儲罐油氣回收送焚燒爐工藝探討

周建軍

(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315812)

0 引言

儲罐尾氣進行回收或銷毀是當前國家VOCs 治理大環(huán)境下的總體方向，油氣回收送焚燒爐是其中主要工藝之一，常見的工藝設(shè)計是油氣回收氣加壓匯總后直接送入焚燒爐鼓風機入口處，該設(shè)計工藝在實際運行中經(jīng)常會發(fā)生總烴超標情況，一方面存在較大安全隱患，另一方面導(dǎo)致回收裝置運行不穩(wěn)定。以下以某煉化廠實際案例為例，說明問題產(chǎn)生原因并提出工藝改良方案。

1 儲罐油氣回收送焚燒爐工藝介紹

該廠儲罐油氣回收送焚燒爐原則工藝敘述如下：自罐區(qū)每個儲罐頂部設(shè)置油氣回收支管，各支管靠近儲罐根部設(shè)置截斷閥、阻爆轟型阻火器、金屬軟管、氣動切斷閥組。各儲罐油氣支管收集后進油氣分液罐再經(jīng)風機加壓后進入油氣管網(wǎng)總線，油氣管網(wǎng)總線輸送至裝置加熱爐鼓風機入口，由鼓風機輸送至加熱爐內(nèi)燃燒。在鼓風機入口前位置設(shè)置氮氣反吹管線。入爐部分工藝流程如圖1。

實際運行中，在油氣管網(wǎng)總線上總烴在線檢測數(shù)據(jù)平均在5%～8%左右(體積比下同)，高時偶至13%，低時約1%～2%，而設(shè)計工藝指標要求總烴＜4.5%，超出則啟動工藝聯(lián)鎖，進行氮氣反吹，由此油氣回收系統(tǒng)頻繁啟停，運行維艱。

2 總烴超標問題分析

在該廠這套油氣回收送焚燒爐工藝中，關(guān)鍵性控制指標實際有二個，一個是油氣回收管網(wǎng)氧氣含量＜2%，另一個即是焚燒爐鼓風機入口總烴含量＜4.5%。鼓風機入口總烴含量關(guān)系到鼓風機入口與空氣混合后是否形成爆炸性混合氣體，檢測數(shù)據(jù)十分關(guān)鍵。該廠裝置鼓風機的排量正常為125000Nm3/hr，共有二臺，一開一備，各罐區(qū)油氣回收總量最高為1600Nm3/hr(以各罐區(qū)風機額定量總和計算得到)。以管網(wǎng)平均總烴6%為基準計算，則目前實際儲罐油氣處理量為：1600×6%=96Nm3/hr，此時裝置鼓風機入口可燃氣含量為：1600×6%/125000=0.08%，遠低于汽油的爆炸下限(約為1.4%)。如果裝置鼓風機以60%的最低負荷考慮，則裝置鼓風機入口可燃氣含量為：1600×6%/75000=0.12%，依然低于汽油的爆炸下限，但接近動火作業(yè)可燃氣檢測合格標準(可燃氣含量不超過0.2%)，略超出其一半值。

如果以設(shè)計工藝控制指標總烴含量＜4.5%計算，則設(shè)計儲罐油氣處理量為：

1600×4.5%=72Nm3/hr，此時裝置鼓風機入口可燃氣含量為：1600×4.5%/125000=0.06%，如果裝置鼓風機以60%的最低負荷考慮，則裝置鼓風機入口可燃氣含量為：1600×4.5%/75000=0.1%，二者仍均遠低于汽油的爆炸下限值，但后者已接近動火作業(yè)可燃氣檢測合格標準(可燃氣含量不超過0.2%)，剛好為其的一半。

二者相比較，我們可以得知，該套系統(tǒng)總管網(wǎng)總烴數(shù)據(jù)超標的根本原因在于，目前儲罐實際尾氣產(chǎn)生量已經(jīng)超過了該套油氣回收系統(tǒng)設(shè)計的處理量。該套系統(tǒng)以目前的工藝設(shè)備配置來說，設(shè)計處理量約為72Nm3/hr，而實際儲罐尾氣產(chǎn)生量約為96Nm3/hr，超出處理能力約33%，強行運行，存在較大安全隱患。

圖1 入爐部分工藝流程

3 工藝改良方案

由前述分析可知，油氣回收氣直接入鼓風機入口工藝設(shè)計的局限性在于，其處理能力受限于焚燒爐入口鼓風機的運行能力。設(shè)入口鼓風機的排量為A(Nm3/hr)，則該套系統(tǒng)的處理能力約為：A×0.6×0.2%(Nm3/hr)(以鼓風機入口處可燃氣含量不超過0.2%、鼓風機以60%的最低負荷為基準考慮)，超過則在鼓風機入口處形成爆炸性混合氣體的風險增大。

為擺脫油氣回收系統(tǒng)處理能力受限于裝置鼓風機排量的局面，考慮對工藝做如下改良(如圖2)：將總管網(wǎng)油氣與鼓風機分路，增設(shè)一個緩沖罐、一個阻火器，直接送入焚燒爐火嘴燃燒，另取消總烴在線監(jiān)測及聯(lián)鎖，增設(shè)爐子熄火切斷閥門的聯(lián)鎖。可大大提高油氣回收系統(tǒng)的處理能力。

圖2 改良后的工藝流程

4 結(jié)語

儲罐尾氣進行回收或焚燒銷毀是整個石化行業(yè)的大趨勢大方向，具體在油氣回收入焚燒爐的工藝設(shè)計時，一般有兩種工藝方向：一種是接入焚燒爐鼓風機入口，另一種是直接接入焚燒爐火嘴燃燒。兩種工藝各有優(yōu)缺，實際選用時需充分考慮系統(tǒng)的處理能力要求，合理進行工藝布局，以免造成后期運行不穩(wěn)和運行困難。