淺談可燃性氣體排放系統(tǒng)在石化企業(yè)中的應(yīng)用

淺談可燃性氣體排放系統(tǒng)在石化企業(yè)中的應(yīng)用

隨著大型化工機(jī)械的開發(fā)，復(fù)雜的原油系數(shù)得到提高，相鄰氫裝置的能力得到提高，高硫原油在國外進(jìn)行了大量加工。在緊急情況下，進(jìn)入1000萬噸或3000萬噸火力單胞的項(xiàng)目的緊急排放量超過1000噸，這增加了火力單胞的運(yùn)營壓力。如廣西石化火炬設(shè)計(jì)泄放量達(dá)到999.57t/h。如果企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,勢必進(jìn)行新改擴(kuò)建工作,裝置泄放量的進(jìn)一步增加嚴(yán)重影響火炬運(yùn)行的安全性,因此對火炬系統(tǒng)進(jìn)行合理配置非常重要?；鹁嫦到y(tǒng)設(shè)計(jì)方案按照石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SH3009的規(guī)定,生產(chǎn)裝置無法利用而必須排出的、事故泄壓或安全閥排出、開停工及檢修時排出、液化石油氣泵等短時間間斷排出的可燃性氣體,生產(chǎn)裝置、容器等排出的有毒有害可燃性氣體,可進(jìn)入全廠可燃?xì)馀欧畔到y(tǒng)。熱值低于7880kJ/m其它氣體應(yīng)排入專用的排放系統(tǒng)或另行處理,如:能與可燃性氣體排放系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體;易聚合、對排放系統(tǒng)管道通過能力有不利影響的、氧氣含量大于2%(體積分?jǐn)?shù))的可燃性氣體;劇毒介質(zhì)(如氫氰酸)或腐蝕性介質(zhì)(如酸性氣)的氣體;在裝置內(nèi)處理比排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)、更有利于安全的可燃性氣體;最大允許排放背壓較低,排入全廠可燃性氣體排放系統(tǒng)存在安全隱患的氣體。我國現(xiàn)行的火炬系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求:建立共用高架火炬并與裝置自行處理的不能排入火炬的氣體專用排放系統(tǒng)相結(jié)合。這就出現(xiàn)了煉廠火炬如何配置的問題?；鹁娴陌踩嚯x國內(nèi)火炬一般設(shè)有高、低壓、酸性火炬。全廠各裝置排放的煉廠氣均由該系統(tǒng)最后處理。火炬與其它設(shè)施要求120m的安全距離;另外原規(guī)范還要求與石油化工廠內(nèi)部生產(chǎn)裝置的允許熱輻射強(qiáng)度應(yīng)小于等于3.40kW/m火炬類型對發(fā)生火災(zāi)或放電作為在煉油或石油化工裝置中安全、有效地排放釋放出的氣體或液體的設(shè)施,火炬系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn),對裝置出現(xiàn)火災(zāi)或斷電等緊急狀況時,防止裝置由于生產(chǎn)中斷而造成災(zāi)難至關(guān)重要?；鹁骖愋鸵话惴譃楦呒芑鹁?、地面火炬和坑式火炬。高架火炬適用于排放量大的情況。地面火炬分為封閉式和敞開式兩種。封閉式地面火炬筒體粗短、無煙、沒有光污染且采取隔音圍墻降噪無聲燃燒,最大處理能力約為130t/h。坑式火炬在煉化企業(yè)不常用安全防護(hù)距離地面火炬1998年我國從國外引進(jìn)第一套地面火炬,2001年自行設(shè)計(jì)安裝了第一套地面火炬裝置地面火炬技術(shù)特點(diǎn)是:)一般設(shè)有四級燃燒系統(tǒng)。排放管均設(shè)有氮?dú)獯祾呦到y(tǒng),保證排放管微正壓,杜絕回火。)燃燒塔內(nèi)設(shè)有多臺(幾十臺)燃燒器,燃燒器采用小孔徑、多孔徑結(jié)構(gòu),分屬四級燃燒系統(tǒng)并設(shè)火焰穩(wěn)定器。燃燒器依據(jù)薄膜火焰原理采用翹板式結(jié)合射流式風(fēng)柵結(jié)構(gòu))燃燒塔本體外殼由碳鋼制成,內(nèi)襯輕質(zhì)耐火澆注料襯里,耐溫)防風(fēng)消音,墻內(nèi)襯輕質(zhì)陶瓷纖維吸引耐火材料,降噪音,防熱輻射外漏。地面火炬優(yōu)點(diǎn)是:)火炬向四周擴(kuò)散的熱輻射較小,外部看不見光,無光污染。封閉體外的熱輻射值能低于)檢修方便。除封閉體較高外,其余設(shè)施均在地面上。)最大限度地減少了對周圍環(huán)境的空氣污染、光污染和噪聲污染及干擾,提高了火炬操作的安全性。)占地面積少。由于燃燒發(fā)生在地面,不會發(fā)生火雨,防火間距主要依據(jù)輻射熱計(jì)算確定。)自然送風(fēng)。排放系統(tǒng)分四級燃燒,第一級常開,第二級、第三極和第四級燃燒系統(tǒng)設(shè)置切斷閥,分級燃燒,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的無煙燃燒。一般封閉式地面火炬安全防護(hù)距離為國內(nèi)企業(yè)上海賽科石油化工有限責(zé)任公司地面封閉式火炬雖有上述優(yōu)點(diǎn),但它只是處理生產(chǎn)裝置排放廢氣及緊急裝置事故排放的一種有效手段,處理量有限,對于大量的排放氣仍需排入全廠性高架火炬。而且國內(nèi)規(guī)范規(guī)定:單套封閉式地面火炬的處理量不宜大于目前國內(nèi)地面火炬適用處理較小的排放量(100t/h以內(nèi)),處理的排放氣為已知或可預(yù)知的氣體,且由排放源頭控制管理地面火炬,達(dá)到預(yù)知排放啟用火炬的全方位、全過程管理。地面火炬適合單體裝置使用,而不適合整體煉化裝置共用同一地面火炬。如深圳華安液化石油氣有限公司地面火炬用于處理8萬t儲存能力的低溫液化氣儲罐排放氣。對于大型煉化企業(yè)整個企業(yè)的突發(fā)情況,如停電(該狀態(tài)下排放量最大)、停水、火災(zāi)、開停工時,多套裝置同時排放,自動點(diǎn)火操作系統(tǒng)無法做到“靈、準(zhǔn)、穩(wěn)”點(diǎn)著排放氣。一旦失誤,點(diǎn)不著,將會有大量的可燃?xì)怏w從地面火炬排出,在其上空形成爆炸蒸氣云,其后果十分危險。同時可燃?xì)怏w排放量最大,短時間內(nèi)不可能實(shí)現(xiàn)100%燃燒,將會發(fā)生光化學(xué)煙霧現(xiàn)象,以地面火炬為中心,向四周擴(kuò)散,危害周圍環(huán)境。因此當(dāng)遇到全企業(yè)性的突發(fā)情況,排放氣的處理一定需要高架火炬完成。最主要的是,地面火炬不宜用于處理毒性為中度危害的有毒可燃性氣體,不得用于處理毒性為極度或高度危害的有毒可燃性氣體。酸性氣火炬的處理高架火炬一直以來是國內(nèi)煉化企業(yè)通用的處理煉廠排放氣的手段。高架火炬的技術(shù)、使用、管理已達(dá)到極為精細(xì)的程度。如在《中國石油化工股份有限公司煉油火炬系統(tǒng)安全指導(dǎo)意見》等相關(guān)要求中,從技術(shù)、管理層面對其做出了詳細(xì)的規(guī)定。高架火炬優(yōu)勢在于可處理大排量的煉廠排放氣,處理量可達(dá)1000t/h以上。酸性氣由酸性火炬獨(dú)立處理,解決了環(huán)保問題,但也存在一些運(yùn)行管理、操作問題。如中國石油天然氣股份有限公司廣西石化分公司(廣西石化)酸性氣火炬等長明燈燃料氣因無天然氣采用含硫煉廠燃料氣,造成硫氫化氨(密度1.17,熔點(diǎn)118℃)析出,堵塞管路,無法處理。向無煙火炬頭噴入蒸汽會使輻射熱強(qiáng)度大為減少,但操作人員往往只重視是否產(chǎn)生黑煙,黑煙排放是否滿足環(huán)保要求(國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)為林格曼煙氣黑度小于1級),而沒有對無煙火炬頭適量噴入蒸汽以從操作層面降低輻射熱強(qiáng)度。另外,在日常工作中裝置排放氣帶液是不可避免的,因此要嚴(yán)格管理各裝置的分液罐,及時脫液。還有各裝置的無序排放,造成火炬的運(yùn)行不正常。應(yīng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合,采用在裝置排放口安裝流量計(jì)的管控手段,實(shí)時監(jiān)控,及時調(diào)整火炬操作,保證“安、穩(wěn)、長”運(yùn)行。火炬系統(tǒng)現(xiàn)狀根據(jù)國家有關(guān)規(guī)范,高架火炬防火間距必須大于90m,安全距離120m。由于高架火炬建設(shè)需要較大的占地面積,加之,對高架火炬排放的要求日趨嚴(yán)格,有效降低高架火炬的排放燃燒量是發(fā)展的趨勢,這就要求煉化企業(yè)嚴(yán)格管理排放氣。解決辦法可以考慮通過將可預(yù)知的裝置排放氣使用地面火炬的安全應(yīng)用來解決。這樣既避免了高空火炬的大處理量,又可以穩(wěn)定地排放。如內(nèi)蒙古神華集團(tuán)聚乙烯、聚丙烯兩套裝置的低壓排放氣全部進(jìn)入地面火炬中。包括聚乙烯裝置原料乙烯精制床再生排放的氣體和脫氣倉排放的氣體,聚丙烯裝置丙烯精制床再生排放的氣體和脫氣倉排放的氣體,裝置排放氣體的壓力5～6KPa,地面火炬分液罐的壓力2.4KPa。聚乙烯裝置3個月再生一次,聚丙烯裝置3個月再生一次,聚丙烯回收氣壓縮機(jī)跳車時排放的丙烯氣也進(jìn)入地面火炬中。國家相應(yīng)規(guī)范中要求,熱值低于7880kJ/m以廣西石化為例,火炬為自卸捆綁式火炬,設(shè)有高壓、低壓、酸性三具火炬。全廠各裝置排放的煉廠氣均由該系統(tǒng)最后處理?；鹁嫖鱾?cè)已建100萬t/a商業(yè)儲備庫,北側(cè)為氣柜設(shè)施,東側(cè)為柴油罐區(qū),南側(cè)為汽車裝車停車場。均距火炬120m,滿足安全距離。相關(guān)火炬輻射熱與水平距離實(shí)測見表2。按原規(guī)范滿足輻射熱強(qiáng)度要求。但近期隨著含硫油配套系統(tǒng)的建設(shè),新增幾套煉油裝置。需增加一具火炬,但火炬熱輻射強(qiáng)度超出安全范圍,因此,可采取在裝置附近新建地面火炬,將聚丙烯裝置排放氣自行處理,保證新增火炬的輻射熱強(qiáng)度要求,避免火炬的整體搬遷問題。建立地面火炬燃燒我國煉化企業(yè)排放氣的處理將長期處于由高架火炬集中處理的狀態(tài)。這就對改擴(kuò)建煉化企業(yè)提出了要求,既要發(fā)展企業(yè)規(guī)模,又要保證新改擴(kuò)建項(xiàng)目產(chǎn)生的排放氣不會加大火炬的燃燒量,從而避免因此產(chǎn)生的火炬搬遷問題。地面火炬為解決這一問題提供了一條途徑。對于裝置可控的、排放量不大、達(dá)不到燃燒熱值的突發(fā)排放的氣體,應(yīng)建立地面火炬燃燒,由聯(lián)合裝置管理(如上文所述的聚丙烯裝置等排放氣完全可由聯(lián)合裝置設(shè)地面火炬處理)。大量排放氣、酸性氣排入全廠性高架火炬。既從管理