Пуск установки

При пуске установки впервые или после планового ремонта необходимо осуществить комплекс работ, которые могут быть разделены на следующие этапы:

- пропарка реактора и всего оборудования секции фракционирования;

- нагрев регенератора и оборудования секции фракционирования;

- заполнение регенератора катализатором;

- пуск воздуходувки;

- пуск газового компрессора;

- налаживание циркуляции катализатора между реактором и регенератором;

- вывод установки на режим.

После проведения ремонтных работ оборудование установки заполнено воздухом. В связи с этим, на первом этапе из аппаратов и трубопроводов необходимо удалить кислород для предотвращения возникновения аварийной ситуации. Воздух, в том числе кислород, удаляют из оборудования путем его пропарки. Эту процедуру осуществляют после окончательной сборки рабочей схемы процесса.

Начинают подавать водяной пар сначала в реактор R-2001 (рис.5.3) – в узлы ввода катализатора и сырья, отпарную зону и линию отработанного катализатора. По мере разогрева реактора пар выходит из него и по линии движения газо-продуктовой смеси поступает в главную фракционирующую колонну С-2001. В это же время подают водяной пар в кубовую часть колонны, в стриппинги кубового продукта колонны С-2003 и легкого газойля С-2002. При этом конденсаторы верхнего продукта колонны
ЕА-2001/1-8 и Е-2007/1,2 не включаются в работу.

Конденсирующийся водяной пар постоянно дренируется с нижних точек оборудования и трубопроводов. По истечении двух часов с момента появления водяного пара из воздушников колонны С-2001, емкости ее орошения V-2002, емкости перед и между ступенями компрессора, пропарку можно прекратить. До этого необходимо продуть паром не только основные, но и все вспомогательные линии. Для обнаружения утечек в конце этапа пропарки закрывают воздушники и дренажные задвижки и поднимают давление в системе до 170-180 кПа (0,7-0,8 ати). При этом проверяются все фланцевые соединения, сальники и т.д. на наличие утечек.

До того как прекратить подачу водяного пара на пропарку, перекрывают все линии сообщения системы с атмосферой, кроме сброса на факел и организуют подачу топливного газа в линию возврата паров из стриппинга легкого газойля С-2002. При этом, до прекращения подачи пара в оборудование, давление в нем должно поддерживаться стабильным на уровне
170-180 кПа (0,7-0,8 ати). Следует помнить, что подача топливного газа должна осуществляться в достаточном количестве для предотвращения снижения давления в оборудовании за счет конденсации водяного пара. В противном случае возможен подсос воздуха из атмосферы. Кроме того, подача топливного газа должна быть такой, чтобы регулятор давления на емкости орошения главной ректификационной колонны автоматически поддерживал регулирующий клапан сброса избыточного газа на факел постоянно открытым. Это позволит осуществлять постоянную сдувку на факел еще оставшегося в системе воздуха. Топливный газ заполняет в основном верхнюю часть колонны, соответствующие трубопроводы и емкостное оборудование по линии верхнего продукта колонны, а в ее кубовую часть практически не попадает. Через некоторое время в работу можно включить часть холодильников верхнего продукта колонны для конденсации водяных паров и повышения концентрации топливного газа в емкости орошения. При этом необходимо постоянно следить за давлением в системе и дренированием конденсата.

Когда давление в секции фракционирования стабилизировано, можно приступать к следующему этапу – нагреву регенератора и оборудования секции фракционирования. Он начинается с пуска главной воздуходувки в соответствии с инструкцией завода изготовителя. При этом особое внимание должно быть обращено на поддержание необходимого перепада давления между реактором и регенератором. Давление в реакторе должно быть всегда выше, не менее чем на 10 кПа (0,1ат). Это позволяет предотвратить попадание в него кислорода. Между регенератором, в котором находится кислородсодержащая среда, и главной колонной, верхняя часть которой заполнена топливным газом, расположен реактор под избыточным давлением водяного пара. Последний выполняет роль буфера и предотвращает смешение углеводородного газа и кислорода.

Когда расход воздуха на выходе из воздуходувки стабилизируется, открывают задвижку циркулирующего в регенераторе катализатора, разжигают печь нагрева воздуха и начинают нагревать регенератор со скоростью не более 110^оС в час. Конечная температура нагрева 540^оС.

Пока греется регенератор, в кубовую часть главной ректификационной колонны через пусковую линию может быть введено сырье, температура которого должна составлять не менее 110^оС для предотвращения конденсации водяного пара. Для этого сырье пускают в парогенераторы главной колонны и нагревают водяным паром, подаваемым в них обратным ходом. Подпитку системы сырьем необходимо осуществлять, как и другие операции, медленно, что позволит избежать резкой конденсации паров воды в колонне. По мере заполнения кубовой части колонны организуют циркуляцию сырья через второй парогенератор для поддержания температуры в кубе, а затем – циркуляцию через другие контуры кубового продукта главной колонны. В это время необходимо особое внимание обращать на работу насосов (нагрев подшипников, вибрация и т.п.), температуру и уровень в нижней части колонны.

После того, как кубовая часть колонны достаточно нагрета и просушена циркулирующими потоками, а контуры легкого и тяжелого газойля освобождены от водяного конденсата, начинают перепускать сырье, постепенно увеличивая его количество, из куба через продуктовый контур кубового продукта, пусковой байпас, контур предварительного нагрева сырья и байпас реактора в пусковую линию секции легкого газойля. При этом постоянно дренируют водяной конденсат из заполняемых и разогреваемых контуров. Следует помнить, что в случае попадания значительных количеств воды в зону высоких температур за счет ее испарения возможен резкий рост давления в колонне. Это вызовет или срыв контактных устройств в колонне, или обратный выброс ее содержимого в реактор и регенератор. После заполнения контуров циркуляции легкого и тяжелого газойлей, а также их разогрева заполняют емкость орошения колонны бензиновой фракцией. Температура вверху колонны должна быть не менее 110^оС для исключения конденсации в ней водяных паров, а выноса их в холодильники и конденсации уже в них.

При разогреве регенератора и оборудования секции фракционирования, который осуществляется практически одновременно, необходимо проверить все фланцевые соединения, люки и подтянуть на горячую болты и шпильки этих соединений. В системе реактор-регенератор при разогреве систематически проверяется возможность беспрепятственного теплового расширения элементов (не задевая при этом других конструкций), состояние соединительных стяжек компенсаторов, подвижность линий перемещения катализатора, отсутствие деформации у трубопроводов малого диаметра (особенно для КИПиА, электрокабелей и т.п.). Когда температура в регенераторе превысит 230^оС, в него подают водяной пар на распыл факельного масла (нефтяное топливо типа легкого газойля) и на охлаждение штуцеров его ввода. При температуре воздуха на выходе из нагревателя Н-2001 выше 540^оС в системе реактор-регенератор проводят повторную подтяжку болтов на горячую. После этого можно переходить к следующему этапу пуска установки – заполнению регенератора катализатором.

На катализаторных фабриках в процессе синтеза получают, так называемый, свежий микросферический катализатор с размером частиц в основном 20-150 мкм (микрон). Его можно в небольших количествах вводить в поток катализатора, циркулирующего в реакторно-регенераторном блоке промышленной установки крекинга. Осуществлять же пуск установки с использованием только свежего катализатора чрезвычайно нежелательно. С одной стороны, это обусловлено тем, что он является очень активным из-за наличия большого количества каталитических центров и некоторых дефектов в структуре. Они, в первую очередь, блокируются коксовыми отложениями и каталитическими ядами. Это приводит к резкому снижению активности катализатора в первые часы его эксплуатации. С другой стороны, получаемый в процессе синтеза свежий катализатор имеет условно сферическую форму. На самом деле поверхность его частиц достаточно шероховата. При их циркуляции, в результате трения о стенки оборудования и о другие частицы наблюдается усиленное истирание катализатора. Кроме того, в свежем катализаторе присутствуют твердые частицы с размерами меньше 20 мкм, что приводит к повышенному выносу его из реактора и регенератора (в циклонах практически не улавливаются частицы катализатора с размером частиц менее 20 микрон). Эти моменты являются причиной того, что при пуске установки на свежем катализаторе очень сложно обеспечить достаточно стабильный режим ее работы. Поэтому продаваемый фирмами катализатор часто перед отгрузкой потребителю проходит специальную стабилизацию в условиях, приближенных к процессу крекинга. Такой катализатор, а также катализатор уже проработавший некоторое время на самой установке называется равновесным. Он содержит небольшое количество (около 0,02-0,05%) коксовых отложений. Поверхность его частиц более ровная, а наиболее активные каталитические центры блокированы каталитическими ядами и коксом. Стоимость равновесного катализатора значительно выше, чем свежего. Необходимо еще раз подчеркнуть, что пуск установки следует проводить на равновесном, а постоянную подпитку системы для восполнения потерь целесообразно вести с использованием свежего катализатора (вводимого в систему в строго определенных количествах – примерно 2-3% в сутки от общего объема катализатора).

Для заполнения регенератора катализатором при пуске регулируют температуру на выходе из нагревателя воздуха Н-2001 на уровне
620-650^оС, устанавливают расчетное значение расхода воздуха, закрывают задвижку на линии циркулирующего катализатора, проверяют состояние и исправность датчиков дифференциального давления задвижек, приборов КИПиА и т.д. Равновесный катализатор в это время находится в соответствующем бункере. Его перемещают в камеру сгорания регенератора или воздухом, подаваемым главной воздуходувкой, или сжатым воздухом из общезаводской линии. С помощью подводимого вниз бункера воздуха в нем обеспечивают существенно более высокое давление (выше 2,8 ати), чем в регенераторе. Поэтому катализатор при открытии загрузочной линии будет перемещаться в регенератор. В некоторых случаях может произойти закупорка этой линии, поэтому перемещение катализатора должно быть всегда под контролем оператора. Следует помнить, что при нормальной загрузке манометр на данной линии показывает примерно на 35 кПа
(0,35 ат) выше давления в регенераторе, при этом стрелка манометра слегка дрожит. В случае же роста давления в этой линии необходимо закрыть блокировочный клапан бункера катализатора. Тогда транспортирующий воздух очистит линию раньше, чем избыток катализатора закупорит ее. Во время загрузки катализатора все время необходимо подавать воздух в распределительное кольцо верхнего регенератора для предотвращения его забивки. Когда нужный объем катализатора перемещен в регенератор, загрузка прекращается. Путем замера в бункере определяется количество перемещенного катализатора.

За счет теплоты воздуха, подаваемого в регенератор, температура загруженного в него катализатора будет постепенно повышаться. Поток восходящего горячего воздуха нагревает, высушивает и переводит катализатор в псевдокипящее состояние. Кроме того, часть катализатора из нижней зоны псевдокипящего слоя, уносится в верхний регенератор. Когда на задвижке линии внутренней циркуляции катализатора появится существенный перепад давления, необходимо начать его циркуляцию между нижней и верхней частью. При этом следует отрегулировать расход циркулирующего катализатора таким образом, чтобы плотность псевдокипящего слоя в нижней части регенератора составляла 70-100 кг/м³.

Желательно без циркуляции катализатора вести его нагрев только горячим воздухом из соответствующей печи. Когда же будет организована циркуляция и плотность катализатора в нижней части регенератора сильно уменьшится, целесообразно дополнительно нагревать катализатор за счет сжигания факельного масла в специальных форсунках. Это связано с тем, что прямое воздействие открытого пламени на плотный слой катализатор при сжигании факельного масла вызывает местные перегревы отдельных его частиц и приводит к их термическому разрушению. Следует помнить, что при использовании факельного масла температура в регенераторе должна быть не менее 425-450°С. Иначе факельное масло не загорится. Кроме того, начинать циркуляцию катализатора между реактором и регенератором можно только при достижении температуры в последнем 535°С, а при проведении процесса крекинга минимальная температура в нем должна составлять 650°С.

Перед тем как наладить циркуляцию катализатора между реактором и регенератором, необходимо стабилизировать давление в них, а также в секции фракционирования. Для этого должен быть пущен в работу газовый компрессор, откачивающий жирные углеводородные газы, образующиеся в процессе каталитического крекинга, на секцию газофракционирования. При подготовке к пуску компрессора необходимо:

- установить регулятор сброса давления на факел из емкости орошения V-2002 главной ректификационной колонны на величину 170 кПа (0,7 ати);

- вручную открыть противопомпажные клапаны; полностью открыть задвижку на всасывающей линии и установить регулятор скорости при ручном управлении на минимальное значение;

- пустить в работу межступенчатые и концевой холодильники компрессора и увеличить подачу топливного газа в линию возврата паров стриппинга легкого газойля С-2002.

После этого пускается компрессор. При этом противопомпажные устройства полностью открыты до того времени, пока сырье не будет введено в реактор.

Когда температура катализатора в регенераторе достигнет 535°С, установка готова к налаживанию циркуляции. В это время следует:

– прекратить циркуляцию легкого и тяжелого газойлей для предотвращения забивки соответствующих линий мелкими фракциями катализатора, выносимого из реактора при организации его циркуляции;

– продолжить дальнейший подъем температуры в регенераторе;

– обеспечить подачу некоторого количества водяного пара в точках ввода кислой воды и сырья для предотвращения обратного хода катализатора через эти устройства;

– отрегулировать расход водяного пара на отпарку катализатора в реакторе и прекратить продувку водяным паром вертикальной трубы отработанного катализатора.

Затем начинают открывать, используя ручное управление, задвижку регенерированного катализатора. Это приводит к росту температуры в реакторе. Изменяя количество вводимого катализатора, повышают температуру в реакторе со скоростью 120°С в час. Желательной является быстрая организация циркуляции катализатора между регенератором и реактором. В ином случае может образоваться катализаторная грязь – смесь катализатора и конденсата. Поэтому, как правило, не ждут, когда уровень катализатора в реакторе стабилизируется. Как только в зоне отпарки реактора накапливается некоторое количество катализатора, в ручном режиме осуществляют его возврат в регенератор. В это же время контролируют вынос катализатора в ректификационную колонну путем систематического отбора и анализа проб ее кубового продукта. Для предотвращения накапливания в кубовом продукте катализаторной пыли его через соответствующий стриппинг начинают в небольшом количестве выводить в резервуарный парк. Когда у задвижки закоксованного (отработанного) катализатора появляется достаточный слой, постепенно добиваются необходимого перепада давления между реактором и регенератором, устанавливают регулятор уровня катализатора в реакторе в автоматический режим при ручном управлении температурой. После этого в обязательном порядке в соответствующие форсунки в регенераторе подается факельное масло, горение которого позволяет поднять и потом поддерживать температуру в регенераторе на уровне около 675°С, а в реакторе 520°С. Этап организации циркуляции катализатора заканчивается подачей кислой воды в переток регенерированного катализатора перед реактором.

Как только в реакторно-регенераторном блоке стабилизировалась циркуляция катализатора можно вводить сырье в реактор. Перед этим заполняют химически очищенной водой один из парогенераторов на кубовом продукте ректификационной колонны и в ручном режиме вводят в реактор сырье в количестве около 5% от проектной загрузки. Для удержания температуры в реакторе выше 480^оС необходимо увеличить кратность циркуляции катализатора. Следует учитывать, что температура в регенераторе и соответственно в реакторе будет снижаться до тех пор, пока в регенератор не начнет поступать катализатор, содержащий кокс. До этого времени приходится поддерживать нужную температуру в регенераторе (на уровне 675°С) за счет сжигания факельного масла. Затем расход сырья увеличивают, повышая ступенчато загрузку на 10-20%, при тщательном контроле за уровнем кубового продукта в ректификационной колонне. По мере увеличения загрузки установки по сырью, что сопровождается ростом количества кокса на отработанном катализаторе, уменьшают и затем полностью прекращают подачу факельного масла в регенератор, а также снижают температуру воздуха направляемого в регенератор. Температура в верхнем регенераторе не должна превышать 720-730°С.

Когда температура вверху фракционирующей колонны станет повышаться, начинают медленно подавать острое орошение на ее верхнюю тарелку. После стабилизации внутреннего орошения колонны и температуры ее верхней части, переводят регулятор подачи острого орошения в автоматический режим. При росте уровня кубового продукта в колонне его начинают выводить в один из резервуаров парка некондиции. Следует помнить, что все операции по регулированию и стабилизации технологических параметров работы установки оператор обязан выполнять постепенно и аккуратно, без резкого изменения управляющих воздействий.

Повышение температуры в кубе колонны позволяет начать выработку водяного пара в соответствующих парогенераторах. Это, в свою очередь, дает возможность эффективно охлаждать часть кубового продукта и возвращать его в качестве квенча для регулирования температуры внизу колонны.

По мере стабилизации температуры вверху колонны начинают циркуляцию боковых продуктов для регулирования ее теплового баланса. Сначала разогревают линию подачи водяного пара в стриппинг легкого газойля. По мере накопления углеводородов в стриппинг на отпарку легких компонентов подают пар, а получаемую нефтяную фракцию направляют в парк готовой продукции. Следует помнить, что недостаточный вывод бокового продукта из главной колонны увеличивает внутреннее орошение и приводит к росту давления в ней. А поскольку реакторно-регенераторный блок жестко связан с секцией фракционирования, то это изменение давления автоматически приведет к росту давления в реакторе и регенераторе, снижению конверсии сырья и нарушению других режимных параметров.

Когда в результате процессов, протекающих при крекинге, образуется достаточное количество углеводородного газа, начинают постепенно загружать компрессор и секцию газофракционирования. При этом включают в работу регуляторы давления в емкости орошения главной фракционирующей колонны, постепенно закрывают байпасы противопомпажных клапанов на компрессоре и подают газ в секцию газофракционирования. В это время можно прекратить подачу топливного газа через линию возврата паров стриппинга легкого газойля.

Особое внимание обслуживающий персонал должен уделять работе кубовой части главной ректификационной колонны, так как в ней из-за повышенной температуры возможно протекание процессов приводящих к ускоренному образованию кокса. Для предотвращения этого используют не только квенч, но и интенсивную циркуляцию горячего кубового продукта с подачей его на тарелки в нижней части колонны.

Дата добавления: 2015-08-02