火炬氣回收設(shè)施設(shè)計

1、火炬氣回收設(shè)施設(shè)計中石化安慶分公司火炬氣回收設(shè)施設(shè)計王長壽（安徽實華工程技術(shù)股份有限公司，安徽省合肥市， 230091）摘要：火炬氣回收是石化廠重要節(jié)能、環(huán)保設(shè)施，卷簾型橡膠膜密封干式氣柜適應(yīng)煉廠瓦斯含有烴類、硫 化氫等氣體，對煉廠尾氣含焦粉等固體雜質(zhì)也有很強(qiáng)的 適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：火炬氣回收 設(shè)計 節(jié)能 環(huán)保 卷簾型橡膠膜密封干式氣柜1 概況中石化安慶分公司煉油現(xiàn)有I、U兩套火炬系統(tǒng)，分別在火炬山擁有各自火炬，但共用 1 套火炬氣回收系統(tǒng)。放空氣體通過氣柜進(jìn)行收集，經(jīng)火炬山壓縮機(jī)升壓至 0.4MPa 送入 火炬氣、加氫尾氣脫硫裝置，由火炬氣、加氫尾氣脫硫壓縮機(jī) （K-501）提至0.8MPa,并

2、經(jīng)胺 液（ MDE）A 吸收塔脫硫后并入公司燃料氣管網(wǎng)?；鹁鏆饣厥障到y(tǒng)由于受到火炬山壓縮機(jī)和火炬氣、加氫尾氣脫硫裝置壓縮機(jī)的限制， 只能回收約4000Nmh放空氣體，PSA解析尾氣只能間斷回收，多余部分直接放火炬燃燒。由于歷史原因中石化安慶分公司與安慶市區(qū)幾乎連成一片，曾多次引發(fā)當(dāng)?shù)鼐用裢对V 的環(huán)保事件。為達(dá)到正常生產(chǎn)時徹底消滅火炬燃燒目的，安慶分公司擬對火炬氣回收系統(tǒng) 進(jìn)行優(yōu)化改造，以提高放空氣體提壓能力，從而全部回收放火炬氣體，以提高企業(yè)形象， 并改善火炬周邊環(huán)境。本設(shè)施于 2010年設(shè)計， 20 1 2年開工，目前運(yùn)行平穩(wěn)，各項指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求。2 設(shè)施設(shè)計中石化安慶分公司含硫原油加工適

3、應(yīng)性改造及油品質(zhì)量升級工程原油加工能力為 800 萬 噸/年，本次新增可燃?xì)怏w排放總管兩根：高壓排放背壓 0.4MPa, DN900設(shè)計排放能力 439t/h ;低壓排放背壓0.1MPa, DN1100設(shè)計排放能力381t/h。安慶分公司現(xiàn)有1座10000nm濕式氣柜，本次新增1座20000nm干式氣柜，2臺40nVmin壓縮機(jī)，兩臺氣柜正常情 況下各自獨(dú)立工作。但一臺需要檢修時，利用氣柜入口跨線接入工作氣柜。本次新增火炬 的放空油氣進(jìn)入新增氣柜，通過新增 2臺 40m3/min 壓縮機(jī)升壓后進(jìn)入脫硫裝置。按年操作時間 8400 小時計算，設(shè)計能力：回收火炬氣 4800m3/h 。2.1 設(shè)施

4、組成火炬氣回收設(shè)施包括：火炬氣過濾、氣柜存儲、壓縮、凝縮油回收系統(tǒng)； 脫硫系統(tǒng)利 用原有設(shè)施。2.2 流程簡述火炬氣在自壓下從水封閥經(jīng)管道送到氣柜收集，氣柜中氣體溫度為40°C，壓力為4KPa?；鹁鏆庠僮詺夤襁M(jìn)入火炬氣壓縮機(jī)一級壓縮至0.3 MPa(G)( 分離前 ) ，經(jīng)冷卻、分液后進(jìn)入火炬氣壓縮機(jī)二級壓縮至 1.0MPa(G)(分離后)，經(jīng)冷卻、分液后進(jìn)入系統(tǒng)；火炬氣經(jīng) 過管道送脫硫裝置，以脫除其中的硫化氫，脫硫后的凈化火炬氣并入公司燃料氣管網(wǎng)。每臺壓縮機(jī)出口管前都設(shè)有燃料氣補(bǔ)壓、泄壓控制閥門，當(dāng)壓縮機(jī)燃料氣入口管網(wǎng)壓力低于0.0025Mpa(G)時，補(bǔ)壓閥自動打開，由壓縮機(jī)出口

5、管向系統(tǒng)補(bǔ)壓 ；當(dāng)管網(wǎng)壓力大于 0.003 MPa(G)時，補(bǔ)壓閥自動關(guān)閉。當(dāng)壓縮機(jī)出口壓力大于 1.0MPa時，泄壓閥自動打開， 向低壓燃料氣系統(tǒng)泄壓，當(dāng)壓縮機(jī)出口壓力(分液后)大于 1.0MPa (G)連鎖停機(jī)。當(dāng)燃料氣進(jìn)氣量w 2400NR h,且氣柜柜位達(dá)到一定高度時，燃料氣壓縮機(jī)啟動一 臺；當(dāng)燃料氣進(jìn)氣量2400NrVh時且氣柜柜位到一定高度時，啟動另一臺壓縮機(jī)，此時兩 臺燃料氣壓縮機(jī)同時工作；氣柜柜位降到一定高度時，其中一臺壓縮機(jī)自動停機(jī)(柜位高度 值可根據(jù)實際超操作情況設(shè)定和調(diào)整)。正常情況下兩臺氣柜各自獨(dú)立工作。但一臺需要檢修時，利用氣柜入口跨線接入工作 氣柜。采用二次壓縮，技

6、術(shù)可靠。凝縮油自流至凝縮油罐 (容-101 )，當(dāng)液位升到一定高度時，凝縮油泵自動啟動，凝縮 油經(jīng)過泵升壓送出設(shè)施 ； 當(dāng)液位下降到一定位置時，凝縮油泵自動停機(jī)流程簡圖見圖-1圖-1本設(shè)施主要設(shè)備有氣柜和壓縮機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如下:氣柜：設(shè)計采用低壓橡膠膜密封威金斯式氣柜 公稱容積 20000m3； 橡膠膜：氫化丁腈橡膠 氣柜規(guī)格：© 34377mm側(cè)板全高 28500mm 設(shè)計壓力：4000Pa 工作壓力：2600-3200Pa 介質(zhì)溫度：-1580 C 密封段數(shù)：2段 放散管數(shù)量：Dn300X 4 （公稱直徑X個數(shù)） 調(diào)平裝置數(shù)量：4套壓縮機(jī) 機(jī)組型式：濕式螺桿壓縮機(jī)組 機(jī)組型號

7、： LG40/1.0 ， 2 臺3 吸氣量(入口狀態(tài))：40m/min , 40C, 0.003Mpa(G) 排氣壓力： 1.0Mpa(G) 介質(zhì)特性：含 H2S 2.0%(v) 主電機(jī)參數(shù)： 6000V/400Kw/3000prm 機(jī)組冷卻方式：噴水 機(jī)組潤滑方式：壓力潤滑 軸封形式：雙端面密封 +迷宮密封 +緩沖氮?dú)饷芊?驅(qū)動方式：主電機(jī)與壓縮機(jī)直聯(lián)3 設(shè)計特點(diǎn)設(shè)計選用膠囊密封干式氣柜，即威金斯式( Weggi ns)氣柜，采用抗硫、耐烴氫化丁 腈橡膠內(nèi)膽；氫化丁腈橡膠(HNBR是由丁腈橡膠進(jìn)行特殊加氫處理而得到的一種高度飽和 的彈性體。氫化丁腈橡膠具有良好耐油性能(對燃料油、潤滑油、芳香

8、系溶劑耐抗性良 好)；并且由于其高度飽和的結(jié)構(gòu)，使其具良好的耐熱性能，優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕性能(對氟 利昂、酸、堿的具有良好的抗耐性)，優(yōu)異的耐臭氧性能，較高的抗壓縮永久變形性能；同 時氫化丁腈橡膠還具有高強(qiáng)度，高撕裂性能、耐磨性能優(yōu)異等特點(diǎn)，是綜合性能極為出色 的橡膠之一。氣柜防腐氣柜內(nèi)接觸介質(zhì)部分的防腐采用氣柜防腐專用涂料，采用改性環(huán)氧玻璃鱗片漆；氣柜內(nèi) 不接觸介質(zhì)部分防腐采用環(huán)氧富鋅類底漆、環(huán)氧云鐵類中間漆及高氯化聚乙烯類面漆防腐 涂料。氣柜外壁防腐采用環(huán)氧富鋅類底漆、環(huán)氧云鐵類中間漆及高氯化聚乙烯類面漆防腐 涂料。氣柜外立柱、斜梯、走道、柜頂梯子平臺、平臺架、環(huán)形，采用鐵紅醇酸底漆、丙烯酸

9、面 漆。氣柜底板外表面防腐采用環(huán)氧煤瀝青防腐底漆及厚漿型環(huán)氧煤瀝青防腐面漆?；鹁鏆鈮嚎s機(jī)采用常用的濕式螺桿壓縮機(jī)。噴液濕式螺桿壓縮機(jī)對火炬氣這種組分變 化頻繁、雜質(zhì)含量復(fù)雜具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。采用氣柜安全聯(lián)鎖、優(yōu)化控制系統(tǒng)，即 FCS系統(tǒng)。裝置事故狀態(tài)火炬大量排放是難免的，目前都是采用大量放空時氣柜停收方案，以免大量放空沖擊威脅氣柜安全。采用FCS系統(tǒng)中氣柜回收火炬氣優(yōu)化軟件可以做到在大量放火炬時根據(jù)氣柜的實際情況最大限度回收 放空氣體，同時不致造成氣柜事故。其經(jīng)濟(jì)效益很高，同時在保證氣柜安全運(yùn)行的前提下減 少了向火炬的排放，有效保護(hù)環(huán)境。4原料性質(zhì)、產(chǎn)品及能耗 4.1原料性質(zhì)火炬氣組分復(fù)雜，而

10、且不穩(wěn)定，同時還帶有焦化焦粉、鐵銹、輕油、水等雜質(zhì)；裝置 結(jié)構(gòu)不同，火炬氣組分往往差別也較大?；鹁鏆庑再|(zhì)見表4-1 :表4-1 火炬氣氣體性質(zhì)（V%介質(zhì)氫氣氮?dú)庋鯕饧淄橐蚁┮彝閒S丙烯丙烷含量18.6421.155.6226.822.5413.542.05.743.954.2產(chǎn)品：本設(shè)施只生產(chǎn)中間產(chǎn)品?；鹁鏆饨?jīng)氣柜回收、壓縮機(jī)壓縮冷卻分液后送脫硫裝置脫 硫，然后并入燃料氣管網(wǎng)?；鹁鏆廨斔头绞剑汗艿垒斔?。運(yùn)輸能力：火炬氣 4800Nm3/h, I.OMPa, 40C。4.3裝置能耗表2-2 能耗表（新增）序 號項目年消耗量能耗指標(biāo)能耗4x 10 MJ/a單位能耗MJ/t原料單位數(shù)量x 10 4單

11、位數(shù)量1循環(huán)水t159.6MJ/t4.19668.724.462電kwh726.28MJ/kwh11.848599.1657.333燃料氣t0MJ/t418680.000.0041.0MPa(G)蒸汽t0MJ/t31820.000.005除氧水t5.04MJ/t385.191941.3612.946氮?dú)釴m30.84MJ/Nm36.285.280.047凈化風(fēng)Nm30.84MJ/Nm31.591.340.018自產(chǎn)1.0MPa(G)蒸汽tMJ/t31820.000.009自產(chǎn)0.6MPa(G)蒸汽tMJ/t27630.000.00合計11215.8574.77注：本裝置單位能耗折合1.79 x

12、 104kcal/t原料5裝置運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益分析本設(shè)施2012年底建成，一次開車成功。整個系統(tǒng)運(yùn)行良好，基本上消滅了火炬，各項 指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求。每年回收火炬氣經(jīng)脫硫產(chǎn)生燃料氣約 38400噸/年，節(jié)約消煙蒸汽約670000噸/年，減 少H2S排放80萬標(biāo)立，有效地保護(hù)了環(huán)境。按照回收的火炬氣按燃料氣價格2000元/噸，低壓蒸汽按照50元/噸計算，則火炬氣回收系統(tǒng)每年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益：回收火炬氣：7680萬元；節(jié)約低壓蒸汽：3350萬元，合計：11030萬元。該項目總投資為：4068.48萬元，不到半年 就回收全部投資(不含建設(shè)期)，同時有效地減少H2S排放，保護(hù)了環(huán)境。參考文獻(xiàn)1 低壓瓦斯

13、氣的合理利用，王文、沈基顯，廣州化工 2010 年38卷第9期；2 干式氣柜回收煉油廠火炬氣技術(shù)，穆海濤，煉油設(shè)計，第 31卷第 2期， 2001年2月；3 火炬氣回收系統(tǒng)設(shè)計，陳永江，石油化工設(shè)計 2002 ，19（3）；Design of flare gas recovery system for Sinopec AnQing branchWang ChangshouAnhui Shihua Engineering & Technoiogy CO.,Ltd (HeFei,AnHui 230091)Abstract: Flare gas recovery is one importa

14、nt facility for energy conservation and environmental protection in petrochemicai woks. Dry seal gas holder of roller shutter type rubber is suitable for refinery gas containing hydrocarbons and hydrogen sulfide ,and also has strong adaptability for refinery tail gas containing solid impurities such as coke powder.Keywords: Flare gas recovery; Design; Energy conservation; Environmental protection; Dry seal