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摘要：本文从环境保护的角度出发，通过对炼油厂催化裂化装置开工放火炬带来的环保风险和经济效益进行分析。提出了催化裂化装置在开工过程中存在的难点，然后从难点产生的根源进行剖析，针对性的找出了解决方案。为实现催化裂化装置在开工后过程中不放火炬提供了理论依据。
关键词：催化裂化装置 开工 火炬 气压机 环保
一、前 言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、法规，保护环境，防治污染，促进石油炼制工业的技术进步和可持续发展，制定GB31570。催化装置的清洁生产对整个炼厂的环保清洁意义重大。
催化装置的富气主要成分是液化气，液化气的主要成分为CH4，摩尔质量为16克，1吨=1000000克，1000000/16=62500，说明有62500摩尔CH4，1摩尔CH4燃烧后生成1摩尔CO2，所以总共生成62500摩尔CO2，CO2的摩尔质量为44克，44*62500=2750000克=2.75吨，所以会产生2.75吨废气。气态污染物从污染源排放进入大气，可以直接对大气造成污染，也可以经过反应形成二次污染物。
实现开工不放火炬，可增加经济效益，同时也能解决催化裂化装置开工过程中火炬放烧造成的环境污染问题，为炼油厂节能降耗工作作出贡献。
二、 开工不放火炬实施过程存在的困难
影响催化裂化装置实现开工期间不放火炬的问题主要为以下两个方面：
（1）开工喷油前，气压机无法并入稳定系统
由于催化装置现有工艺条件、气压机工况及干气管网压力高等因素影响，利用目前瓦斯充压系统，在喷油前，气压机无法实现与稳定系统同步运行，造成气压机出口憋压，气压机易发生喘振的情况。
（2）喷油后，中段循环无法立即建立，稳定系统无热源
系统喷油后，由于分馏塔中段循环无法立即建立，稳定系统解析塔及稳定塔无法取热，如将富气并入稳定系统，在稳定塔无法取热的情况下，将导致稳定汽油携带大量液化气，外送至罐区，将存在极大的安全隐患。
三、 气压机喘振原理分析
1、气压机防喘振原理
（1）流量
每台离心式压缩机在不同转速n下都对应着一条出口压力P与流量Q之间的曲线。随着流量的减少，压缩机的出口压力逐渐增大，当达到该转速下最大出口压力时，机组进入喘振区，压缩机出口压力开始减小，流量也随之减小，压缩机发生喘振。从曲线上看，流量减小是发生喘振的根本原因，在实际生产中尽量避免压缩机在小流量的工况下运行。一般认为，压缩机在最小流量下应低于设计流量60%。
（2）气体相对分子质量
离心压缩机在相同转速、不同相对分子质量下恒压进行的曲线，从曲线中可以看出，在恒压运行条件下，当相对分子质量M=20的气体发生喘振时，相对分子质量为M=25和M=28的气体运行点还远离喘振区。因此，在恒压运行工况下，相对分子质量越小，越容易发生喘振。
（3）入口压力
压缩机的入口压力P1>P2>P3，在压缩机恒压的运行工况下，入口压力越低，压缩机越容易发生喘振，这也是入口过滤器压差增大时，要及时更换滤网的原因。
（4）入口温度
恒压恒转速下进行的离心式压缩机在不同入口气体温度时的进行曲线，从曲线上可以看出在恒压运行工况下，气体入口温度越高，越容易发生喘振。因此，对同一台离心式压缩机来说，夏季比冬季更容易发生喘振。
（5）转速
透平式驱动的压缩机，往往根据外界不同流量要求而运行在不同转速下，从图3可以知道，在外界用气量一定的情况下，转速越高，越容易发生喘振。
四、方案的可行性研究
1、采用开工喷汽油的方法，根据催化剂裂解原理，汽油与催化剂反应产生富气，带动气压机升速运行，保证气压机临界转速，不发生喘振，同时利用气压机反飞动控制气压机入口富气流量及出口压力，防止气压机发生喘振。
2、采用工艺相对成熟的稳定系统蒸汽加热方法，可以在开工过程中不受中段上量缓慢的影响，用低压蒸汽将解析塔、稳定塔底部温度直接加热到所需温度，保证稳定系统熱源充足。
3、加强工艺过程控制：从渣油进料温度、催化剂再生温度、气压机入口富气流量做好管控。
五、 技术应用
1、不放火炬技术方案
在喷油前，先将气压机启动后低速运行，反再系统建立三器流化后，引入少量瓦斯至气压机入口，全开气压机反飞动，将气压机转速升至3000r/min左右，关闭瓦斯冲压系统，气压机自循环。随后投用提升管终止剂，向提升管内喷汽油，将气压机转速升至5500r/min以上后突破界临界转速，在升速过程中，为防止气压机喘振，可将气压机出口防喘振蝶阀开至过量。喷油初期，气压机出口压力偏低，将少量富气放入低压瓦斯管网不会冲破气柜水封导致火炬放烧。气压机工况稳定后，开始向提升管内喷入原料油，喷油过程中，首先关闭气压机出口防喘振蝶阀，然后缓慢关小气压机反飞动调节阀，待气压机出口压力高于稳定系统压力时，打开富气并稳定蝶阀，将富气并入稳定系统。
2、稳定系统热源问题
将E306、E309加热蒸汽出口管线进行改造，将两台重沸器加热蒸汽出口管线直接接至凝结水罐入口处，降低加热蒸汽背压，可实现目前加热蒸汽满足生产需求的条件。待中段循环量稳定后，两台重沸器分别进行中段油与蒸汽的切换。达到开工稳定系统取热的要求，消除开工期间中段循环建立前稳定系统热源不足，稳定汽油带液化气的风险。
六、结论
1、通过对提升管终止剂及原料流程进行改造优化，解决开工过程中气压机喘振造成火炬放烧问题，每次开工可减少120吨液化气放烧，解决了开工过程中的环境污染问题。
2、优化完善稳定系统加热流程，解决开工喷油分馏塔中段未建立之前稳定系统无热源，液化气随汽油进入罐区所带来的安全隐患。
3、通过对催化裂化装置开工流程进行优化调整，消除了催化裂化装置开工过程中火炬放烧的现象，可节约成本36万元/次。
关键词：催化裂化装置 开工 火炬 气压机 环保
一、前 言
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国大气污染防治法》等法律、法规，保护环境，防治污染，促进石油炼制工业的技术进步和可持续发展，制定GB31570。催化装置的清洁生产对整个炼厂的环保清洁意义重大。
催化装置的富气主要成分是液化气，液化气的主要成分为CH4，摩尔质量为16克，1吨=1000000克，1000000/16=62500，说明有62500摩尔CH4，1摩尔CH4燃烧后生成1摩尔CO2，所以总共生成62500摩尔CO2，CO2的摩尔质量为44克，44*62500=2750000克=2.75吨，所以会产生2.75吨废气。气态污染物从污染源排放进入大气，可以直接对大气造成污染，也可以经过反应形成二次污染物。
实现开工不放火炬，可增加经济效益，同时也能解决催化裂化装置开工过程中火炬放烧造成的环境污染问题，为炼油厂节能降耗工作作出贡献。
二、 开工不放火炬实施过程存在的困难
影响催化裂化装置实现开工期间不放火炬的问题主要为以下两个方面：
（1）开工喷油前，气压机无法并入稳定系统
由于催化装置现有工艺条件、气压机工况及干气管网压力高等因素影响，利用目前瓦斯充压系统，在喷油前，气压机无法实现与稳定系统同步运行，造成气压机出口憋压，气压机易发生喘振的情况。
（2）喷油后，中段循环无法立即建立，稳定系统无热源
系统喷油后，由于分馏塔中段循环无法立即建立，稳定系统解析塔及稳定塔无法取热，如将富气并入稳定系统，在稳定塔无法取热的情况下，将导致稳定汽油携带大量液化气，外送至罐区，将存在极大的安全隐患。
三、 气压机喘振原理分析
1、气压机防喘振原理
（1）流量
每台离心式压缩机在不同转速n下都对应着一条出口压力P与流量Q之间的曲线。随着流量的减少，压缩机的出口压力逐渐增大，当达到该转速下最大出口压力时，机组进入喘振区，压缩机出口压力开始减小，流量也随之减小，压缩机发生喘振。从曲线上看，流量减小是发生喘振的根本原因，在实际生产中尽量避免压缩机在小流量的工况下运行。一般认为，压缩机在最小流量下应低于设计流量60%。
（2）气体相对分子质量
离心压缩机在相同转速、不同相对分子质量下恒压进行的曲线，从曲线中可以看出，在恒压运行条件下，当相对分子质量M=20的气体发生喘振时，相对分子质量为M=25和M=28的气体运行点还远离喘振区。因此，在恒压运行工况下，相对分子质量越小，越容易发生喘振。
（3）入口压力
压缩机的入口压力P1>P2>P3，在压缩机恒压的运行工况下，入口压力越低，压缩机越容易发生喘振，这也是入口过滤器压差增大时，要及时更换滤网的原因。
（4）入口温度
恒压恒转速下进行的离心式压缩机在不同入口气体温度时的进行曲线，从曲线上可以看出在恒压运行工况下，气体入口温度越高，越容易发生喘振。因此，对同一台离心式压缩机来说，夏季比冬季更容易发生喘振。
（5）转速
透平式驱动的压缩机，往往根据外界不同流量要求而运行在不同转速下，从图3可以知道，在外界用气量一定的情况下，转速越高，越容易发生喘振。
四、方案的可行性研究
1、采用开工喷汽油的方法，根据催化剂裂解原理，汽油与催化剂反应产生富气，带动气压机升速运行，保证气压机临界转速，不发生喘振，同时利用气压机反飞动控制气压机入口富气流量及出口压力，防止气压机发生喘振。
2、采用工艺相对成熟的稳定系统蒸汽加热方法，可以在开工过程中不受中段上量缓慢的影响，用低压蒸汽将解析塔、稳定塔底部温度直接加热到所需温度，保证稳定系统熱源充足。
3、加强工艺过程控制：从渣油进料温度、催化剂再生温度、气压机入口富气流量做好管控。
五、 技术应用
1、不放火炬技术方案
在喷油前，先将气压机启动后低速运行，反再系统建立三器流化后，引入少量瓦斯至气压机入口，全开气压机反飞动，将气压机转速升至3000r/min左右，关闭瓦斯冲压系统，气压机自循环。随后投用提升管终止剂，向提升管内喷汽油，将气压机转速升至5500r/min以上后突破界临界转速，在升速过程中，为防止气压机喘振，可将气压机出口防喘振蝶阀开至过量。喷油初期，气压机出口压力偏低，将少量富气放入低压瓦斯管网不会冲破气柜水封导致火炬放烧。气压机工况稳定后，开始向提升管内喷入原料油，喷油过程中，首先关闭气压机出口防喘振蝶阀，然后缓慢关小气压机反飞动调节阀，待气压机出口压力高于稳定系统压力时，打开富气并稳定蝶阀，将富气并入稳定系统。
2、稳定系统热源问题
将E306、E309加热蒸汽出口管线进行改造，将两台重沸器加热蒸汽出口管线直接接至凝结水罐入口处，降低加热蒸汽背压，可实现目前加热蒸汽满足生产需求的条件。待中段循环量稳定后，两台重沸器分别进行中段油与蒸汽的切换。达到开工稳定系统取热的要求，消除开工期间中段循环建立前稳定系统热源不足，稳定汽油带液化气的风险。
六、结论
1、通过对提升管终止剂及原料流程进行改造优化，解决开工过程中气压机喘振造成火炬放烧问题，每次开工可减少120吨液化气放烧，解决了开工过程中的环境污染问题。
2、优化完善稳定系统加热流程，解决开工喷油分馏塔中段未建立之前稳定系统无热源，液化气随汽油进入罐区所带来的安全隐患。
3、通过对催化裂化装置开工流程进行优化调整，消除了催化裂化装置开工过程中火炬放烧的现象，可节约成本36万元/次。