火炬气回收技术研究

火炬气回收技术研究

1火炬气的回收火炬气是原油企业在生产期间和期间从原油排放的可燃气体。这些气体的燃烧是安全的。火炬气中蕴藏着大量的能量和有用成分,回收火炬气,是一项重大的节能措施。从上世纪80年代开始研究火炬气回收技术并应用于生产,取得了巨大的经济效益和良好的环境效益2气表加压回收工艺2.1燃料气流网气柜回收工艺流程火炬气管网来的火炬气进入气柜贮存,经压缩机加压至0.3～1.0MPa送入燃料气管网,供工艺加热炉和动力锅炉作燃料用。工艺流程见图1。气柜贮存加压回收的优点是输出气压稳定,燃料气管网压力波动小。在工艺装置正常生产时,可全部回收火炬气。缺点是投资大,气柜占地面积大,操作维修费用较高。2.2主要设备2.2.1油封式气柜气柜分干式和湿式两种。湿式气柜技术成熟,在国内应用广泛,但占地面积较干式大,腐蚀严重。干式气柜是一种新型的活塞式结构气柜,按活塞密封方式可分为:(1)稀油密封式。柜壁为多折边形,活塞部位配有滑板和弹簧与柜壁接触,滑板上有油槽,采用中等粘度的油品密封,活塞运动过程中,滑板接触面渗漏的油流至柜底的集油槽中,经泵抽出送入柜顶。稀油密封式气柜的优点是技术成熟,已有成功使用经验。缺点是密封油易被稀释,封油消耗较大,密封部位漏气后形成一定的安全隐患。(2)干油密封式。活塞与柜壁接触部分采用多层橡胶密封圈,密封圈之间注有润滑脂,密封圈上部配重压紧。优点是克服了稀油密封的缺点,但国内无成熟的制造和使用经验。(3)布帘密封式。活塞和柜壁用尼龙外敷氯丁胶制成的布帘连接。当活塞上下运动时,布帘展开或卷起。北京钢铁设计院已掌握了制造和应用技术。优点是造价较低,操作费用较低。布帘密封式气柜应用前景广阔。2.2.2罗茨风机系统根据不同输出压力要求,压缩机选用罗茨风机和活塞式压缩机较多。罗茨风机风量大,出口压力低,适合较低压力的场合。活塞式压缩机风量较小,出口风压较高,适合较高压力要求。3直接泵送和压缩回收过程3.1燃料气管网工艺流程压缩机直接从火炬气管网抽吸火炬气,加压后送入燃料气管网。工艺流程见图2。优点是省去了气柜,投资较气柜贮存加压回收小,缺点是不能全部回收。3.2水环式压缩机因为直接从火炬气管网中抽取火炬气,所以对压缩机提出了较高要求。中船总公司七一一所对螺杆压缩机进行了深入研究水环式压缩机具有湿式螺杆压缩机同样的优点,但需进口。活塞式压缩机怕液击,气缸附件结焦严重,通常设有前置油分,在火炬气回收中应逐步淘汰。离心式压缩机效率高,处理量大,可用于火炬气回收,但目前使用较少。4无气灶、无压力回收工艺4.1凝缩油用火炬气回收技术无气柜、不加压回收工艺又称阻火防爆回收工艺。由湖北金港化学科技有限公司首创。工艺流程见图3。火炬气通过凝缩油分离器分离出凝缩油,分离凝缩油的目的在于防止因油引燃发生回火爆炸。火炬气脱油后进入安全水封。安全水封的作用有三:一是阻止可能发生回火引起的系统爆炸;二是如果发生回火至水封,在水封结构上采用了防爆板,形成局部爆炸而安全卸压;三是进一步洗涤凝缩油和腐蚀性介质。火炬气通过水封后进入阻火器,再引入动力锅炉燃烧。核心技术是阻火防爆。回收系统水封液封高度300mmH4.2火炬阻火系统火炬气因组分差异大,爆炸极限宽,流量压力不稳,极易发生回火爆炸。本工艺因无气柜、不加压、直接燃烧低压的火炬气,阻火防爆设施必须安全可靠。为此,对水封做了三项重要结构改进,对阻火器作了严格的性能测试。4.2.1火炬气中心管出口端设计采用立式水封罐。在保证水封有足够直径后,做了以下结构改进:(1)火炬气导向分布筛板。将罐内火炬气中心管出口端设计成燕尾式。在燕尾上部设置与水封罐内径相同的导向分布筛板一块,使火炬气以小气泡、间断而不是以气柱状通过水封层,保证水封作用。(2)防爆板。为防止水封本体爆炸,在水封上封头设置防爆板。(3)在水封罐内上部空间设置丝网除沫器,既起气液分离作用,又起阻火作用。4.2.2临界长度mell严格测试阻火器性能。实验测定阻火器的临界孔径(MESG)和临界长度(MESL)分别为0.92mm和13mm。为阻火器的选型提供依据。实际采用先进的波N带式阻火器,阻火器阻火层孔隙为0.9mm,阻火芯件二层,每层厚25mm。5火炬气回收加热炉回收工艺(1)气柜贮存加压回收投资最大。气柜以布帘密封式气柜技术最先进。(2)直接抽吸压缩回收投资较气柜贮存加压回收小,但不能完全回收。(3)无气柜、不加压回收投资很小,约10万元,是气柜贮存回收和直接抽吸压缩回收的2%左右。可实现火炬气全回收。但回收气不能供工艺加热炉使用,因输出气压不能控制。(4)优化方案:采用湿式螺杆压缩机组直接抽吸压缩回收,辅以无气柜、不加压回收工艺。直接抽吸压缩回收的火炬气供燃料气管网,用于工艺加热炉;回收不完的火炬气采用无气柜、不加压工艺回收供动力锅炉。因为动力锅炉蓄热量大,波动影响小。6火炬气回收工艺(1)采用优化工艺方案,可彻底熄灭火炬,实现火炬气全回收。(2)中小石化企业可只采用无气柜、不加压工艺。该工艺装置已成功运行4年,证明安全可靠,