障。
( 4) 炼油化工企业所处的地理位置、环境因素均不相同, 火炬设施的设置要考虑到对厂内设施 ( 周边工艺装置、马路等) 、厂外设施 ( 村庄、学校、公路等) 的影响,通过仿真模拟为火炬设施的安全分析、评估提供有力的论据。
摘要：通过介绍目前燃烧仿真模拟的大型商业CFD软件(ANSYS CFX和KFX),并运用ANSYS CFX软件对某厂实际案例进行模拟计算,定量分析火炬燃烧特性(火焰高度、烟气抬升高度、温度场分布、燃烧产物扩散等)。结果表明:通过火炬放空燃烧仿真模拟后,才能准确地定量分析火炬放空燃烧的各种特性,才可为火炬设施的设计提供准确的输入条件和可靠的依据,在实际项目的运行中具有一定的指导和借鉴意义。
炼油火炬 篇3
关键词：120万吨/年催化裂化装置,首次开工不放火炬,气压机,瓦斯充压,反飞动,再吸收塔,大循环
催化裂化装置通常的操作习惯, 在开工时, 气压机先低速暖机, 当喷油量达到正常量的70%后[3], 因为负荷小于60%时正是需要调速气门起调节作用的时候。气压机开始升速, 升至正常转速后, 气压机出口富气才开始送往吸收稳压系统。在气压机转速升至正常前, 反应压力采用气压机入口放火炬量来控制。燃烧的火炬预示着催化装置开工进入喷油, 开气机的关键阶段。随着环保要求的不断提高以及企业节能降耗的需要, 减少燃料气的排放以至最终熄灭火炬是各炼油厂发展的必然趋势。中海油惠州炼油120万吨/年催化裂化装置在首次开工中根据自身的实际情况和借鉴其他兄弟单位开工不放火炬的经验, 实现了催化装置在首次开工过程开工不放火炬方案的创新—采用稳定的再吸收塔的液位控制伐做为气压机开机前瓦斯冲压、开机过程中控制气压机出口压力的灵活手段, 引入了稳定系统、高压瓦斯燃料系统大循环的概念, 彻底解决了以往开工不放火炬中仅靠反飞动调节, 导致气压机频繁飞动的问题。此次创新方法同样可以使用于催化装置停工不放火炬。
1 实施方案可行性分析
1.1 气压机反喘振控制
中海油惠州炼油120万吨/年催化裂化装置气压机机组是由沈阳鼓风机厂制造的2MCL606两段压缩机和杭州汽轮机厂制造的NG32/25背压式汽轮机组成。压缩机轴封选用双端面干气密封。该机组在压缩气体同时, 担负着控制反应压力的任务。正常时, 通过调节机组转速达到控制反应压力的目的。
目前绝大多数的催化裂化装置所用的气体压缩机是离心式压缩机[4]。根据离心式压缩机性能曲线, 在一定的转速下有一个飞动点即一定压力下最小流量点。等于或低于这个最小流量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, 气压机亦会飞动。对于变速运行的气体压缩机, 其稳定的运行区域由喘振线、阻塞线、最高转速线组成。机组运行控制中还设定了一条平行于喘振线的反喘振控制线, 以防止机组进入喘振区运行。正常运行通过开大反飞动控制阀开度提高机组入口流量, 使其入口流量大于喘振品流量的7%～10%, 保证机组在反振线以下区域稳定工作。此机组的反喘控制系统对机组一段和二段运行参数进行运算并分别有各自的反喘振输出值与主控室反喘振手操器给定值进行低选比较, 低选意义在于选择3个数据中能使反喘振阀开度达到最大的数据信号, 输出至反喘振控制阀执行, 从而保证机入口流量不至过低而产生喘振。机组转速控制器可对机组转速进行现场控制或切换至 DCS室反应岗位控制, 以机组入口压力为控制点, 自动或手动状态输出的op值作为转速控制的依据。
1.2 气压机出入口流量、压力在喷油前的工况
催化装置开工前稳定系统已经用瓦斯冲压至0.3～0.4 MPa, 压缩机出口有两个反飞动阀, 用来防止压缩机喘振。另外, 压缩机入口有两个DN800和DN350实行分程控制的放火炬阀, 用于气压机停机时调节反应压力。其入口额定流量为38115m3/h入口压力范围140kPa, 出品压力为1.5MPa, , 调速范围5052～7578rpm。要保证气压机正常运行, 入口流量至少应在额定流量的70%以上。
在反应喷油量达70%前富气量不能满足气压机正常运行所需的流量, 所以气压必定要经历低入口流量和低运行转速的状态。在低入口流量情况下机组自身的反喘振控制系统能够自动开大反喘振阀, 来增大入口流量。根据不同转速下的气压机运行性能曲线, 气压机入口流量偏低时可选择较低的运行速度及出口压力来保证机组的安全运行。
2 惠州炼油120万吨/年催化裂化装置开工不放火炬创新具体实施方案
在开工过程中提前启动气机, 需在分馏系统用蒸汽赶空气后向系统内引入瓦斯充压, 将瓦斯作为气压机的压缩介质循环使用。喷油前汽轮机的暖机速度要合适, 温升按不大于50℃/h控制。
2.1 开工提前启动气压机时间的选择
开工提前启动气压机 (低速暖机) 的时间选在再生器装催化剂结束开始向反应沉降器转剂时, 距反应开始喷油约1.5h。气压机低速暖机1.5h既满足了机组升温速度不可过快的要求, 又能避免机组在低速下的运行时间过长 (轴承不能建立稳定的油膜, 处于润滑不良状态) 。在反应喷油后, 机组能较快升至正常转速运行。
2.2 气压机低转速 (1500～2000rpm) 暖机时入口流量补充
惠州炼油120万吨/年催化裂化装置富气至气压机的流程为:分馏塔顶→换E202A-D→空冷A201A-H→后冷E203A-D→油气分离罐D201→气压机→吸收稳定系统。
机组自身的反喘振系统是入口流量补充的一种形式, 其流程为:
气压机出口通过反飞动线补充至分流塔顶油气与热水换热器换E202A-D入口。但在开工期间气压机出口压力控制的较低, 即使反喘振阀全开, 机组入口流量仍可能不足, 因此还需要其它手段来补充流量。本装置有如下流程可用于富气流量的补充:①吸收稳定部分干气再吸收塔C304顶压力控制伐PIC30501与高压瓦斯气直接连通, 塔底富吸收油经C304液面控制阀返回至分馏塔22层; ②分馏塔顶油气离罐D201有DN40管线通过D008排空线与高压瓦斯线相连通。在实际操作中主要选用流程①, 因为有控制阀便于远程控制操作便于随时调节系统压力。当瓦斯量不足时可以采用流程②补充。
2.3 气压机低转速 (1500～2000rpm) 暖机时出口压力调节
反应喷油前气压机低速暖机运行, 气压机出口与稳定系统未打通流程, 富气在分馏系统与气压机之间通过反喘振线形成闭路小循环。此时机组转速低, 机出口压力低, 富气循环量较小。其流程为:气压机出口通过反飞动线补充至分流塔顶油气与热水换热器换E202A-D入口。
2.4 气压机升转速 (5033～6795rpm) 时入口流量依靠稳定系统大循环补充
先打通气压机出口至稳定系统的流程见图1。
把反应分馏系统压力提至90kPa, 分馏系统压力被抬升至一定值后, 然后气压机开始升速, 气压机开始连续升转速过临界转速。连续平稳的通过其临界转速, 直至最低可调转速5033～6795rpm运行。机组升速速度较快, 气压机入口富气流量将不能满足升速的需要, 这时应开大再吸收塔C304液位控制阀LIC30501快速补充富气。根据气压机入口流量的变化情况综和运用气压机反喘振控制、气压机转速控制及气压机出口压力控制等手段, 逐步调节气压机运行状况直至达到正常状态。
2.5 气压机升转速 (5033～6795rpm) 时出口流量控制
此时把气压机出口去稳定系统的蝶阀打开, 稳定系统压力在0.4MPa左右.在机组转速较低时机组出口压力低于0.4MPa, 出口富气仅通过反喘振线返回分馏循环。随着转速升高至一定值后, 机组出口压力将高于0.4MPa, 出口富气一路走反喘振线循环的同时, 另一路将顶开富气去稳定系统管线的单向阀向稳定系统送气。机组转速升至正常后, 此时通过C304顶压力控制伐PIC30501与高压瓦斯系统的连通控制气压机出口背压, 使稳定系统的压力与高压瓦斯系统连通。气压机升速至5052rpm后, 机组转速控制切换到DCS控制, 在反应喷油前完成气压机的正常运转, 并且利用气压机的转数控制反应压力。
2.6 提升管喷油后气压机运行控制
当提升管开始喷油后, 至喷油量达到正常量的70%所需时间约30min, 同时气压机转速也达到正常最低可调转速5052rpm, 但喷油生成富气量的增加速度低于气压机升速所需入口流量的增加速度, 反应分馏系统压力会因机组升速过快而下降, 此时继续利用再吸收塔C304补瓦斯控制系统压力。并维持最低转速运行。随着富气量的增加, 机组所需反喘振线返回的循环富气流量将减少, 反喘振系统低选的结果将是主控室反喘振手操器的输出值, 因此可在DCS室将反喘振阀逐步关小, 来控制降低反应压力。当反喘振阀达到一定值后, 此时用手操器把反喘振阀保留少量开度, 然后可利用气压机转速的调节来控制反应压力。气压机富气送吸收稳定后, 吸收稳定系统进入充压阶段, 吸收稳定系统开始升压直至正常的1.2MPa, 气压机进入正常运行状态。
3 气压机开机注意事项
(1) 气压机入口充瓦斯:由于气压机过临界转速直至正常转速所用时间较短, 入口流量短时间内要求达到三万多Nm3/h, 仅靠反应喷油产生的富气量是不够的。所以气压机升速时, 还要利用现有的引瓦斯流程充压, 以避免气压机入口流量过低而无法正常开机;
(2) 气压机出口通过再吸收塔的压控与高压瓦斯系统连通:当气压机升至正常转速运行后, 反喘振流程可以继续循环补充气压机入口流量, 同时辅助再吸收塔C304流程适当向入口补充瓦斯。同时用再吸收塔C304的压力控制伐PIC30501控制气压机的背压;
(3) 畗气注软化水不在开工正常前不可以投用;
(4) 机组暖管线及机体预热一定要充分, 并且控制升温速度≯50℃/h。
4 喷油前的气压机入口引瓦斯优点
当反应与分馏系统贯通后, 以往是利用蒸汽作充压介质, 利用空冷入口蝶阀开度做为压力控制手段。由于蒸汽进入空冷后凝结成水, 导致空冷前后压差增大, 反应系统需大量通入蒸汽, 且需频繁调节空冷蝶阀开度以控制反应压力。从干气再吸收塔C304引瓦斯进分馏系统, 一是通入瓦斯置换, 建立从分馏塔顶部、空冷到油气分离罐D201的一个较大充满瓦斯的缓冲空间;二是作为充压介质控制反应压力。由于瓦斯不存在相变, 空冷入口蝶阀可开大, 利用C304液控阀调节补充瓦斯流量来控制反应压力。反应至分馏塔C201 的22层空间由瓦斯填充, 反应在转剂前只需较少量的蒸汽, 即可保持反应压力高于分馏系统。通入的蒸汽进入空冷A201、后冷E203凝结成水, 保持了反应分馏至气压机入口的压力平衡。
5 结 论
(1) 惠州炼油120万吨/年催化裂化装置提前启动气压机不放火炬, 可减少放火炬油气损失约80吨, 较正常开工程序节约了2小时左右的时间, 既提高了经济效益又达到了环保目的。
(2) 气压机启动的时间选在反应系统喷油前1.5小时左右为宜。
(3) 与传统开工不放火炬方案比较, 机组岗位的操作顺序基本变化不大, 但机组岗位与反应岗位间的操作衔接配合较以前更为紧密, 操作更容易, 人员更精炼但开工进度加快。
(4) 实现了催化装置在首次开工过程开工不放火炬方案的创新—采用稳定的再吸收塔的液位控制伐做为气压机开机前瓦斯冲压、开机过程中控制气压机出口压力的灵活手段, 引入了稳定系统、高压瓦斯燃料系统大循环的概念, 彻底解决了以往开工不放火炬中仅靠反飞动调节, 导致气压机频繁飞动的问题。此次创新方法同样可以使用于催化装置停工不放火炬。
参考文献
[1]张建芳, 山红红编.炼油工业基础知识[M].北京:中国石化出版社, 1994.
[2]陆庆云.流化催化裂化[M].北京:中国石化出版社, 1989.
[3]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, 2003:325.