某炼油厂火炬系统技措实施效果分析

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年8期   作者:王悦林
[导读] 某炼油厂在检修期间对炼油厂瓦斯系统、火炬系统进行优化和改造
        王悦林
        盛虹炼化(连云港)有限公司  江苏 连云港 222000
        摘要:某炼油厂在检修期间对炼油厂瓦斯系统、火炬系统进行优化和改造,同时为达到炼油厂四年一次检修做好保证。本文主要介绍8万方制氢改造、老区瓦斯系统改造、新建二火炬就地脱硫装置、新建干气低分气装置运行对瓦斯系统和火炬系统的影响。
        关键词:优化;火炬系统;熄灭火炬
        引言
        某炼油厂主要生产装置有:1000万吨常减压、200万吨蜡油加氢裂化、300万吨直流柴油加氢精制、80万吨焦化汽柴油加氢精制、8万方制氢、120万吨延迟焦化、80万吨催化裂化、60万吨加氢裂化、50万吨重整、38万吨芳烃等装置,以及两套硫磺和酸性水汽提单元。炼油厂燃料气系统由炼油厂老区高低压瓦斯系统和炼油厂新区高低压瓦斯系统组成,其中新老区高压瓦斯系统由一条长输管线连接,组成一个庞大复杂的燃料气系统。由于炼油厂瓦斯系统的复杂性,在生产波动和异常操作时,火炬系统经常作为一个异常排放手段进行操作,基于以上原因,我们对瓦斯系统进行了一系列的流程改造与运行管理来减少火炬系统的排放量。
1运行管理
1.1 大检修开停工管理
        2015年炼油厂调度处对炼油厂大检修开停工顺序进行优化调整。在开工与停工过程中,炼油厂采取错峰开停工手段来控制各单位排放火炬时间,最大限度的利用2万方气柜来回收各单位排放的瓦斯。首先停工装置为加氢联合车间制氢装置和80万柴油加氢装置,200万加氢裂化继续生产,不足氢气量由小乙烯制氢来提供。开工过程由于加氢联合车间制氢装置检修时间长,各加氢装置先开工,氢气不足量由小乙烯制氢来提供。通过对制氢装置和各加氢装置的开停工优化,对比各装置集中开停工来说,火炬排放量与排放时间大大减少。
1.2 氢气运行管理
        炼油厂正常生产时,各产氢、用氢装置加强相互协调和过程控制,做到供需平衡,减少非计划氢气排放。具体措施如下:
        1.2.1 各加氢装置提降加工负荷及时联系调度,汇报对系统氢网影响;
        1.2.2 各加氢装置在新氢机切换时及时联系调度,提前调整氢网压力,减少对氢网影响;
        1.2.3 80万新氢排火炬阀PIC1018B设定合适给定值2.46MPa,超出压力指标则向火炬进行排放,日常生产要密切关注80万新氢排火炬阀PIC1018B; 80万装置新氢排火炬控制阀开启排放火炬立即联系调度对氢网进行调整;
        1.2.4 氢网大幅波动(1500~5000 M3/h)或系统压力超出2.4~2.45 MPa,则制氢装置根据实际情况提高或降低装置负荷;
        1.2.5 保持各加氢装置加工负荷相对稳定,加工负荷不做大的调整,同时通过公司协调对有可能对氢网产生影响的操作提前告知(乙烯干燥器充压及切换裂解炉),及时调整制氢负荷及重整氢量,保证氢网相对平稳减少火炬排放。
        1.3 新建干气、低分气装置与新区气柜运行管理
        新建干气、低分气装置:干气脱硫项目主要是将加氢联合车间四套装置产生的约 5900Nm3/h干气及火炬装置回收的约2100Nm3/h瓦斯气一起经加氢装置200万脱硫后并入系统燃料气管网作为全厂燃料。低分气项目主要是将200万加氢裂化装置脱硫处理后的干气(约5000Nm3/h)、火炬装置气柜回收的瓦斯气(约2100Nm3/h)和加氢联合四套装置产的低分气(约7000Nm3/h)进行综合回收利用。通过项目的实施,将气柜瓦斯气、干气、低分气中的轻烃组分以液化气和轻石脑油两种产品送去小乙烯做裂解原料,同时通过冷柴油吸收的方法消除了含氢气体中的C4及以上组分,粗氢送至制氢装置PSA处理,回收氢气。在低分气装置投用前,火炬气与加氢干气脱硫后主要为加氢与蒸馏加热炉提供燃料,当200万瓦斯分液罐压力高于0.37MPa后,分液罐顶泄压阀自动打开泄压至低压火炬系统,避免对加热炉造成大的影响。因此,火炬压缩机负荷调节必须小幅度控制,防止对加氢和蒸馏造成大的影响。

新建低分气回收单元处理量为 14000Nm3/h(包括脱硫后干气(含火炬气)7000Nm3/h,脱硫后低分气 7000Nm3/h),火炬气所占比例为5~15%之间。当低分气项目投用后,火炬气和加氢干气经脱硫后不再为加热炉提供燃料,而是与低分气一起进入低分气装置回收轻烃与氢气。
        新区火炬:火炬瓦斯气由火炬装置压缩机外送至200万脱硫后并入干气、低分气项目,火炬装置压缩机出口流量维持在800-1800 Nm3/h,流量调节每次幅度不大于500Nm3/h,调节前必须联系炼油厂调度;以2015年10月12日化工排放及焦化放空过程中气柜操作对系统的影响为例:15:30炼油厂调度通知化工准备执行油气排放操作,要求当班注意操作;15:50化工罐区操作室当班人员通知火炬班组化工至炼油低压瓦斯管网,此时气柜柜位为3.6米,火炬班组根据气柜柜位变化及V-02压力上升情况及时联系调度后在30分钟内将压缩机副线关闭;18:36,气柜柜位上升至7.3米,压缩机维持满负荷运行,化工排放操作结束,持续时间近3小时;22:30,气柜柜位为3.8米,压缩机维持满负荷运行,此时,焦化开始放空,气柜柜位开始上升; 13日0:50气柜柜位最高达6.2米,压缩机满负荷运行,至夜班下班前10:10,气柜柜位3.4米。
        从火炬气柜柜容与气柜进口压力图上调节情况可以看出,保证了化工排放油气及焦化瓦斯的全部回收。以上操作为冬季气柜运行方案,气柜柜位控制≯8.5米。
        从火炬气柜和干气、低分气装置运行来看,气柜回收瓦斯气的波动对干气、低分气装置的产品氢量有较大的影响,进而影响到80万新氢排火炬。平稳调节气柜瓦斯气流量是控制氢气排放高压火炬的手段。
1.4 火炬运行管理监控
        通过分析炼油厂新老区火炬排放监控图,建立火炬排放监控应用系统,我们可以及时发现各生产装置排放火炬情况。通过各装置排放火炬的温度或压力来判断哪个装置在异常排放,找到排放点,解决生产问题,迅速熄灭火炬。
        2 目前系统运行存在的问题
        2.1主要存在的问题
        2.1.1老区炼油厂高低压瓦斯线使用年限长,瓦斯线有带液现象,致使管线老化容易腐蚀泄露
        2.1.2 化工裂解切换炉子、干燥器充压等操作氢气波动幅度大,重整氢气与制氢装置调节速度跟不上化工氢气波动量,导致80万催焦柴加氢放火炬
        2.1.3 各加氢装置异常用氢,导致氢气压力波动,氢气放火炬
        2.1.4 新区炼油厂气柜氢气含量高,气柜及压缩机运行存在安全风险
        2.1.5 目前炼油厂生产负荷总体偏低,导致制氢装置和重整氢最大限度的改进瓦斯系统的情况下,氢气产量与耗量刚好持平。如果各用氢与产氢装置生产波动大,氢气排放火炬
        2.2主要监控方法
        2.2.1 车间安排计划,定期对管线进行测厚
        2.2.2 公司协调,优化化工裂解操作,降低氢气波动幅度
        2.2.3 优化各加氢装置操作,减小氢气用量波动
        2.2.4 监控各加氢装置运行,杜绝氢气排放至低压瓦斯系统
        2.2.5 抓好各产氢与用氢装置的平稳生产,杜绝装置大幅度调节操作
        3 结论
        检修后炼油厂对新老区的高压瓦斯系统、低压瓦斯系统、氢气系统做了较大幅度的变动,消除了系统运行中的安全隐患,同时也增加了一些高压瓦斯系统、低压瓦斯系统、氢气系统的调节手段。高压瓦斯压力由检修前0.48MPa左右降至0.38MPa左右;老区各装置低压瓦斯排放量由检修前60000m3/d左右下降至45000 m3/d左右。排放量减少,瓦斯系统运行平稳,生产装置运行平稳无异常停工置换吹扫,火炬也同时熄灭。
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