单元塔尾气瓦斯用于火炬长明灯点火的技术应用

作为世界首套新型煤制烯烃项目的包头煤化工有限责任公司,受到了国家乃至世界的关注,核心煤制烯烃技术得到了实践生产应用,但环保工作、水资源和成本能耗过高成为其发展的最大制约因素,为解决企业发展瓶颈问题,公司针对化工和石油装置各大单元塔生产尾气瓦斯纯度较高、组分较轻的实际情况,坚持要求对该气体进行回收,外管网装置强化对瓦斯气管网的日常监查,同时在火炬装置界区设置压力高低联锁保护装置,高压瓦斯通过控制跨线进入低压富氢火炬主管网[1],且瓦斯气主要用于地面燃烧塔和主火炬的长明灯点火和燃烧,同时瓦斯气符合火炬长明灯引射燃烧的条件,且该工艺技术的特点就是投资少、效益明显、安全性高和运行管理轻松等。
1 瓦斯气回收利用总体工艺流程
气化、甲醇合成、MTO和烯烃分离装置各单元塔日常生产过程会产生大量尾气,其主要成分为瓦斯,具有很大的回收利用价值。瓦斯回收具体工艺为气化装置、甲醇合成装置、MTO装置及烯烃分离装置各单元塔顶引支线将瓦斯气进行集中,全部进入瓦斯气总管,主管经过地面燃烧塔后直接进入火炬装置,在火炬装置界区设置高低压联锁报警装置,通过290PICA0101压力控制点联锁290PV0101气动阀进行动作,高压开启阀门直接进入低压富氢火炬主管。日常正常生产中,瓦斯气进入燃料气分液罐进行蒸汽加热气化,但由于煤化工项目瓦斯纯度较高,几乎不存在难以气化的重组分,因此,瓦斯气会直接进入主
火炬高长明灯、高空点火和地面点火系统中,代替混合碳四燃料使用,混合碳四燃料供应管网最终与瓦斯合并进入燃料气分液罐。
2 煤化工塔釜尾气瓦斯的优点
煤化工项目主要是利用煤粉气化生成一氧化碳和氢气易燃性介质,通过甲醇合成装置进行合成反应生产甲醇[2],甲醇制烯烃是核心技术,加之脱硫和二氧化碳技术处理,因此,产品组分比较简单,所有单元塔产生的尾气比较轻,该气体的优点就是组分纯度高、比重轻、易收集和利用价值高等。3 瓦斯气回收再利用技术的核心
3.1 工艺技术说明
瓦斯气从各大主装置汇集后,全部由主管网运送至燃料气分液罐,分液罐设置压力、液位和报警装置,火炬界区设置的压力联锁进行远传监控,压力控制在0.48~0.52MPa之间[3],以避免对主装置塔釜的正常生产运行影响。由于瓦斯气和混合碳四并用作为长明灯点火燃料,因此调节两个阀门开度对降低混合碳四产品的使用和提高瓦斯气利用量有着至关重要的意义,所属部门通过建立技术管理规定,持续强化岗位人员对瓦斯气工艺指标的管控和两种气源阀门的调节工作,以确保瓦斯气工艺系统运行平稳。
3.2 瓦斯管网系统自保联锁动作逻辑
笔杆贴标机为确保瓦斯气系统运行正常和各塔釜的压力稳定,该工艺管网中加设了高压联锁动作装置,采用压力变送器控制启动阀门进行调整管网高压,当290PICA0101大于等于5.2MPa时,联锁打开290PV0101,将多余的高压进行泄放至低压富氢火炬管网,同时在启动联锁阀门两端设置旁路,以便于当气动阀故障可实现人工打开手动阀进行泄压,保证管网压力处于安全指标范围,当290PICA0101小于0.48MPa时,联锁关闭290PV0101,瓦斯气管网待入正常生产状态[3]。
流氓猫
3.3 瓦斯年度回收燃烧量
根据火炬装置能耗统计显示,火炬装置瓦斯气平均每日用量为3500m3左右,则每个月用量为105000m3,全年用量大概为126万m3,地面燃烧塔瓦斯用量年度控制在10万m3左右,因此,瓦斯年度累计回收利用情况非常可观,受到了公司质量技术部和相关技术领导的认可,且针对瓦斯年度用量管控,所属岗位制定了绩效考核制度,对瓦斯能耗统计和日常回收运行进行侧重管理。
3.4 直接经济效益
通过近十年的实践总结,煤化工每年瓦斯气回收利用量数百万立。从量的角度进行考虑,该技术具有很大的诱惑力,但是该技术属于实用型技术,不是创新型技术,没有很多的突出点,但是长期的坚持维稳运行具有一定的直接经济效益。如果不进行回收利用,尾气直接进入火炬装置进行废气处理,废气的环保处理需要消耗大量水封水、
单元塔尾气瓦斯用于火炬长明灯点火的技术应用
王龙
神华包头煤化工有限责任公司 内蒙古 包头 014010
摘要:本文总结了单元塔尾气瓦斯回收再利用工艺的科学特性和实践成果,并可作为其他煤化工或石油化工企业的瓦斯气回收技术应用的参考对象,这为新形势下企业的控本增效发展指明了方向。
关键词:瓦斯气 收集利用 长明灯点火
The unit tower exhaust gas is used in the torch lighting technology application
Wang Long
Shenhua Baotou Coal Chemical Co.,LTD. Inner Mongolia Baotou 014010
Abstract:This paper summarizes the exhaust gas recycling unit tower science characteristics and practice achievement process,and can be used as reference objects for application technology of gas recovery and other coal chemical or pet
rochemical enterprises,the enterprises under the new situation of the synergistic development of the direction control. 
Keywords:gas gas; collection and utilization;light ignition
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荸荠去皮机保护微正压氮气和频繁的富氢排放动作,反而增加了企业成本和现场管理难度。
火炬装置是企业最大的废气环保处置公用工程设施,根据生产实际,长明灯始终处于燃烧状态,火炬系统完全不是理论设计工况,各上游主装置间断性进行排放,水封前压力持续较高,致使长明灯必然有两组以上持续燃烧,瓦斯气连续使用,三个主系统年度使用瓦斯量数百万立,其经济成本达数十万,对于化工行业当下常态形势,具有值得关注的意义。
4 长明灯燃烧原理和日常联锁控制
瓦斯气主要通过分配盘直接进入点火器和长明灯顶部,而长明灯采用引射技术,利用瓦斯气压力引射空气进行预混,实现预混燃烧,从而提高长明灯的火焰中心温度,提高了对重烃类可燃火炬气的点火成功率。根据当地常年风向布置长明灯位置,在长明灯出口处设置稳焰环、防风罩,可保证长明灯火焰不发生脱火,并减少高空气流对长明灯火焰的影响。为满足紧急放空时火炬安全点火,每座火炬头共设一套高空自动电点火和一套地面点火装置,以确保恶劣天气点火可靠及互为备用。
点火联锁为各火炬系统排放压力达第一设定值时,自动联锁高空自动电点火系统动作,当长明灯一组至少两个温度大于220℃,确定该火炬头长明灯点燃,满足环保生产需求。为保证热电偶检测可靠,每个长明灯周边设置两个热电偶,相互检测温度以保证联锁可靠。当长明灯温度低于210℃,高空电点火会自动执行点火,当长明灯温度超过220℃,则由热电偶变送器联锁控制点火系统燃烧器供应阀关闭,结束点火,长明灯处于正常燃烧
状态。
5 技术的实用推广分析
该项技术属于实用型、简易型技术,是企业控本增效发展战略的一个微小突出点,瓦斯尾气回收工艺仅需要一组管网即可,总管网中设置供应户端单向阀和压力动作控制系统,管网至用户端设置压力保护装置和瓦斯分液气化装置,在使用中,只需做好压力监视、分液罐液位和与混合碳四并用配比阀门
开度,因此,该项技术应用相对比较容易,安全系数和可操性比较高,日常管理几乎没有难度,其中涉及的自控联锁均成熟稳定,且年度回收利用量非常可观,可以作为其他企业借鉴应用的资格和价值,其实用系数较高,具有一定的推广性。
6 结束语
通过本文对单元塔尾气瓦斯回收再利用工艺的技术流程、数据统计、相关联锁说明、直接经济效益、煤化工瓦斯的优点及实用推广分析的精确论证,可以看出该项工艺已经得到实践应用,且收到了预定成效,同时根据岗位实践调研,得出瓦斯压力常年比较稳定,且供应量比较充足,瓦斯燃烧稳定性相对混合碳四比较高,而且不需要加热气化,燃点低、纯度高,相信通过煤化工各所属岗位职工的共同努力,该项工艺一定可以为企业创造更多价值。
参考文献风湿油
[1]神华包头煤化工有限责任公司.瓦斯气管网技术操作卡[G].
l6562[2]吴秀章主编.煤制低碳烯烃工艺与工程[M].北京:化学工业出版社,2014:2.
[3]神华包头煤化工有限责任公司.火炬装置技术操作规程[G].
刚性堵漏材料,让其随地层流体运移,增加流体流动阻力,并堵塞部分通道,当地层压力横向分布逐渐减少时,达到完全堵死流通通道的目的,进一步提高地层的承压能力。
6 方案执行情况及效果
根据新的方案的指导下,恢复1061A、1005、bT1254三口井正常注水作业,加大对1215、1039两口井的返排泄压力度,预计使各注水井压力向11MPa集中。
实际施工过程发现,低压注水井升压较快,而高压注水井泄压较慢,最终各注水井压力平衡在了11.5MPa,bDT2001井使用密度1.61g/cm 3的钻井液钻进,液面、密度、粘度稳定,经提下钻验证,井下也没有出水现象,转为正常钻井施工作业。
7 结束语
1)井下溢流是一种钻井复杂情况,预探井钻井施工中,因对地层的孔隙压力、破裂压力、坍塌压力的预测并不十分准确,当同一裸眼段内存在相差较大的2个压力时,可能会发生溢流/井喷、井漏、或上喷下漏、下喷上漏等井下复杂。但预探井原始地层压力未遭破坏,一般不会发生同层的溢流/井喷和井漏。生产井因纵向压力分布
较明确,一般会提前下入技术套管封隔压力相差较大的不同地层。但对于注采时间长的老区块,即使
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下入技术套管封隔部分地层,但如果横向压力分布不均衡,且地层具有联通条件,则可能发生喷(溢流)漏同层现象。
2)在注采老区块部署的调整井,一般会在开钻前关停井口周围的注水井和采油井,但对于定向井、水平井不应仅仅局限于井口范围,还必须考虑沿井眼轨迹周围分布范围内注水井、采油井的影响。
3)注水井压力平面分布不均衡会迫使井下流体发生横向流动,从而引起一系列的井下复杂事故。若要达到压力的均衡分布,只采取简单的返排泄压措施,效果不够理想。应根据地层压力情况确定合理的目标压力,这是尽快恢复井下正常的关键措施。
参考文献
[1]鄢捷年.钻井液工艺学[M].石油大学出版社,2001:5.
[2]张民立、艾正青,等.高陡构造“三高、窄窗口”地层克深15井钻井液技术[J].钻井液与完井液,2016,5:25-29.
[3]沈海超,胡晓庆,李桂芝.破碎性地层漏失力学机理及井漏诊断与处理思路[J].钻井液与完井液,2013,1:85-88.
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