火炬气补充燃料气管网工艺改造及脱硫能力核算

火炬气补充燃料气管网工艺改造及脱硫能力核算

1火炬气回用燃料气某油厂配备了一种气体回收装置，主要包括高火、气罐、这方面的管道和其他设施。正常情况下,厂区内各装置的火炬气先进入气柜回收并储存,再经压缩机压缩和脱硫处理后,并入厂内燃料气管网。燃料气管网的燃料气主要来源于各产气装置的干气、回收的火炬气和天然气,主要输送给各装置的加热炉。当管网干气和火炬气不足时,采用天然气补充;当干气和火炬气富余时,富余燃料气外供给电厂作锅炉燃料。非正常情况下,火炬气切出气柜,排入高架火炬燃烧。2延迟焦化装置运行工况火炬气回收装置现有3台火炬气压缩机,两开一备,电动机以50Hz电网正常频率运行,实际流量为3.7~4.2dam该炼油厂建有两套延迟焦化装置,其所产干气是燃料气管网的主要供气源之一。受两套延迟焦化装置吹气放空和焦炭塔切换与暖塔的影响,该时段装置干气产量下降,导致燃料气系统管网的压力随之波动。按延迟焦化装置生焦周期均为24h考虑,则两套延迟焦化装置每12h切换焦炭塔一次。即延迟焦化装置向燃料气管网供气的波动周期为12h。该炼油厂内其他产生干气的装置(如催化裂化装置、加氢裂化装置等)产气平稳,厂内加热炉干气用量也较为平稳,正常情况下基本无波动。表1为该炼油厂燃料气管网每12h运行统计数据。由表1可知,每12h内约有4h处于燃料气管网压力较高压时段,此时不仅不无需消耗天然气,还可以外供燃煤锅炉干气约26.68t。此时即使不使用火炬气,燃料气管网也可满足厂内加热炉的用气要求。而在燃料气管网的低压时段,不仅不能外供干气,还需补充天然气约22.22t。分析原因是受压缩机输送能力的限制,无法上调火炬气补充燃料气管网的燃气量。表面上是利用多余的干气代替燃煤,使火炬气得到了回收利用,但实质上是间接使用天然气代替了燃煤。由于天然气价格远高于燃煤,这样就使企业丧失了经济效益。3通过示范柱呼吸补充燃料气系统的优化方案3.1燃料气流网供气量的影响在高压力时段,将火炬气储存于气柜内,不向或者少向燃料气管网供气;在低压力时段,增大向燃料气管网的供气量,以减少天然气的补充量。按高压力时段火炬气不向燃料气管网供气计算,则储存量增加16dam将高压力时段火炬气储存起来,低压力时段时向燃料气管网的供气量约为6dam3.2调节气柜的运行在新增压缩机出口主管路上设置压力变送器,与压缩机变频器构成闭环调节,实现火炬气补燃料气管网的流量自动调节。当燃料气管网压力较高时,下调火炬气补充燃料气管网的流量,降至变频低限时,打开回流副线;当燃料气管网压力较低时,上调火炬气补充燃料气管网的流量。当调节气柜的运行高度超出设定上限值时,系统发出高限报警信号,压缩机的变频调速由闭环控制切换至开环控制,将压缩机的流量上调至最大值。如果气柜高度继续升高,气柜现有保护系统开始动作,切断气柜进料。当调节气柜的运行高度低于设定下限值时,系统发出低限报警信号,压缩机的变频调速由闭环控制切换至开环控制,将压缩机的流量下调至最小值。如果气柜高度继续下降,气柜现有保护系统开始动作,连锁停用压缩机并同时关闭压缩机入口蝶阀。3.3压缩机系统火炬气平均组分见表2。根据火炬气组分及工艺参数要求,选用双螺杆压缩机,压缩机采用单级压缩,通过齿轮箱增速由电机驱动,与油站整体撬装在一个底座上。螺杆压缩机系统主要包括主机橇装部分、中间冷却器、气液分离器。螺杆主机进、排气方向为上进上出,采用喷软化水冷却螺杆压缩机,压缩机具体参数见表3。3.4火气出口管道阻力降低计算新增压缩机出口管路至火炬气脱硫装置管径为DN200,流量为6dam3.5火炬气的回收火炬气脱硫装置采用常规的胺液脱硫工艺,火炬气在塔内采用贫液(30%甲基二乙醇胺溶液)进行吸收,脱除其中的硫化氢和部分二氧化碳,脱硫后的净化火炬气由塔顶出来,送至燃料气管网。(1)火炬气脱硫塔处理能力核算通过计算可得原设计工况下的空塔气速u该项目实施后,火炬气脱硫设施的最大处理负荷为6600kg/h,此时的空塔气速u=0.172m/s,与设计工况相差不大,且小于塔的泛点气速,可以满足要求。(2)火炬气脱硫效率火炬气脱硫设施要求硫化氢质量分数不大于100μg/g,在维持贫胺液进料12500kg/h不变的前提下,原设计工况下火炬气脱硫后的硫化氢质量分数为39.8μg/g,改造后最大负荷工况下火炬气脱硫后的硫化氢质量分数为39.8μg/g,可满足不大于100μg/g的质量要求。改造后物料参数变化见表5。4优化重建效果评估4.1然气用量该项目实施后,燃料气管网相比于改造前,每12h可减少天然气用量12.67t,减少外供燃煤锅炉燃料气17.6t。按装置年运行8400h计,每年可减少天然气用量约8869t,减少外供燃煤锅炉燃料气约12320t。4.2燃煤锅炉改造效果该项目实施后,炼油厂每年减少天然气用量约8869t,燃煤锅炉每年增加煤用量约23118t。表6为改造后效益对比。经测算,改造后每年可节省费用约2329万元,相对于该项目总投资900