化工火炬气回收利用研究

化工火炬气回收利用研究

1装置火炬气排放气组成目前，除部分回收外，所有装置的排放气将通过化工区的火炬管道管道进行排放。化工区主火炬系统Y-4501负责各主体装置火炬气处理任务，主火炬设计最大处理能力为615t/h，无烟燃料按最大能力10%设计。化工区火炬气管网排放气典型组成情况见表1。由表1可以看出，化工区火炬气中惰性气体为氮气，其他可燃气主要为氢气和甲烷，其中氢气体积分数10%～20%，基本不含硫、水。经统计并测算，平均分子量26.98、体积流量2750m2关于火炬气候的回收方案的讨论2.1其他公司A公司火炬气回收项目2008年投用。据介绍，火炬气回收并网后，对裂解炉NOB公司火炬气回收系统利旧1台10190m2.2湿式和干法气柜的气柜工艺特征压缩机和气柜是火炬气回收系统中非常重要的设备，其选型直接关系到整个工艺方案是否可行，为此，特比选相关方案。储气柜按密封介质分为湿式和干式。湿式气柜随储气柜塔节的增减而改变，压力是波动的，干式气柜压力稳定；湿式气柜柜内气体湿度大，出口燃气含水量高，而干式气柜储存气体干燥；湿式气柜需要保温，蒸汽用量大，而干式气柜虽也有蒸汽管加热，但耗热量少；湿式气柜空间利用率低，占地面积较大，而干式气柜储气空间大，占地面积小；使用寿命方面，干式气柜50年，明显长于湿式气柜的30年；抗震等性能方面，湿式气柜由于水槽上部塔节为浮动结构，易造成塔体倾斜，产生导轮错动、脱轨、卡住等现象，而干式气柜活塞不受强风和冰雪影响；在气柜的基础处理方面，湿式气柜因水槽内水量大，在软土地基上建罐需进行基础处理，而干式气柜自重轻，地基处理简单；但在罐体耗钢量、罐体造价和安装精度要求方面，湿式气柜则明显低于干式气柜。综上所述，干式气柜性能更加优越，可以弥补湿式柜的缺点，特别是近10年来，干式气柜在国内各大石化企业火炬气回收系统上得到了广泛的应用2.3组合机压缩机压缩机主要有迷宫机（又称往复式）、螺杆机和液环机3种，是火炬气回收装置中重要设备，需要对相关介质具有很好的适应能力，故障率要低。压缩机的选择因火炬气的流量和组成波动大比较困难，需要对火炬气的流量和组成进行长期测定在火炬回收系统上，迷宫式和螺杆式压缩机均可以应用，结合广州石化化工区装置火炬气的组成特点，经过反复对比，最终选用螺杆式压缩机，主要考虑是：1）在广州石化化工区裂解装置已有1套运行了10年的火炬回收系统，采用的是螺杆压缩机，运行状态很好。广州石化对螺杆压缩机的操作、管理成熟、检修经验丰富。2）螺杆压缩机结构简单，维护方便。无迷宫式压缩机吸排气阀、活塞环等影响设备长周期运行的易损件。3）螺杆压缩机的备件储备量少，积压和占用资金较少。4）螺杆压缩机检维修费用较低，检修时需要更换的易损件少。5）由于化工区各装置火炬气组成变化较大，而同等参数下，螺杆机比迷宫机的单机压比大，排气受背压影响较小，流量和压力基本不受气体分子量的影响。因此，有利于设备稳定运行。6）化工区火炬气在装置事故状态下携带大量乙烯、丙烯、丁二烯等烯烃类物料，容易发生自聚。尤其是裂解排出气体在压缩过程中容易在气阀和活塞环聚合堵塞，影响机组运行。螺杆式压缩机对带有颗粒的气体和污染不敏感，特别适合有聚合倾向的火炬气气体。3火炬气回收效果经过调研比选，广州石化决定在化工区聚丙烯（一）装置南面空地建设化工区回收火炬气为可燃气项目。装置于2018年11月底建成投用。总体而言，装置投产以来运行平稳，管网火炬气基本得到回收，达到预期目的。截至2019年6月底，装置已安全平稳运行7个月，气柜随着气量大小浮动自如，标杆在5～12米范围内波动，两台压缩机按控制程序交替开停。2019年5月13日至17日共4天的装置标定数据表明，火炬气回收系统平均回收气量为2500m3.1问题和改进1火炬总管压力在试运行过程中，原有火炬系统缺少火炬水封罐液位显示和控制手段，水封压力达不到运行要求，造成装置气柜不能正常进气。经研究发现，主要原因是现有火炬系统火炬气水封罐实际水封压力2.6～3.0kPa，低于水封罐资料设计压力4.0kPa(6.0kPa），火炬气总管的压力在2.0～2.5kPa，低于操作压力3.0kPa；气柜工作压力是2.42kPa，管道摩阻约0.35kPa，总管压力低于气柜工作压力+管道摩阻，导致活塞无法升起，气柜不能正常进气。因此，采取了以下措施：(1)增加火炬水封罐溢流管U型弯高度，相当于提高溢流高度，先增加水封罐液位，达到提高火炬压力的目的。(2)增加主火炬水封罐液位远传指示和进水、出水调节阀，自动控制水封罐液位，达到稳定火炬管网压力的目的，同时增加主火炬处的管网压力远传指示。(3)完善气柜控制方式，防止储气反窜回火炬总管。必要时修改联锁逻辑控制方式。上述措施实施后，装置操作系统与火炬气管网系统压力基本平衡，回收装置与火炬气管网均运行平稳。21氮消耗高于设计值氮气实际消耗（220m3气柜回收时，装置操作人员难以掌握虽然化工区火炬气得到回收，但是由于各装置排出的火炬气是混合后进入气柜回收，因此在实际操作中，当某套装置异常排放火炬气时，装置操作人员无法及时知晓该装置的排放量，从而导致火炬气回收装置的生产操作始终处于被动状态，加强各装置放火炬的界区阀监控才能为装置赢得调控时机。42该装置的能耗高火炬气回收装置电耗较高，需要优化螺杆机运行状态，以延长机组使用寿命，降低能耗。3.2效率计算广州石化化工区火炬气回收为可燃气项目投用后，提升了企业经济、环保等诸方面效益。1回收能量的测定若按标准油折算：回收火炬气约为2750m该项目一年内回收的能量相当于标准油5840～7000t。根据目前统计分析，2019年3月项目效益为49万元，4月55万元，推测年度效益为600万元左右。2可控气体的燃烧碳减排方面。从火炬排放角度讲回收火炬气并没有减少排放，回收的气体作为可燃气体进行燃烧，主要是回收其能量。从等效能量方面考虑。火炬气2750m3改善了周边环境污染广州石化化工区域地处珠三角腹地，周边高速公路、铁路和居民区密布，