火炬氣回收技術(shù)研究

火炬氣回收技術(shù)研究

1火炬氣的回收火炬氣是原油企業(yè)在生產(chǎn)期間和期間從原油排放的可燃?xì)怏w。這些氣體的燃燒是安全的?；鹁鏆庵刑N(yùn)藏著大量的能量和有用成分,回收火炬氣,是一項(xiàng)重大的節(jié)能措施。從上世紀(jì)80年代開始研究火炬氣回收技術(shù)并應(yīng)用于生產(chǎn),取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益2氣表加壓回收工藝2.1燃料氣流網(wǎng)氣柜回收工藝流程火炬氣管網(wǎng)來的火炬氣進(jìn)入氣柜貯存,經(jīng)壓縮機(jī)加壓至0.3～1.0MPa送入燃料氣管網(wǎng),供工藝加熱爐和動(dòng)力鍋爐作燃料用。工藝流程見圖1。氣柜貯存加壓回收的優(yōu)點(diǎn)是輸出氣壓穩(wěn)定,燃料氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)小。在工藝裝置正常生產(chǎn)時(shí),可全部回收火炬氣。缺點(diǎn)是投資大,氣柜占地面積大,操作維修費(fèi)用較高。2.2主要設(shè)備2.2.1油封式氣柜氣柜分干式和濕式兩種。濕式氣柜技術(shù)成熟,在國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛,但占地面積較干式大,腐蝕嚴(yán)重。干式氣柜是一種新型的活塞式結(jié)構(gòu)氣柜,按活塞密封方式可分為:(1)稀油密封式。柜壁為多折邊形,活塞部位配有滑板和彈簧與柜壁接觸,滑板上有油槽,采用中等粘度的油品密封,活塞運(yùn)動(dòng)過程中,滑板接觸面滲漏的油流至柜底的集油槽中,經(jīng)泵抽出送入柜頂。稀油密封式氣柜的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟,已有成功使用經(jīng)驗(yàn)。缺點(diǎn)是密封油易被稀釋,封油消耗較大,密封部位漏氣后形成一定的安全隱患。(2)干油密封式?；钊c柜壁接觸部分采用多層橡膠密封圈,密封圈之間注有潤(rùn)滑脂,密封圈上部配重壓緊。優(yōu)點(diǎn)是克服了稀油密封的缺點(diǎn),但國(guó)內(nèi)無成熟的制造和使用經(jīng)驗(yàn)。(3)布簾密封式?；钊凸癖谟媚猃埻夥舐榷∧z制成的布簾連接。當(dāng)活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí),布簾展開或卷起。北京鋼鐵設(shè)計(jì)院已掌握了制造和應(yīng)用技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)較低,操作費(fèi)用較低。布簾密封式氣柜應(yīng)用前景廣闊。2.2.2羅茨風(fēng)機(jī)系統(tǒng)根據(jù)不同輸出壓力要求,壓縮機(jī)選用羅茨風(fēng)機(jī)和活塞式壓縮機(jī)較多。羅茨風(fēng)機(jī)風(fēng)量大,出口壓力低,適合較低壓力的場(chǎng)合?；钊綁嚎s機(jī)風(fēng)量較小,出口風(fēng)壓較高,適合較高壓力要求。3直接泵送和壓縮回收過程3.1燃料氣管網(wǎng)工藝流程壓縮機(jī)直接從火炬氣管網(wǎng)抽吸火炬氣,加壓后送入燃料氣管網(wǎng)。工藝流程見圖2。優(yōu)點(diǎn)是省去了氣柜,投資較氣柜貯存加壓回收小,缺點(diǎn)是不能全部回收。3.2水環(huán)式壓縮機(jī)因?yàn)橹苯訌幕鹁鏆夤芫W(wǎng)中抽取火炬氣,所以對(duì)壓縮機(jī)提出了較高要求。中船總公司七一一所對(duì)螺桿壓縮機(jī)進(jìn)行了深入研究水環(huán)式壓縮機(jī)具有濕式螺桿壓縮機(jī)同樣的優(yōu)點(diǎn),但需進(jìn)口?；钊綁嚎s機(jī)怕液擊,氣缸附件結(jié)焦嚴(yán)重,通常設(shè)有前置油分,在火炬氣回收中應(yīng)逐步淘汰。離心式壓縮機(jī)效率高,處理量大,可用于火炬氣回收,但目前使用較少。4無氣灶、無壓力回收工藝4.1凝縮油用火炬氣回收技術(shù)無氣柜、不加壓回收工藝又稱阻火防爆回收工藝。由湖北金港化學(xué)科技有限公司首創(chuàng)。工藝流程見圖3。火炬氣通過凝縮油分離器分離出凝縮油,分離凝縮油的目的在于防止因油引燃發(fā)生回火爆炸?；鹁鏆饷撚秃筮M(jìn)入安全水封。安全水封的作用有三:一是阻止可能發(fā)生回火引起的系統(tǒng)爆炸;二是如果發(fā)生回火至水封,在水封結(jié)構(gòu)上采用了防爆板,形成局部爆炸而安全卸壓;三是進(jìn)一步洗滌凝縮油和腐蝕性介質(zhì)。火炬氣通過水封后進(jìn)入阻火器,再引入動(dòng)力鍋爐燃燒。核心技術(shù)是阻火防爆。回收系統(tǒng)水封液封高度300mmH4.2火炬阻火系統(tǒng)火炬氣因組分差異大,爆炸極限寬,流量壓力不穩(wěn),極易發(fā)生回火爆炸。本工藝因無氣柜、不加壓、直接燃燒低壓的火炬氣,阻火防爆設(shè)施必須安全可靠。為此,對(duì)水封做了三項(xiàng)重要結(jié)構(gòu)改進(jìn),對(duì)阻火器作了嚴(yán)格的性能測(cè)試。4.2.1火炬氣中心管出口端設(shè)計(jì)采用立式水封罐。在保證水封有足夠直徑后,做了以下結(jié)構(gòu)改進(jìn):(1)火炬氣導(dǎo)向分布篩板。將罐內(nèi)火炬氣中心管出口端設(shè)計(jì)成燕尾式。在燕尾上部設(shè)置與水封罐內(nèi)徑相同的導(dǎo)向分布篩板一塊,使火炬氣以小氣泡、間斷而不是以氣柱狀通過水封層,保證水封作用。(2)防爆板。為防止水封本體爆炸,在水封上封頭設(shè)置防爆板。(3)在水封罐內(nèi)上部空間設(shè)置絲網(wǎng)除沫器,既起氣液分離作用,又起阻火作用。4.2.2臨界長(zhǎng)度mell嚴(yán)格測(cè)試阻火器性能。實(shí)驗(yàn)測(cè)定阻火器的臨界孔徑(MESG)和臨界長(zhǎng)度(MESL)分別為0.92mm和13mm。為阻火器的選型提供依據(jù)。實(shí)際采用先進(jìn)的波N帶式阻火器,阻火器阻火層孔隙為0.9mm,阻火芯件二層,每層厚25mm。5火炬氣回收加熱爐回收工藝(1)氣柜貯存加壓回收投資最大。氣柜以布簾密封式氣柜技術(shù)最先進(jìn)。(2)直接抽吸壓縮回收投資較氣柜貯存加壓回收小,但不能完全回收。(3)無氣柜、不加壓回收投資很小,約10萬元,是氣柜貯存回收和直接抽吸壓縮回收的2%左右?？蓪?shí)現(xiàn)火炬氣全回收。但回收氣不能供工藝加熱爐使用,因輸出氣壓不能控制。(4)優(yōu)化方案:采用濕式螺桿壓縮機(jī)組直接抽吸壓縮回收,輔以無氣柜、不加壓回收工藝。直接抽吸壓縮回收的火炬氣供燃料氣管網(wǎng),用于工藝加熱爐;回收不完的火炬氣采用無氣柜、不加壓工藝回收供動(dòng)力鍋爐。因?yàn)閯?dòng)力鍋爐蓄熱量大,波動(dòng)影響小。6火炬氣回收工藝(1)采用優(yōu)化工藝方案,可徹底熄滅火炬,實(shí)現(xiàn)火炬氣全回收。(2)中小石化企業(yè)可只采用無氣柜、不加壓工藝。該工藝裝置已成功運(yùn)行4年,證明安全可靠,