炼油厂火炬系统工艺设计探讨

火炬及火炬气回收设施运行总结及系统优化杨黎峰申元鹏(中国石油四川石化有限责任公司成都彭州611930)摘要:本文介绍了中国石油四川石化有限责任公司炼油区火炬及火炬气回收设施工艺流程，总结了首次开车来的运行情况及运行过程中存在问题的改造措施，并对进一步降低运行成本，注重环境保护提出了优化方案。

关键词:火炬；火炬气回收；压缩机；火炬气火炬及火炬气回收设施是炼化企业储运系统的重要组成部分，它的作用主要有两个方面：一是作为全厂安全生产的最后一道安全屏障，满足各工艺装置开车、停车及事故状态下火炬气安全排放的要求；二是满足各工艺装置在正常生产时安全阀和泄压阀小流量泄漏、计划小修火炬气正常排放以及燃料气、氢气系统过剩时排放气体的回收。

据不完全统计，2008年国内炼油企业中，低压瓦斯排放量达到21512t，最高占全厂综合加工损失的22%。

因此，开好火炬及火炬气回收设施，回收火炬气作为燃料是炼厂一项重要节能降耗措施。

1 系统概况：中国石油四川石化炼油区独立配套的火炬及火炬气回收设施分火炬气回收单元、火炬单元。

火炬单元根据各装置排放量、排放压力和排放介质不同，分为高压火炬（管网最高压力0.4MPaG）、低压火炬（管网最高压力0.1MPaG）、酸性气火炬系统。

各系统分别设置分液罐、水封阀组、水封罐及火炬头等设施。

高、低压火炬设施是为满足炼油区各装置开、停车、事故状态等非正常工况火炬气大量排放时高点安全燃烧的设施；酸性气火炬设施是硫磺回收联合装置专用的酸性气安全泄放措施。

火炬气回收是用于满足炼油区多套工艺装置在正常生产时安全阀和泄压阀小流量泄漏、装置生产波动中火炬气正常排放量时回收排放瓦斯气，回收气体经压缩机升压后送催化装置脱硫后并入全厂燃料气管网作为燃料。

1.1 火炬单元火炬设施为捆绑式共塔架敷设，火炬筒体结构为可拆卸式，火炬总高155m。

高、低压火炬（DN1400）和酸性气火炬（DN500）共架安装，同时在塔架上预留一个烃类火炬的安装位置，减少了占地面积，便于集中管理和维护。

火炬系统工艺流程简介
火炬根据燃烧特性可分为有烟火炬、无烟火炬、吸热火炬。

火炬根据支撑结构可分为高架火炬、地面火炬、坑式火炬。

一般按火炬的支撑结构进行分类。

高架火炬即采用竖立的火炬简体将燃烧器（又称火炬头）高架于空中，火炬气通过火炬简体进入燃烧器，燃烧后的烟气直接进入空气中，随气流扩散至远处。

根据火炬简体的支撑形式，高架火炬又可分为塔架式、半塔架式、自支撑式、拉线式。

定的限制值。

坑式火炬在地面以下的坑中燃烧，主要处理可燃液体废物，现在用得较少。

火炬形式的选择应根据火炬系统的设计处理量、项目所在地的总图布置以及环境保护的要求等因素确定。

高架火炬主要包括分液罐（也称排放罐，有的火炬系统不止一个）、密封罐（大多用
水封，称为水封罐）、火炬收集管线、火炬筒体、火炬头、气体密封、长明灯及监测长明灯的热电器、清烟装置、航标指示灯、点火设施、监视电视（也称CCTV，一般离火炬有
一定距离）。

煤化工高架火炬装置的工艺简论【摘要】煤化工高架火炬工艺简单，安全稳定运行难。

笔者从化工工艺的各个角度阐述了进一步搞好煤化工高架火炬装置的安全稳定运行，针对高架火炬装置在运行过程中常发生的水击、放炮和氨结晶等典型故障难题提出独到见解和解决办法。

【关键词】高架火炬化工工艺水击放炮氨结晶人类对化工能源需求的不断扩大和追求，以及各类能源自身特点和分布的独特性，煤化工产品以自身的优特点很快得到世人的认可。

相应的煤化工生产得到日新月异的发展，而高架火炬装置隶属煤化工生产系统最后的安全、环保和节能排放装置。

大多数工程技术人员一致公认高架火炬的安全、稳定运行还有待进一步提高，特别是诸如火炬水击、放炮和氨结晶的防治已经成了化工行业急需解决的和技术公关的焦点问题。

经调研陕西延长石油榆林煤化有限公司周边众多有高架火炬的同类煤化工企业，一致交流为煤化工企业必须依据高架火炬厂家所提供相关资料和化工行业及调试方的规定编制出适合企业自身适用的、科学可行的操作规程，保证今后高架火炬在整个化工生产过程的计划性、严密性、科学性和可行性地投运。

经调试合格的高架火炬要得到安全稳定运行，必须按审批过的操作规范进行化工操作，特别要注意下述要点。

＜b＞1 做好安全稳定运行＜/b＞1.1 管线吹扫合格火炬系统装置起动前，全部公用系统应处于可连续使用的状态，燃料气、仪表压缩空气、蒸汽管线和内传焰管道应吹扫干净，保持管道通畅，各阀门无泄漏。

1.2 仪控设备合格调节仪表、指示仪表、警报系统动作正确可靠；调节阀开度与调节器控制信号调试合格；各装置控制相关的压力、液位、流量、温度信号是否正确，与仪表位号对应正确；自动点火系统是能正常工作；燃料气管线上的气动切断阀工作正常；检查操作室高空点火系统盘面按钮工作正常；控制程序组态及参数设置是否符合工艺要求；系统内电器设备接线正确，动作正常；地面内传焰点火器、高空点火器工作正常；高空障碍灯工作正常。

1.3 公用工程运行合格1.3.1 蒸汽投用打开所有疏水器旁路阀和排凝阀；微开蒸汽总阀，引入蒸汽进行暖管，手动调节闸阀，待排出蒸汽后，关闭排凝阀和疏水器的旁路阀，改用疏水器；确认蒸汽在水封罐和分子封处排出后，关闭各路闸阀；打开蒸汽总阀。

某炼油厂火炬系统技措实施效果分析发布时间：2021-07-12T16:04:30.960Z 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。

炼油厂火炬气补充燃料气系统优化改造陈思【摘要】介绍了某炼油厂火炬气回收和利用现状,分析了火炬气回收利用中存在的火炬气利用率不高问题.提出了炼油厂火炬气补充燃料气系统管网的工艺改造方案,给出了压缩机选型结果,并对火炬气出口管路阻力降和火炬气脱硫装置脱硫能力进行了核算,达到了炼油厂火炬气补充燃料气管网系统对火炬气压力降不小于0.7 MPa和硫化氢质量分数不大于100μg/g的要求.通过项目实施效果对比和经济效益分析,改造后每年可减少天然气用量约8 869 t,减少外供燃煤锅炉燃料气约12 320 t,每年可节省费用约2 329万元,相对于该项目总投资900万元,经济效益十分可观.【期刊名称】《炼油技术与工程》【年(卷),期】2015(045)007【总页数】3页(P15-17)【关键词】火炬气;燃料气;压缩机;回收利用;系统优化【作者】陈思【作者单位】武汉炼化工程设计有限责任公司,湖北省武汉市430070【正文语种】中文某炼油厂建有火炬气回收装置，其主要包括高架放空火炬、气柜以及螺杆压缩机等设施。

正常情况下，厂区内各装置的火炬气先进入气柜回收并储存，再经压缩机压缩和脱硫处理后，并入厂内燃料气管网。

燃料气管网的燃料气主要来源于各产气装置的干气、回收的火炬气和天然气，主要输送给各装置的加热炉。

当管网干气和火炬气不足时，采用天然气补充;当干气和火炬气富余时，富余燃料气外供给电厂作锅炉燃料。

非正常情况下，火炬气切出气柜，排入高架火炬燃烧。

火炬气回收装置现有3台火炬气压缩机，两开一备，电动机以50 Hz电网正常频率运行，实际流量为3.7～4.2 dam3/h(标准状况下)。

该炼油厂建有两套延迟焦化装置，其所产干气是燃料气管网的主要供气源之一。

受两套延迟焦化装置吹气放空和焦炭塔切换与暖塔的影响，该时段装置干气产量下降，导致燃料气系统管网的压力随之波动。

按延迟焦化装置生焦周期均为24 h考虑，则两套延迟焦化装置每12 h切换焦炭塔一次。

对于热值低于
需要进行热值调整。

1.2
括下列工况：装置开车、停车；火灾工况；停水、停
图1 N1装置火灾影响区分析
2.2 电力故障
电力故障可能会对工厂的生产有多方面的影响。

所有的电驱动设备都会停止工作，如泵、压缩机、空
冷却等。

此外，工厂的冷却水系统、仪表风系统等也
可能受到影响，因此对于电力故障人们要做具体分析。

《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）指出，
因地区大电力网在主网电压上部是并网的，用电部门
1、表
套装置的冷却循环水均来自于一个循环水站，一旦此循环水站出现故障引起循环水供应中断，4装置的相关设备均会超压排放，因此此工况的总泄放。

泄压排放和火炬系统5.5.1 在非正常条件下，可能超压的下列设备应设安全阀：1. 顶部最高操作压力大于等于0.1MPa的压力容器；2. 顶部最高操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔（汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外）；3. 往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口（设备本身已有安全阀者除外）；4. 凡与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时，鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵的出口；5. 可燃气体或液体受热膨胀，可能超过设计压力的设备；6. 顶部最高操作压力为0.03~0.1MPa的设备应根据工艺要求设置。

5.5.2 单个安全阀的开启压力（定压），不应大于设备的设计压力。

当一台设备安装多个安全阀时，其中一个安全阀的开启压力（定压）不应大于设备的设计压力；其他安全阀的开启压力可以提高，但不应大于设备设计压力的1.05倍。

5.5.3 下列的工艺设备不宜设安全阀：1. 加热炉炉管；2. 在同一压力系统中，压力来源处已有安全阀，则其余设备可不设安全阀；3. 对扫线蒸汽不宜作为压力来源。

5.5.4 可燃气体、可燃液体设备的安全阀出口连接应符合下列规定：1.可燃液体设备的安全阀出口泄放管应接入储罐或其他容器，泵的安全阀出口泄放管宜接至泵的入口管道、塔或其他容器；2. 可燃气体设备的安全阀出口泄放管应接至火炬系统或其他安全泄放设施；3. 泄放后可能立即燃烧的可燃气体或可燃液体应经冷却后接至放空设施；4. 泄放可能携带液滴的可燃气体应经分液罐后接至火炬系统。

5.5.5 有可能被物料堵塞或腐蚀的安全阀，在安全阀前应设爆破片或在其出入口管道上采取吹扫、加热或保温等防堵措施。

5.5.6 两端阀门关闭且因外界影响可能造成介质压力升高的液化烃、甲B、乙A类液体管道应采取泄压安全措施。

5.5.7 甲、乙、丙类的设备应有事故紧急排放设施，并应符合下列规定：1. 对液化烃或可燃液体设备，应能将设备内的液化烃或可燃液体排放至安全地点，剩余的液化烃应排入火炬；2. 对可燃气体设备，应能将设备内的可燃气体排入火炬或安全放空系统。

－１８－科技论坛火炬建设在装置不停工下完成方法的探讨徐秀双（中国石油哈尔滨石化公司，黑龙江哈尔滨１５００５６）前言火炬是石油加工的重要安全措施之一，可以直接影响装置平稳操作，又是重要的安全平衡设施，未经过火炬平衡的瓦斯气含有大量的氢、甲烷、乙烷、丙烷、丙烯、硫、硫化氢、硫醇等易燃易爆有毒危险组份，在生产过程中必需平衡掉随时出现这些易燃易爆有毒危险组份。

哈尔滨石化公司现在的火炬是上个世纪九十年代设施Ｈ＝６０米、ＤＮ６００ｍｍ，不满足现在的环境保护排放标准要求，而新建设火炬Ｈ＝１２０米、ＤＮ１２００ｍｍ过程中不可避免涉及到新旧火炬管线交接过程，在这其间又不可能将所有装置都停工，用来接放火炬管道，因此找出一种双方都能满足的设计方案来就更为重要。

１流程设计方案的选择对于火炬流程设计，方案一是重新铺设一常压、一催化、二催化、一气分、二气分／ＭＴＢＥ、聚丙烯ＤＮ２００－ＤＮ４００六条放火炬管线至新火炬接口处。

需要重新设计４０个管架，需要２００万元投资（参见图１）。

方案二是利用现有一常压、一催化、二催化、一气分、二气分／ＭＴＢＥ、三催化、重整加氢、甲乙酮、ＤＮ２００－ＤＮ６００八条放火炬管线，设立两个阀组分别在气柜处，新火炬接口处。

仅仅重新铺设一条气柜至新火炬接口聚丙烯放火炬ＤＮ２５０管线。

一常压、一催化、二催化放火炬管线利旧三催化放火炬ＤＮ６００线至新火炬接口；一气分利旧重整－加氢放火炬ＤＮ４００线至新火炬接口；二气分／ＭＴＢＥ利旧甲乙酮放火炬ＤＮ３５０／ＤＮ３００线至新火炬接口共利旧三条放火炬管线，工程造价节约１８０万元（参见图２）。

２三催化装置在不停工情况下接上ＤＮ６００放火炬管线的分析２．１三催化装置放火炬ＤＮ６００管线三催化装置反应产物经过分馏塔分离后，完成Ｃ５以上重组分分离，轻组份（瓦斯气含有大量的氢、甲烷、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等组份）成为富气进入气压机压缩进入吸收稳定系统，当气压机出现故障时自动控制仪表打开气压机富气入口放火炬ＤＮ６００主碟阀放火炬，经由Ｄ３１３罐后，由ＤＮ６００管线引入火炬，实现安全平稳操作。