乙烯装置火炬系统的工艺设计要点分析探讨

乙烯装置火炬系统的工艺设计要点分析探讨
摘要氨气吸收塔:近年来,确保设备安全生产已成为流程设计的重要组成部分。作为乙烯装置的重要安全设备,灯泡系统用于收集从不同系统中发出的易燃材料,以便在设备实施、实施、关闭、使用或发生紧急情况时保护设备和人员的安全因此,系统设计显得尤为重要。前照灯系统的管网具有巨大的规模、复杂的工作条件和众多影响因素,因此必须进行合理的流程设计,以满足设备安全和项目投资要求。例如,一百万吨的前场分析和处理前场火炬系统设计的关键。
关键词:乙烯装置火炬系统;火炬负荷;火炬管网;工艺设计
网络电视直播系统引言
这是炼油化工企业的副产品也是企业最重要的能源消耗之一。燃料平衡和优化涉及企业的经济效益、环境保护和绿生产。介绍了武汉石油化工一体化公司燃气管网的基本情况,分析了管网煤气的产生和消耗、管网平衡的影响因素和问题,提出了现阶段的平衡优化措施和影响因素。
1火炬系统工艺流程
乙烯装置通常配备两个相对独立的火炬传递系统:干(或冷)火炬传递系统和湿(或热)火炬传递系统,其中干火炬传递系统主要收集澳大利亚温度低于4 ° C的材料,湿火炬传递系统主要收集澳大利亚温度高于4 ° C和含水量的材料。以100万吨的新乙烯装置为例。从上述两个火炬手系统中分离出来的材料将被送到干火炬手槽或湿火炬手槽中进行气液分离。干火花塞罐中的液体通过干火花塞蒸发器蒸发,罐顶的气相进入干火花塞过热器,通过低压强流过热,随后与湿火花塞分离的湿火花塞气体混合,通过装置的火花塞头送入电池边界以外的火花塞管网。湿火炬罐配有低压蒸汽配套线圈,用于蒸发罐中的一些碳氢化合物。未经蒸发的重烃和含油废水可通过电池边界以外的储罐底板泵或乙烯装置中的消防水塔启动。
2稀释蒸汽发生器工况
遥控干扰器稀释蒸汽发生器一般为浮头式换热器或固定管板式换热器,换热器是石油、化工生产中普遍英语的典型工艺设备,用来实现热量的传递,使热量由高温流体传递给低温流体。在乙烯装置中,裂解气进入急冷水塔塔釜,部分急冷水自塔釜上部进入油水分离器,初步除油
后的急冷水经工艺水泵增压,经预过滤器进入聚结器,进一步除油后,工艺水经预热器进入工艺水汽提塔。汽提后的工艺水自塔釜增压,经多个预热器预热后进入稀释蒸汽分离罐,罐顶部蒸汽经中压蒸汽过热后进入稀释蒸汽管网系统,罐底工艺水采用强制循环模式,进入稀释蒸汽发生器(分别用急冷油、中压加热),发生稀释蒸汽。典型的流程如图1所示。通常稀释蒸汽在两组换热器中产生,主要的稀释蒸汽通过急冷油加热产生,不足部分由中压蒸汽加热产生。稀释蒸汽发生器主要的工艺参数及材质使用情况如表1所示。从表1中可以发现,乙烯稀释蒸汽发生器中的介质主要分两种情况,一种是管程走急冷油,壳程走工艺水、蒸汽,另一种是管程为蒸汽,壳程为工艺水。使用急冷油的热量或中压蒸汽冷凝提供的热量加热工艺水,产生裂解炉所需的稀释蒸汽。管程的温度、压力均高于壳程,管束材质大多采用10号钢。
3化工厂区乙烯装置甲烷氢自产及消耗分析
整个设施的燃烧气体主要来自乙烯装置产生的甲烷水(即燃烧气体,本文中过量燃烧气体是过量甲烷水物质,而甲烷水物质的主要用户是乙烯装置裂解炉,其馀用户则被发送到燃烧天然气管网。例如乙烯装置甲烷水的自产和自耗对化工装置的燃气管网有很大影响。目前
化工乙烯装置中有9个裂解炉,8个裂解炉在正常条件下工作,1个炉燃烧,热备用或冷备用。由于燃热准备时间短,模拟了自产甲烷和氢气以及8个炉的自耗情况,分析了1个炉处于冷备用状态时不同的进料条件。典型的进料条件如下:A: 1乙烷+ 5萘+ 1尾油+ 1轻烃炉;B: 1乙烷+ 5萘+ 1尾油+ 1轻烃炉;萘与C5倒装油(20t/h)混合;C: 1乙烷+ 4萘+ 1尾油+ 1轻烃炉+ 1 C5封顶油;单排油;D: 1乙烷+ 4萘+ 2尾油+ 1轻烃炉;E: 1乙烷+ 4萘+ 2尾油+ 1轻烃炉;萘与C5倒灌油(20t/h)混合。其中AB工作状态较多,而CDE工作状态较低。Spyro软件模拟了这些工作条件下燃烧气体的生产和消费情况。仿真数据表明,每种原料产甲烷和氢气的产量分别为lpg(24.82%)> C5复盖油(19.13%)>萘(15.59)>加氢尾油(8.48%),裂解炉负荷为28 t / h循环乙烷,其馀炉负荷为250。此外,每台设备的干气体5t/h和末端气体6t/h。
4乙烯装置火炬系统的工艺设计要点
4.1干火炬过热器
耳塞棉干火炬过热器通常采用低压强流直接将干火炬气加热到4℃以上,用于防止火炬头部在自湿火炬系统中的高含水量材料与干低温火炬气混合后由于温度降低而被冻水堵塞,同时确保胶黏剂搅拌机
干湿火炬气的混合温度在普通碳素钢的适用范围内,从而节省火炬管道材料的投资。管线的材料选择主要取决于火炬气的最低温度。因此,干式燃烧器的设计应在最大负荷下满足干式火炬系统的过热要求,并应适当考虑添加,以保证过热器的出口温度,保证下游管道和系统的固有安全。以容量为100万吨的新型乙烯装置为例,干火炬过热器采用反向锅炉管壳式换热器,采用低压强流法对干火炬气进行过热处理。过热器的设计容量可满足干火炬气在干火炬系统最大负荷下5℃过热的要求。
4.2乙烯装置的SIL定级
由工艺、仪器、设备和安全等专业人员组成的分析小组采用LOPA分析方法对乙烯装置进行SIL排序。第一,根据HAZOP分析报告、Interlock逻辑图、Interlock账户和P & ID图等技术文件,识别乙烯装置中的所有SIF电路,并定义SIF识别、SIF描述、end vector等信息。本次分析的乙烯装置中,SIF循环的信息是SIF标志:“SIF1002XZS102M1(1oo1)”,SIF说明:“炉内过压、火焰泄漏、炉内缺氧燃烧、局部燃烧器清除、爆炸气氛、跌落爆炸、受伤”,执行机制:“切换xzv102A / L ( 1MTTFS = STR,分析每一个SIF循环的初始原因,并根据中国石化安全风险评估指南[2018]no #中的风险矩阵。38、结合现场实际情况,对事故受害者、财产损失、环境影响、非事实和社会影响进行风险分析,并确定相应的影响。
4.3 XOT(裂解炉横跨段温度)
KBR设计给出乙烷炉XOT为:700℃,而实际运行时XOT仅为680℃左右。XOT的高低直接影响裂解反应的深度,如果XOT温度过高,会造成裂解反应提前在对流段发生,导致反应时间延长,较长的反应时间,造成二次反应增多,烯烃继续裂解生成炔烃及焦炭。如果XOT温度过低,原料到达辐射段后还要继续预热后才能达到反应的起始温度,相当于将一部分辐射段炉管变成对流段盘管使用,造成反应时间的缩短,使本就是毫秒级的裂解炉停留时间不够,裂解深度降低,乙烯收率降低,且乙烷、C3、C4等组分增多,增加了高低压脱丙烷塔、及脱丁烷塔负荷,使循环乙烷、丙烷在整个系统内打循环,严重制约了裂解炉的生产能力,实际生产中将XOT提高至695℃以上时,乙烯收率有明显上涨趋势,随着XOT的提高,排烟温度也上涨了10℃,降低了裂解炉的热效率,需要总体来权衡利弊。
结束语
通过对乙烯装置SIS系统的功能安全评估,明确装置所有联锁回路的安全完整性等级和目标风险因子;通过SIL验证,明确联锁回路是否满足定级要求,对存在的不足提出针对性的优化建议,保证装置安全运行。
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