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    磁翻板液位計 磁性液位計 磁性浮子液位計 磁翻柱液位計 磁浮子液位計

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    煉化企業中間原料儲罐罐頂氣磁翻板液位計的設計與應用

    發布時間:2019-11-08  發布作者:

        摘要 :分析某煉化企業中間罐區 16 臺儲罐的基本情況。根據儲罐的運行情況確定各儲罐的呼吸量,選定罐頂氣治理的工藝技術路線。設計了儲罐氣相空間聯通流程及氣相回收增壓輸送流程,完善安全措施。將罐頂廢氣收集并送入廠內低壓瓦斯系統進行回收。

        隨著我國工業化、城鎮化的深入推進,經濟快速發展和能源消耗的迅速攀升,中國的石油資源供應日趨緊張。同時油品在儲運、生產過程中存在大量的油氣揮發,給油氣資源帶來較大的損失并造成了很大的環境污染,大氣污染防治壓力繼續加大。

        為此國務院印發了關于大氣污染防治行動計劃的通知《大氣污染防治行動計劃》(國發〔2013〕37 號)。為貫徹落實《大氣污染防治行動計劃》,切實改善空氣質量,大力推進石化行業對揮發性有機物(VOCs)的污染治理,根據《石化行業揮發性有機物綜合整治方案》的要求“對具有回收價值的工藝廢氣、儲罐呼吸氣和裝卸廢氣進行回收利用”;同時根據《石油煉制工業污染物排放標準》(GB31570-2015)、《石油化學工業污染物排放標準》GB31571-2015、《大氣污染物綜合排放標準》GB16297-1996 中對大氣污染物排放控制指標的要求。某煉化公司需要對現有中間原料罐區的儲罐開展罐頂氣治理。

        1 某煉化企業中間原料罐區儲罐基本情況
        某煉化企業中間原料罐區共有儲罐 16 臺,形式為拱頂 + 氮封和內浮頂 + 氮封,總容積 24 200 m3 當儲罐進料或環境溫度升高時,儲罐氣相壓力升高,罐頂氣相達到起跳壓力時呼吸閥開啟,VOCs 廢氣無組織放空直排大氣,會造成部分氣相物料損失,并造成大氣環境污染。中間原料油罐區儲罐基本情況見表 1。

     

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        2 各儲罐呼吸量的確定
        2.1 儲罐罐頂排放量
        罐頂氣排放量通常由大呼吸和小呼吸構成的。大呼吸是由進出罐物料量不平衡引起液位波動造成的 ;小呼吸是指晝夜溫差引起罐內物料體積變化造成的。對于單個儲罐而言,液位波動引起的大呼吸排氣是不能忽略的,也是儲罐的主要排氣。但對于整個罐區而言,當罐區各

        儲罐氣相空間相互聯通后,正常生產情況下,進出罐區的物料量基本是平衡的。

        罐區封閉后,排氣量大小主要與罐區氣相空間大小、物料組成、光照、晝夜溫差等因素有關,排氣具有間歇性,排氣量具有不穩定性,屬非定值排放。小呼吸排氣主要發生在日出至正午時段,每天歷時 6 h 左右,主要原因是罐內氣液平衡和罐頂氣相空間溫度變化引起的。夜間,氣相空間溫度接近或略低于液相溫度,易揮發組分在夜間達到低溫度下的氣液平衡,使罐頂氣相空間累積一定數量的氣體分子數。白天從日出開始,罐頂氣相空間因陽光照射而升溫,罐頂氣開始受熱膨脹,壓力升高。當壓力達到排氣壓力后,儲罐將向外界排放氣體。隨著罐頂氣排放量的增加,罐內氣相空間的分子數逐漸減少,壓力也逐漸降低。當壓力降至罐區排氣停止排氣壓力后,罐內將形成新的壓力平衡,罐頂氣也排放停止?梢哉f,小呼吸排氣是氣相空間氣體分子數夜間累積、晝間釋放的必然過程,排氣過程具有時間性,排氣量具有可變性,并且僅在白天的一段時間內排放。

        根據罐區介質來源、罐區運行模式、儲罐罐容、儲液率、及溫度場變化等參數估算。在天氣晴朗的氣象條件下,每天小呼吸平均排氣量約為 143~418 m3/h 左右,較大氣量為 257~752 m3/h,較小氣量為 0 m3/h。1# 中間罐區小呼吸排氣量變化表見表 2。

        從表 2 可知,該罐區儲罐小呼吸排氣量存在較大變化。當罐區處于高位運行時,小呼吸排氣量較小 ;低液位運行時,小呼吸排氣量較大。本項目裝置設計,小呼吸氣量按低位運行時的較大氣量 752 m3/h 考慮,同時考慮小呼吸與大呼同時發生的情況,即罐區只進水不出水時的較大氣量 475 m3/h,本項目廢氣處理規模不應< 1 227 m3/h。

        考慮到大呼吸進料量、低液位時小呼吸排氣量,并考慮到余量,廢氣處理規模應為 1 300 m3/h。裝置運行過程中,處理氣量應能夠跟隨氣量變化,以便應對不同工況下的廢氣量,即設置三臺 450 m3/h 真空泵,其總量滿足較大呼出油氣量的要求,同時正常生產時只需要開兩臺真空泵就可以滿足生產要求,其中一臺作為備用。

        2.2 儲罐罐頂吸入量
        儲罐吸入量通常是由儲罐輸出量和溫變引起的小呼吸量構成的。根據儲罐泵輸出量,即較大輸出量 310 m3/h。以上 16 臺儲罐總罐容為 24 200 m3,根據本地氣象晝夜溫差,按較苛刻條件(8 h降溫 20 ℃,氣相容積率按 50%)考慮,即平均每小時吸入量約為 103 m3/h。氮氣補氣量約為 413 m3/h。

        3 罐頂氣治理工藝設計
        3.1 工藝技術選擇
        目前國內應用較為廣泛的磁翻板液位計方法有冷凝發、吸附法、膜分離法、催化燃燒法、熱力焚燒法以及生物技術、等離子體技術、紫外光高級氧化技術和“組合技術”等等。但這些技術普遍存在運行能耗較高、維護量較大的問題。通過對多種油氣回收工藝的分析以及 磁翻板液位計方法國內外現狀的考察,綜合工藝技術、車間管理、現場布局、投資估算等多種因素,擬采用罐頂氣收集增壓送入低壓瓦斯管網進行回收,此技術運行能耗低、維護量小、系統簡單,可以有效的控制排放指標。技術路線為 :同類儲罐罐頂氣連通 + 廢氣收集 +液環真空泵增壓后送入低壓瓦斯管網。

        3.2 儲罐罐頂氣相連通流程
        為避免不同介質儲罐罐頂氣通過大小呼吸帶來的相互污染,將其儲罐罐頂氣相連通根據不同介質分為五組。T201、T202 兩臺拱頂柴油罐列為一組,將每臺儲罐罐頂油氣線進行集合,在單臺儲罐油氣線和集合管線上分別設置開關閥 ; T204、T215 兩臺內浮頂焦化柴油罐列為一組,將每臺儲罐罐頂油氣線進行集合,在單臺儲罐油氣線和集合管線上分別設置開關閥 ;T203、T205、T206 三臺汽油罐列為一組,將每臺儲罐罐頂油氣線進行集合,在單臺儲罐油氣線和集合管線上分別設置開關閥 ;T207、T208、T209、T210 四臺直餾石腦油儲罐列為一組,將每臺儲罐罐頂油氣線進行集合,在單臺儲罐油氣線和集合管線上分別設置開關閥 ;T211 中間輕污油罐列為一組,在儲罐油氣線設置開關閥 ;T212、T225 兩臺重污油罐列為一組,將每臺儲罐罐頂油氣線進行集合,在單臺儲罐油氣線和集合管線上分別設置開關閥 ;T213、T214 兩臺加氫石腦油罐列為一組,將每臺儲罐罐頂油氣線進行集合,在單臺儲罐油氣線和集合管線上分別設置開關閥(圖 1)。

     

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        3.3 氣相回收增壓輸送流程
        將同類介質氣相集合管匯總后進入油氣回收總管,引至水環式真空泵通過增壓后送入低壓瓦斯系統。水環式真空泵入口總管線設置壓力變送器,通過管線壓力控制水環式真空泵的運行。真空泵機組進出口設置有跨線,跨線上設置有調節閥組,通過真空泵跨線調節閥開度,穩定其真空泵入口壓力,使其真空泵穩定運行(圖 2)。

     

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        3.4 安全措施
        對現有儲罐氮封設施進行完善,保證各罐區氮封系統的合理設置及有效運行。在每個儲罐罐頂增設 2 套壓力變送器,保證其儲罐罐頂壓力實時監測。按照 SH/T3007 規范要求新增儲罐罐頂呼吸閥數量。相同油品儲罐之間設置有氣相連通管道,為免火災工況下各儲罐之間相互影響,每臺儲罐出口均設置阻火器。阻火器選用阻火性能良好的產品,且阻力降不應> 0.3 kPa。在每臺儲罐罐頂廢氣出口線阻火器后安裝 1 臺開關閥,在正常運行狀態下通過各自儲罐罐頂壓力來聯鎖開關。還可以通過 DCS 遠程控制開關,作為應急安全切斷閥。在每臺儲罐罐頂廢氣出口線阻火器后安裝 1 臺開關閥,具有手動操作功能,可在 DCS 遠程控制開關,并在控制室設置緊急停車按鈕。 在水環式真空泵出口管線安裝氧氣在線檢測儀器 2 臺,實時監測儲罐內及進低壓瓦斯系統時氣相空間氧氣的濃度,同時將高濃度報警與真空泵出口管道控制閥聯鎖,當氧氣濃度達到 2% 高濃度值時報警,關閉真空泵出口管道去低壓瓦斯的控制閥,同時打開真空泵出口管道放空控制閥,直至檢測指標< 1%設定要求時,真空泵出口管道去低瓦控制閥打開,同時關閉真空泵出口管道放空控制閥。氧氣濃度監測信號引入控制室,以便實時監測?刂剖以O氧氣濃度超標報警儀。以上措施確;厥障到y在正常運行過程中控制氧含量,以消除可燃氣體爆炸條件。真空泵啟停和真空泵進口壓力、真空泵出口壓力與真空泵出口溫度進行聯鎖,保護油氣回收系統正常運行。在去低壓瓦斯的開關閥后設置壓力變送器,通過開關閥閥后壓力檢測,當壓力>53 kPa 時,開關閥切斷。防止火炬氣體倒流。

        4 效益分析
        1# 中間罐區年 VOCs 減少量約為 23.3 噸,按每公斤 VOCs 繳納 15元計算,每年須向政府繳納 磁翻板液位計費用為:23.3 t×1000×15 元 /kg=34.95 萬元。增設惡臭治理設施后,首先具有環保效益,減少廠內惡臭及 VOCs 濃度,改善環境,提升空氣質量。其次具有較好經濟效益,每年為公司節約 磁翻板液位計費用 34.95 萬元。

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