催化装置3.5 MPa蒸汽减压增效

2019-07-30韩胜显潘从锦张玉勤

石油石化节能 2019年6期

韩胜显潘从锦张玉勤

（中国石油克拉玛依石化有限责任公司）

某石化有限责任公司Ⅱ套重油催化裂化装置2001年6月采用UOP技术进行扩量改造，加工能力

从50×104 t/a 扩量到80×104 t/a，掺渣达到38.5%，从1998年9月开始相继增加了外取热系统、热联合系统、加热站系统等[1]。2017 年7 月，为降低公司催化裂化装置再生烟气中氮氧化物、二氧化硫及颗粒物的含量，满足GB 31570—2015《石油炼制工业污染物排放标准》的要求[2]，新建烟气脱硝脱硫除尘设施。在建设过程中面临诸多问题，其中3.5 MPa蒸汽处置问题比较突出，通过对装置蒸汽系统进行的优化改造及采取的相应技术措施，该公司取得了显著的增效降耗效果。

1 问题提出

Ⅱ套催化裂化装置中压炉利用高温烟气余热将装置内产的3.5 MPa 蒸汽和1.0 MPa 蒸汽过热合格后，送入公司蒸汽管网，中压炉一旦切除，蒸汽必须在装置内放空。

2017年新建烟气脱硝脱硫除尘系统，项目施工期间要对现用的中压炉进行模块改造，装置采取不全面停工只切除中压炉的施工方案。中压炉预计2017 年3 月27 日—29 日切除，隔离后进行施工，待2017 年5 月25 日装置全面停工后与系统相连，预计6月29日正式开工投用。

中压炉切除系统后，油浆蒸汽发生器产的3.5 MPa蒸汽量为10～12 t/h，如果3.5 MPa蒸汽就地排放，不仅造成大量能源浪费[3]，而且会产生很大的噪声污染[4]，给公司都会带来不良影响。项目实施中面临的最大难题就是3.5 MPa蒸汽处置问题。

2 解决思路及方案实施

2.1 方案选择

思路一：就地排放。

思路二：委托设计，进行工艺流程改造，将饱和的3.5 MPa蒸汽量送入热电厂升温后并入3.5 MPa蒸汽管网。

思路三：饱和的3.5 MPa蒸汽减压降温并入1.0 MPa管网。

1）思路一：就地排放是最简捷有效的处理方式，但将造成严重的蒸汽浪费和噪声污染。

2）思路二：通过流程改造，恢复3.5 MPa蒸汽运行，是最为稳妥的处理方案；装置距离热电厂约3 km，项目投资费用较高，而且设计和施工周期长；烟气脱硝脱硫除尘系统安装施工已严重滞后，不能按照计划完工；烟气脱硝脱硫除尘系统投用后，改造的蒸汽流程废除，无利用价值，造成资源浪费。

3）思路三：可以通过在催化装置内部技术改造和操作调整，减压降温并入1.0 MPa 管网，既解决3.5 MPa蒸汽量外送，又增产1.0 MPa蒸汽，是最佳的实施方案。

2.2 方案实施

中压炉切除期间，可以将油浆蒸汽发生器产的3.5 MPa 饱和蒸汽经过新增调节阀减压到1.0 MPa，在确保蒸汽过热不带水的情况下，并入催化装置东系统1.0 MPa 蒸汽外送管线，进入全厂系统管网。蒸汽性质[5]见表1。3.5 MPa 饱和蒸汽的焓值与减压后1.0 MPa过热蒸汽焓值相等，即完全满足1.0 MPa过热蒸汽温度的要求。

表1 蒸汽性质

2.2.1 准备工作

1）方案编制好并完成审批，组织相关人员对中压炉切除，3.5 MPa蒸汽管线与1.0 MPa蒸汽管线连接。

2）和生产运行处沟通，确定催化3.5 MPa蒸汽并入全厂1.0 MPa 蒸汽系统管网时间，防止产生波动。

3）作业现场准备好灭火器、可燃气体测量仪、氧含量分析仪及毛毡等。

4）施工单位、公司相关处室人员共同讨论检修内容并制定进度表。

5）准备好施工过程中需要的相关材料（表2）。

表2 材料

2.2.2 工艺操作调整步骤

1）联系生产运行处，中压炉按照预定方案切除。

2）外取热切除后，所发蒸汽在外取热汽包E-131 顶部消音器放空，关闭饱和蒸汽压控阀PIC-125前后手阀及副线阀，打盲板与中压炉隔离。

3）油浆蒸汽发生器H-202 低负荷运行，关闭H-202/1.2 两个汽包所发蒸汽去中压炉手阀，在低压汽包H-504顶部消音器放空。

4）封闭1.0 MPa 与3.5 MPa 饱和蒸汽进、出中压炉流程，并打盲板。

5）联系施工单位，按照流程示意图（图1）新设管线和新增阀门。

6）管线连接后，逐渐关闭低压汽包H-504 顶部放空，打开新增减压阀，3.5 MPa 蒸汽沿新设流程至1.0 MPa蒸汽外送调节阀前放空脱水。

7）待1.0 MPa蒸汽压力、温度合格后，联系生产运行处，催化3.5 MPa蒸汽并入1.0 MPa蒸汽系统管网。

8）当油浆蒸汽发生器H-202压力为3.2～3.5 MPa时，蒸汽外送温度高；当H-202 压力为3.3 MPa时，蒸汽外送温度达210 ℃。如果在带水的情况下，蒸汽外送温度低于190 ℃时，应通知调度蒸汽切除，改为H-504顶部消音器放空，装置内处理正常后再外送。

9）调整油浆蒸汽发生器H-202 负荷，系统压力高于1.1 MPa 时，缓慢打开装置内催化剂罐顶消音器放空；系统压力低于0.8 MPa 时，及时通知调度协调，紧急情况下H-202立即就地放空。

10）2 h 记录一次蒸汽外送温度和压力，降压调节阀为风开阀，系统外送压力控制在0.8～1.1 MPa之间。中压炉切除、蒸汽管线连接进度见表3。

2.2.3 改造方案风险评估

1）新流程管线连接时，外取热汽包E-131、油浆蒸汽发生器H-202发汽量降至最低，防止切割点蒸汽泄漏。

2）3.5 MPa 蒸汽并入1.0 MPa 蒸汽线时一定要脱水充分，防止影响系统蒸汽品质。

3）中压炉切除后，自产3.5 MPa蒸汽严禁并入装置内现在使用的1.0 MPa 管线中，供反应器、主风机透平泵、汽轮机等使用。因为E-131、H-202产的是3.5 MPa 饱和蒸汽，经过新增调节阀减压后温度只有189.6 ℃，接近饱和温度，存在带水风险，一旦H-202 操作波动蒸汽带水，会有以下恶果：主风机透平泵效率下降，油压波动造成主风机停机；带水蒸汽一旦进入反应器与提升管，催化剂会大量跑损，分馏塔存在堵塞可能。