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      原穩(wěn)裝置輕烴罐區(qū)馳放氣回收利用改造

      2017-03-03 15:46:00王超高明明黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠黑龍江大慶163000
      化工管理 2017年4期
      關(guān)鍵詞:凝氣輕烴罐區(qū)

      王超 高明明(黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠, 黑龍江 大慶 163000)

      原穩(wěn)裝置輕烴罐區(qū)馳放氣回收利用改造

      王超 高明明(黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠, 黑龍江 大慶 163000)

      通過對目前原穩(wěn)裝置輕烴密閉裝車流程的分析,查找輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳的原因,提出通過技術(shù)改造增加罐區(qū)馳放氣回收利用系統(tǒng),解決輕烴儲罐壓力升高問題,并對取得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。

      輕烴;裝車;馳放氣;回收利用;不凝氣

      某原油穩(wěn)定裝置的主要產(chǎn)品為輕烴,通過密閉裝車、汽運方式送往某石化公司乙烯二罐區(qū),而二罐區(qū)通常采用氮氣加壓,密閉卸車的方式。本文主要分析了輕烴在裝車過程中,部分氮氣返回輕烴儲罐,造成罐壓力升高的原因及其產(chǎn)生的安全隱患,并提出了相關(guān)解決措施和取得的經(jīng)濟(jì)效益分析。

      1 輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳的原因分析

      某原穩(wěn)裝置每臺輕烴儲罐設(shè)安全閥兩個,其中一個安全閥與裝置放空系統(tǒng)相連起跳壓力為0.43MPa,另一個安全閥直接對大氣放空起跳壓力為0.49MPa。儲罐內(nèi)輕烴通過離心泵抽出加壓至1.0MPa左右進(jìn)行裝車,罐車氣相通過氣相平衡線連接到輕烴儲罐,雖然在裝車前必須要求將罐內(nèi)氮氣壓力泄壓至0.1MPa以下,但罐車內(nèi)仍殘留部分低壓氮氣,在裝車過程中,氮氣會通過氣相平衡線返回到輕烴儲罐,從而改變了輕烴罐內(nèi)的氣相分壓,導(dǎo)致輕烴儲罐壓力不斷升高,當(dāng)輕烴儲罐的壓力超過0.43MPa時安全閥起跳,將罐內(nèi)氣體排放到裝置放空系統(tǒng)中,并通過裝置事故放空系統(tǒng)直排到大氣中。

      2 輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳存在的問題及安全隱患

      由于輕烴儲罐無可控制的泄壓操作系統(tǒng),所以一旦輕烴儲罐壓持續(xù)升高,系統(tǒng)泄壓只能等到壓力達(dá)到安全閥起跳壓力后進(jìn)行,如安全閥出現(xiàn)故障或不動作情況,儲罐壓力繼續(xù)升高會造成第二道安全閥起跳,并將罐內(nèi)氣體直接對大氣放空。因輕烴儲罐內(nèi)氣體主要是氮氣和烷烴的混合氣,屬于易燃易爆氣體,經(jīng)過事故放空系統(tǒng)緩沖后直排到大氣中,此過程不僅造成了生產(chǎn)加工過程中的原料浪費,更重要的是存在火災(zāi)爆炸、環(huán)境污染等安全隱患。

      2.1 輕烴儲罐安全閥起跳頻率分析

      輕烴儲罐壓力與輕烴產(chǎn)量、罐車帶氣量、環(huán)境溫度有直接關(guān)系,其中環(huán)境溫度為最主要因素。一般情況下在輕烴產(chǎn)量較高、罐車帶氣量較多、環(huán)境溫度較高的情況下輕烴儲罐壓力升高較快,安全閥起跳情況較為頻繁。據(jù)統(tǒng)計,2016年自1至7月期間,輕烴罐安全閥起跳次數(shù)共計170次左右。

      2.2 輕烴儲罐內(nèi)氣體組成分析

      通過對輕烴儲罐內(nèi)氣體組分進(jìn)行的氣相色譜分析結(jié)果顯示,輕烴儲罐內(nèi)氣體的主要組成為氮氣約占總體積的65.48%,含有少量的二氧化碳約為1.59%,其它組成部分均為各類烷烴約占總體積的32.93%。

      2.3 輕烴儲罐安全閥排氣量計算

      6臺輕烴儲罐總?cè)萘繛?200m3,每次安全閥起跳時,一般儲罐內(nèi)內(nèi)輕烴量約為700m3左右,氣體存量約為500m3左右,儲罐罐壓為0.43MPa,起跳后壓力可降至0.35MPa左右,由此可理論計算每次輕烴儲罐排放氣量。

      依據(jù)氣體狀態(tài)方程式

      計算出氣體排放量:V放=392m3

      若以全年輕烴儲罐安全閥起跳平均次數(shù)170次計算:

      V總氣體排放量=V放×170=66640m3

      同時根據(jù)輕烴儲罐內(nèi)氣體組成分析結(jié)果可計算出:

      V烷烴氣量= V總氣體排放量×32.93%=21944.55m3

      其中約20%的烷烴氣經(jīng)過不凝氣系統(tǒng)處理后回收為輕烴產(chǎn)品,約80%烷烴氣與天然氣混合后作為加熱爐燃料氣。

      3 解決輕烴儲罐壓力升高的工藝改造及效果

      為解決輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳問題,結(jié)合裝置現(xiàn)有的工藝條件和設(shè)備,對輕烴儲罐氣相系統(tǒng)增加一套馳放氣回收利用系統(tǒng),將輕烴罐區(qū)氣相系統(tǒng)與不凝氣系統(tǒng)連接,增加配套的壓力調(diào)節(jié)回路,將輕烴儲罐區(qū)馳放氣導(dǎo)入不凝氣系統(tǒng),利用不凝氣壓縮機對馳放氣進(jìn)行處理,將馳放氣內(nèi)的烷烴部分壓縮冷卻,可得到約20%的回收輕烴,剩余的不凝氣可做為加熱爐燃料氣使用。

      3.1 馳放氣回收利用系統(tǒng)的工藝流程

      將2#輕烴儲罐處氣相平衡線與不凝氣緩沖罐至凝析液罐氣相線管線連接,安裝配套壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng),以實現(xiàn)馳放氣的回收利用,具體的工藝流程為通過增加輕烴儲罐馳放氣回收利用系統(tǒng),當(dāng)輕烴儲罐壓力升高到0.40MPa時,可根據(jù)不凝氣系統(tǒng)工作情況,在DCS系統(tǒng)上控制調(diào)節(jié)閥緩慢打開,將輕烴儲罐內(nèi)馳放氣放空到不凝氣系統(tǒng),當(dāng)輕烴儲罐壓力下降到0.35MPa時關(guān)閉調(diào)節(jié)閥;放空至不凝氣系統(tǒng)的馳放氣經(jīng)不凝氣緩沖罐D(zhuǎn)-106緩沖后,進(jìn)入不凝氣壓縮機K-101進(jìn)行壓縮處理,經(jīng)水冷器E-103冷卻后進(jìn)入三相分離器D-105進(jìn)行氣液分離,液相部分做為輕烴產(chǎn)品進(jìn)入凝析液罐D(zhuǎn)-202儲存,氣相部分進(jìn)入燃料氣緩沖罐D(zhuǎn)-102與天然氣混合后做為加熱爐H-101燃料氣使用。

      3.2 馳放氣回收利用系統(tǒng)實際運行效果

      ①通過控制輕烴儲罐壓力,使輕烴儲罐壓力保持在0.40MPa以下,解決了輕烴儲罐安全閥頻繁起跳問題。②有效的消除了輕烴儲罐直接對大氣放空的安全隱患,避免了對大氣環(huán)境的污染。③減少了輕烴在存儲過程中的損失。④增加了一部分裝置自產(chǎn)燃料氣量,相應(yīng)減少了外購天然氣使用量。

      [1]宋少英.多組分天然氣計量中氣體密度計算研究[J].計量技術(shù),2007.7.

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