乙烯裝置停工搶修急冷系統(tǒng)處置措施

黃錦鵬

（福建聯(lián)合石油化工有限公司，福建泉州 362800）

某乙烯裝置2009年8月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)能力80萬(wàn)t/a，原設(shè)計(jì)采用魯姆斯/中國(guó)石化合作開(kāi)發(fā)的技術(shù)，2013年采用ST技術(shù)進(jìn)行脫瓶頸改造，能力提升至110萬(wàn)t/a。2019年4月由于裂解氣壓縮機(jī)段間冷卻器內(nèi)漏，停工搶修7個(gè)工作日，火炬排放總量控制在了300 t以?xún)?nèi)。

1 主要措施

通常，為了維持停工期間急冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，至少保持一臺(tái)裂解爐新鮮進(jìn)料，急冷水塔頂會(huì)持續(xù)產(chǎn)生火炬排放。此次停工搶修期間，繼續(xù)采用所有裂解爐切出系統(tǒng)，裂解氣壓縮機(jī)入口電動(dòng)閥關(guān)閉，急冷系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)的火炬減排控制措施。

裂解爐退料順序?yàn)闅庀嘣狭呀鉅t-石腦油裂解爐-重質(zhì)原料裂解爐。裂解爐退料過(guò)程中，急冷油循環(huán)量、急冷水循環(huán)量逐步降低，稀釋蒸汽發(fā)生器逐步切出；裂解爐新鮮進(jìn)料退出后，裂解柴油汽提塔停運(yùn)；裂解爐稀釋蒸汽全部切出后，工藝水系統(tǒng)停運(yùn)；急冷油塔頂汽油回流、中部盤(pán)油循環(huán)全部停止；供應(yīng)沖洗油系統(tǒng)的盤(pán)油由界外補(bǔ)充裂解柴油或催化柴油替代。在裂解氣壓縮機(jī)停車(chē)后、裂解爐新鮮進(jìn)料完全切斷前，急冷水塔頂有部分物料排放至火炬，由于裂解氣壓縮機(jī)停車(chē)前有所準(zhǔn)備，裂解爐退料及時(shí)，未出現(xiàn)大量物料排放至火炬的現(xiàn)象。

停車(chē)期間，急冷系統(tǒng)熱源為管線伴熱、裂解氣大閥防焦蒸汽等，裂解燃料油塔、裂解柴油汽提塔、工藝水汽提塔等汽提蒸汽全停；裂解爐稀釋蒸汽由中壓蒸汽減溫減壓替代；保持1臺(tái)急冷油泵、1臺(tái)急冷水泵運(yùn)行，維持急冷油和急冷水循環(huán)；由界外補(bǔ)充裂解柴油或催化柴油，用作機(jī)泵和儀表系統(tǒng)沖洗油，同時(shí)用于穩(wěn)定急冷油系統(tǒng)黏度；減黏塔汽提蒸汽全停，急冷系統(tǒng)僅裂解燃料油保持外送，維持系統(tǒng)物料平衡。停車(chē)期間，急冷系統(tǒng)壓力穩(wěn)定在100 kPa以下，急冷水塔頂無(wú)火炬排放。

開(kāi)車(chē)前，D＋3（D為停車(chē)當(dāng)天）開(kāi)始，利用中壓蒸汽對(duì)急冷油進(jìn)行反向加熱，使急冷油塔釜溫度提升至160℃以上，去除急冷油中的水。裂解爐切入系統(tǒng)后，工藝水系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行。裂解氣壓縮機(jī)氮?dú)膺\(yùn)轉(zhuǎn)，一段吸入罐壓力與急冷系統(tǒng)平衡后，打開(kāi)裂解氣壓縮機(jī)入口電動(dòng)閥，裂解爐逐步投料，逐步恢復(fù)正常負(fù)荷。期間，急冷水塔頂以及裂解氣壓縮機(jī)一段吸入罐無(wú)火炬排放。

物料消耗情況：停工期間補(bǔ)充催化柴油約12 t/h，用作機(jī)泵和儀表系統(tǒng)沖洗油；開(kāi)車(chē)期間急冷水塔汽油槽接汽油約300 t；；由于界外裂解柴油流程堵塞，開(kāi)車(chē)期間未引入其他開(kāi)工油。

2 主要參數(shù)變化

裝置進(jìn)料負(fù)荷變化情況見(jiàn)圖1，急冷油泵出口總量、急冷水泵出口總量見(jiàn)圖2，急冷油塔頂釜溫、急冷水塔頂釜溫變化情況見(jiàn)圖3。

由圖3可知，停車(chē)期間，急冷油塔頂、釜溫維持在110～120℃，反向加熱后上升至160℃；急冷水塔頂溫度30℃左右，塔釜35℃左右，裂解爐切入系統(tǒng)后開(kāi)始上漲。急冷油、急冷水塔壓見(jiàn)圖4。

圖1 投料負(fù)荷變化趨勢(shì)

圖2 急冷油、急冷水循環(huán)量變化趨勢(shì)

圖3 急冷油塔頂/釜溫、急冷水塔頂/釜溫變化趨勢(shì)

圖4 急冷油塔、急冷水塔壓力變化趨勢(shì)

由圖4可知，停車(chē)期間，急冷系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定，呈緩慢下降趨勢(shì)。反向加熱急冷油時(shí)，壓力未明顯上升。急冷油黏度變化情況見(jiàn)表1。

表1 急冷油黏度分析數(shù)據(jù)

停車(chē)期間，由于催化柴油持續(xù)經(jīng)沖洗油進(jìn)入急冷油系統(tǒng)，急冷油黏度有所下降。油系統(tǒng)含水量變化情況見(jiàn)表2。

表2 油系統(tǒng)含水量分析

裂解爐切出系統(tǒng)后，急冷油塔釜溫度降低至120℃左右，防焦蒸汽在急冷油塔內(nèi)冷凝成水，急冷油、燃料油、盤(pán)油含水量上升。D＋3天開(kāi)始反向加熱急冷油，含水量明顯下降。

3 存在的主要問(wèn)題

3.1 急冷油爆沸

裂解爐切出系統(tǒng)后，急冷油塔釜溫度降低至120℃左右，防焦蒸汽在急冷油塔內(nèi)冷凝成水，實(shí)踐表明，在急冷油塔釜升溫至160℃左右時(shí)，水和重質(zhì)燃料油形成“共沸物”而引發(fā)氣化，產(chǎn)生“爆沸”，急冷油塔釜液位急劇下降，急冷油循環(huán)泵不上量[1]。

解決措施：開(kāi)車(chē)前，D＋3天開(kāi)始，對(duì)急冷油進(jìn)行反加熱，如表2所示，反加熱后油系統(tǒng)含水量明顯下降。反加熱過(guò)程中，急冷油塔釜達(dá)到160℃后，未立即發(fā)生“爆沸”；溫度穩(wěn)定約12 h后，D＋4天下午，急冷油塔釜液位急劇下降，15 min左右，由80%下降至20%，同時(shí)急冷油循環(huán)泵出口壓力下降；急冷系統(tǒng)壓力未發(fā)生明顯上升，急冷水系統(tǒng)未受影響。關(guān)小反加熱蒸汽，急冷油塔釜溫度下降；急冷油循環(huán)泵進(jìn)行排氣。約0.5 h后急冷油塔釜液位恢復(fù)至80%，溫度下降至130℃左右（如圖3所示）。繼續(xù)反向加熱，此時(shí)急冷油中的含水量較低，急冷油塔釜溫度再次提高至160℃后，未出現(xiàn)“爆沸”現(xiàn)象。

3.2 急冷油黏度控制

停工期間，由于急冷油含水，無(wú)法得到準(zhǔn)確的急冷油黏度數(shù)據(jù)。

黏度控制措施：重質(zhì)原料裂解爐最后退料，退料前降低COT，多產(chǎn)急冷油；停工期間，持續(xù)向沖洗油系統(tǒng)補(bǔ)充裂解柴油或者催化柴油，有效控制急冷油黏度。

停工、開(kāi)車(chē)前為了維持或建立汽油回流，或向急冷水塔汽油槽引入石腦油、裂解汽油等輕質(zhì)油。如果過(guò)多的補(bǔ)充輕質(zhì)油，開(kāi)車(chē)時(shí)會(huì)造成壓縮機(jī)吸入罐液位快速上升，威脅裂解氣壓縮機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.3 工藝水帶油

工藝水系統(tǒng)停車(chē)、開(kāi)車(chē)過(guò)程中，工藝水易發(fā)生帶油現(xiàn)象，對(duì)正在燒焦的裂解爐產(chǎn)生嚴(yán)重威脅；帶油的稀釋蒸汽經(jīng)裂解爐燒焦罐排放至大氣，造成環(huán)保事件。

解決措施：停、開(kāi)工期間，應(yīng)監(jiān)控好急冷水塔界位和汽油槽液位，避免裂解汽油倒灌入工藝水塔；開(kāi)車(chē)時(shí)接入汽油槽的總量不宜過(guò)多，足夠建立急冷油塔回流即可；工藝水塔汽提量需要保證，及時(shí)去除烴類(lèi)物質(zhì)；當(dāng)稀釋蒸汽帶油后，應(yīng)立即停止裂解爐燒焦，避免裂解爐爐管超溫。

4 結(jié)論

停工搶修期間，將所有裂解爐切出系統(tǒng)，能夠有效降低急冷水塔頂火炬排放。在開(kāi)車(chē)稀釋蒸汽切入系統(tǒng)前將急冷油加熱至160℃能夠有效減緩“爆沸”現(xiàn)象，加熱蒸汽用量的控制仍需要摸索。停車(chē)期間，將裂解柴油或催化柴油補(bǔ)充至沖洗油系統(tǒng)能夠有效降低急冷油黏度，避免急冷油黏度上升。