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关键词 | 乙烯装置 大检修 裂解气压缩机 停车

导 读

天津石化乙烯装置采用Lummus顺序深冷分离技术，年乙烯生产能力为200kt，装置自2016年8月大检修后，至今已运行近4a，根据公司生产统一安排，2020年5月8日至6月27日装置进行为期50d的停车检修工作。

通常乙烯装置在停车时，裂解气压缩机系统内会残留大量重烃物料，这些残留物绝大部分可通过导入指定的桶内进行回收，少量无法倒净的残留物则放火炬烧掉，造成很大的浪费。导出的重烃中除了汽油外还含有少量碳四组分，高温下会产生膨胀，它们的回收、储存、运输不仅存在很大的危险性，同时也对环境造成极大的污染。操作人员在现场带压操作导油时，还会对人身安全造成很大的威胁。

裂解气压缩机停车步骤

裂解气压缩机(GB-201)停车前需尽量控制在低液位运行，但要密切注意各个段间罐的压力控制，不要造成空液位串压现象。同时缓慢降低压缩机转数至最小控制值。随着裂解炉的退料，缓慢补入甲烷气，而后补入氮气进行氮气运行。系统倒空和分离系统升温结束后，压缩机按程序停车。图1为裂解气压缩机液位控制流程。

停车前控制要点难点及氮气运行方案

控制要点

要保证足够的吸入量，将出口气体经旁路返回到入口，通过FV-202“三返一”，FA-211“五返四”弥补入口流量的不足。对以轻柴油和石脑油为原料的裂解气压缩机，通常气体进口温度为40℃，出口温度低于90℃。以轻烃为原料的裂解气，由于二烯烃占比较少，特别是丁二烯少，压缩机出口温度可以稍高，但一般应低于110℃。注意各排出温度不能高于120℃，防止温度超高联锁停车。同时注意各段间罐液位，防止高液位联锁、空液位串压和泵的抽空。

控制难点

随着裂解炉的退料，裂解气量逐渐减少，需逐渐补入甲烷。当无法满足裂解气压缩机最小流量时，打开氮气补入线进行氮气运行。尽量维持裂解气压缩机氮气的运行直至分离系统氮气置换、升温结束，期间可能会出现蒸汽无法满足压缩机运行、压缩机出口温度高、吸入量无法满足等情况，需及时停车，避免损坏压缩机。裂解气压缩机在氮气运行时的控制是装置停车的重点和难点，因为氮气密度小于裂解气密度，极易造成裂解气压缩机喘振，同时由于氮气不易被压缩，压缩机排出温度容易出现高高联锁，造成停车。为尽量延长氮气的运行时间，车间组织人员提前编写了《裂解气压缩机氮气运行方案》，对操作人员进行操作培训。

氮气运行方案

当裂解炉退料后，裂解气压缩机(GB-201)通过氮气线补入氮气的目的是为节省深冷系统的置换时间以及使深冷系统尽快升温，同时尽可能将裂解气压缩机系统内的轻组分送至后系统，减少停车后系统内的倒油量。在裂解气压缩机氮气运行期间，氮气经过裂解气压缩机进入深冷分离系统，再将1号进料分离罐(FA-304)、2号进料分离罐(FA-305)和3号进料分离罐(FA-306)的物料送至脱甲烷塔。为避免氮气进入燃料系统，关闭氢气/甲烷分离罐(FA-307)的液位控制阀(LV-304)及温度控制阀(TV-302)，氮气由氢气/甲烷分离罐顶的压力控制阀(PV-301)和罐底LD阀排放至火炬系统。

具体操作节点：

1.当裂解单元剩余4台裂解炉运行且第四台裂解炉开始退料时，如裂解气压缩机循环量低于55t/h，则通过裂解气至急冷水塔(DA-103)的压力控制阀(PC-115)逐渐补入甲烷。

2.当裂解单元剩余2台裂解炉运行且第二台裂解炉开始退料时，裂解气压缩机循环量低于55t/h，补入甲烷燃料气已无法满足压缩机的循环量，外操人员打开裂解气压缩机一段吸入罐入口的DN80或DN150的氮气管道。

3.内操人员根据裂解气压缩机循环量开大补氮气线室内控制阀，当氮气量满足压缩机循环运作时，通知外操人员缓慢关闭急冷单元至裂解气压缩机入口的电磁阀(XV-201)。

4.当裂解气压缩机段间排出温度明显升高，要通知外操人员及时开大段间冷却水换热器的冷却水出口阀，控制住段间的排出温度。

5.内操人员要时刻关注压缩机转数，及时进行转数调整，控制裂解气压缩机一段吸入压力，避免抽空。

6.氮气运行期间要加强对轴振动、轴位移、轴温及蒸汽参数的监控，避免损坏设备。

7.氮气运行期间要注意压缩机的出口温度，如果出口温度超过115℃，需要紧急停下裂解气压缩机。

8.裂解气压缩机停车后，通过补氮气线进行置换。置换合格后，系统需保压50kPa，压力低时，室外补氮气充压。

9.氮气运行期间，如果循环量低，应尽量开大氮气补充吸入量，关小最小流量返回，避免高温气体返回，引起压缩机出口温度高联锁。

停车过程中压缩机操作及分析

各工况下裂解气压缩机的主要操作

2020年乙烯装置大检修中，裂解气压缩机停车前及停车过程的各个工况及每个工况下的主要操作见表1。

裂解气压缩机停车过程中主要控制参数分析

2020年5月8日9：00装置停车前低负荷运行，至2020年5月9日2：00氮气运行结束，裂解气压缩机室内PB停车，裂解气压缩机负荷、转数、吸入压力、排出压力、段间温度的趋势，见图2~图7。

由图2~图7可看出：负荷减小后，通过外引甲烷气可以保证裂解气压缩机的运转负荷。随着负荷减小，压缩机逐渐降低控制转数，系统无超压放火炬现象。

裂解气压缩机氮气运行后，其维持最小控制转数，FV-202“三返一”和FA-211“五返四”控制在45t/h。期间一段吸入压力和各段排出温度有所上升，开大现场段间冷却器冷却水阀，降低压缩机出口压力PC204设定值进行出口排放，吸入压力趋于平稳，各段排出温度得到有效控制，最高排出温度为105℃。

氮气运行至9点15分。裂解气压缩机系统液位基本为零，其它参数基本正常。防喘振阀FC-202开度为42%，FC-211开度为83%，仍有一定调节余量。

来源：化工活动家