濕酸性氣火炬分液罐排液改造及應(yīng)用

任明星，王 揚(yáng)

(陜西長(zhǎng)青能源化工有限公司，陜西寶雞 721400)

火炬系統(tǒng)接受全廠各個(gè)工段在事故狀態(tài)下、開車過程中、正常狀態(tài)下排放出來的可燃?xì)怏w，最大程度地將排放的有害氣體燃燒成無害或危害程度較低的氣體，保證整個(gè)工廠設(shè)備和人員的安全及環(huán)保要求[1]?；鹁嫦到y(tǒng)設(shè)5套火炬：事故火炬、開工火炬、丙烯火炬、干酸性氣火炬、濕酸性氣火炬。濕酸性氣火炬是化工廠里重要的防空火炬，在實(shí)際生產(chǎn)中，由于H2S和NH3會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成(NH4)HS，如果不及時(shí)處理，管道內(nèi)會(huì)析出晶體，如果不能及時(shí)排液，會(huì)出現(xiàn)排液不暢堵塞等情況[2]。

1 設(shè)備概況

1.1 濕酸性氣火炬

全廠各工段排放的濕酸性氣體通過濕酸性氣火炬總管進(jìn)入火炬界區(qū)后，經(jīng)過阻火器進(jìn)入濕酸分液罐和火炬筒體，最后在火炬頭進(jìn)行燃燒，濕酸性氣火炬尺寸為DN250，設(shè)計(jì)最大排放體積流量為4 000 m3/h。

1.2 酸性氣體

在硫回收裝置停車階段酸性氣體由變換裝置連續(xù)排放，經(jīng)過廢氣安全閥放空，最大排放體積流量為935 m3/h,排放壓力為0.098 MPa，排放溫度為70 ℃，其主要成分為H2、CO、CO2等。

1.3 分液罐

分液罐是火炬系統(tǒng)的重要組成部分，當(dāng)火炬設(shè)置在距離裝置一定距離時(shí)，火炬氣會(huì)在輸送過程中產(chǎn)生凝液。因此，在火炬氣進(jìn)入火炬筒體前需要設(shè)置分液罐。分液罐起到分離凝液的作用，以免液滴夾帶到火炬頭，造成火雨現(xiàn)象。

濕酸性氣火炬分液罐(簡(jiǎn)稱濕酸分液罐)的主要參數(shù)為：儲(chǔ)罐形式為立式儲(chǔ)罐，操作溫度為70 ℃，操作介質(zhì)為濕酸性氣火炬氣，操作壓力為0.05 MPa，規(guī)格為Ф250 mm×8 000 mm。

2 存在的問題

濕酸分液罐采用立式結(jié)構(gòu)，體積較小，酸性氣放空時(shí)氣體在放空管冷凝造成帶液較多，導(dǎo)致濕酸分液罐液位上漲較快。原始設(shè)計(jì)是通過濕酸分液罐底部手動(dòng)閥進(jìn)行排液，由于濕酸分液罐體積較小，液位難以通過調(diào)整手動(dòng)閥開度來精確控制，易造成液位下降較快引起液位大幅度波動(dòng)。同時(shí)，由于濕酸氣放空量不穩(wěn)定導(dǎo)致排凝閥開度無法保持統(tǒng)一，通過手動(dòng)閥不能實(shí)現(xiàn)濕酸分液罐液位穩(wěn)定，手動(dòng)排液時(shí)還會(huì)造成液位過低、濕酸氣竄出，給現(xiàn)場(chǎng)安全生產(chǎn)造成威脅，對(duì)火炬系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響[3-4]。

3 解決方案

為保證濕酸分液罐液位的穩(wěn)定性，不出現(xiàn)濕酸分液罐高液位時(shí)火炬帶液及低液位時(shí)濕酸氣竄出至火炬現(xiàn)場(chǎng)的情況，將濕酸分液罐實(shí)現(xiàn)溢流自動(dòng)排液，在濕酸分液罐排液管道一次閥后增加三通，在三通上部出口增加連通管道。為防止?jié)袼釟鈴倪B通管道竄至排液管道，通過計(jì)算濕酸氣排放壓力，為溢流管道設(shè)計(jì)了U形彎，連通管道U形彎處長(zhǎng)期存在積水，可能會(huì)在冬季低溫時(shí)段造成結(jié)冰及氨結(jié)晶，因此從濕酸分液罐就地液位計(jì)伴熱管道處就近接伴熱蒸汽，管道做保溫處理，保證連通管道正常排液。

依據(jù)原濕酸性氣火炬管道選材標(biāo)準(zhǔn)，新增加的連通管道材質(zhì)為DN25不銹鋼；新增濕酸分液罐溢流閥，濕酸性氣火炬排液閥二次閥，濕酸性氣火炬溢流管伴熱閥。管道設(shè)計(jì)高度為2 m。

改造后的濕酸分液罐排液管線見圖1。

圖1 改造后的濕酸分液罐排液管線

4 結(jié)語

實(shí)踐證明改造完成后的濕酸分液罐排液閥門開度調(diào)整較少，可以實(shí)現(xiàn)濕酸分液罐自動(dòng)排液，液位高度基本穩(wěn)定在1 800 mm左右，保證了濕酸性氣火炬的穩(wěn)定運(yùn)行，濕酸分液罐的排放效率、安全性和穩(wěn)定性均有所提高。