金陵分公司煉油區(qū)域火炬設(shè)施改造

呂湘泠

南京金凌石化工程設(shè)計(jì)有限公司 江蘇南京 210042

1 火炬設(shè)施現(xiàn)狀

中國(guó)石化股份有限公司金陵分公司現(xiàn)有火炬設(shè)施自20 世紀(jì)80 年代起逐步配套建設(shè)，部分排放設(shè)施能力較小。近十年來(lái)，金陵分公司發(fā)展迅速，新建了多套煉油和化工裝置，火炬排放設(shè)施已基本滿負(fù)荷，無(wú)法滿足全部新建及規(guī)劃裝置的排放要求。同時(shí)，現(xiàn)有火炬設(shè)施還存在以下問(wèn)題：

（1）三座火炬上都有多套排放裝置，且每座火炬上的排放裝置不同時(shí)檢修，沒(méi)有備用火炬，因此現(xiàn)有火炬停工檢修困難；

（2）由于缺乏規(guī)劃，現(xiàn)有設(shè)施能力較小，但占地面積較大，制約了火炬排放系統(tǒng)的擴(kuò)能改造；

（3）原石油化工可燃性氣體排放系統(tǒng)執(zhí)行規(guī)范《石油化工可燃性氣體排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH3009- 2013），現(xiàn)有火炬設(shè)施有些原則問(wèn)題不滿足新規(guī)范的要求，存在安全隱患，必須在火炬系統(tǒng)擴(kuò)能改造的同時(shí)，以新帶老，實(shí)施整改。

2 火炬設(shè)施改造方案

2.1 現(xiàn)有火炬排放設(shè)施

金陵分公司煉油區(qū)域現(xiàn)有3 座火炬，均設(shè)在山上，山高約30m。3 座火炬上均設(shè)有烴類火炬和酸性氣火炬，3根烴類火炬之間設(shè)有連通線，酸性氣火炬之間也設(shè)有連通線，連通線均設(shè)在山上。除煉油四部烴類火炬氣水封罐設(shè)在山上，其余烴類火炬氣分液罐、水封罐等設(shè)備均在山下。煉油四部酸性氣水封罐設(shè)在山上，其余裝置酸性氣無(wú)水封罐，酸性氣分液罐設(shè)在山下。放空管道沿山坡敷設(shè)至山上，管道坡度坡向山下的水封罐或分液罐。金陵分公司煉油區(qū)域設(shè)有兩座110kV 總變電所，分別為一總降和二總降。金陵分公司經(jīng)過(guò)2 次油品升級(jí)項(xiàng)目改造后，共有裝置40余套，裝置原料產(chǎn)品互供，關(guān)聯(lián)度較高，單獨(dú)停1 套或幾套裝置對(duì)當(dāng)月生產(chǎn)平衡均有較大影響。因此，建議分區(qū)檢修，期間減低原油加工量，確保在運(yùn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

2.2 現(xiàn)有主要裝置放空量

現(xiàn)有主要裝置放空量，1# 火炬排放裝置放空量如表1 所示，2# 火炬排放裝置放空量如表2 所示，3# 火炬排放裝置放空量如表3 所示。表中僅列入排放量較大裝置，部分裝置放空量為參考同類裝置估算，表中排放量為事故工況最大排放量。

表1 1# 火炬排放裝置放空量

表2 2# 火炬排放裝置放空量

表3 3# 火炬排放裝置放空量

2.3 新建裝置火炬放空量

金陵分公司正在規(guī)劃和建設(shè)的裝置包括300 萬(wàn)t/ a柴油加氫裝置、150 萬(wàn)t/ a S zorb 裝置、干氣回收乙烯裝置、150 萬(wàn)t/ a 連續(xù)重整- 芳烴抽提裝置、200 萬(wàn)t/ a 渣油加氫裝置、15 萬(wàn)t/ a 硫磺回收裝置、液化氣綜合利用項(xiàng)目異丁烷裝置，另外60 萬(wàn)t/ a 對(duì)二甲苯裝置規(guī)劃改造為97 萬(wàn)t/ a。各裝置火炬放空量（見(jiàn)表）按排放量最大的火炬放空量計(jì)算，其中重量流量最大的是芳烴抽提單元503090kg/ h（分子量106.33）。

2.4 現(xiàn)有火炬核算

因3 座火炬均設(shè)在山上，核算的火炬高度均已按山高30m 扣減。裝置的火炬放空量較大，按重量流量503090kg/ h 計(jì)算的火炬筒體直徑和高度分別為0.78m和105m?，F(xiàn)有1# 和2# 火炬高度均無(wú)法滿足排放要求。3# 火炬上現(xiàn)有的排放裝置包括PX 裝置和煉油四部的Ⅳ常減壓、蠟油加氫、Ⅲ催化、Ⅱ氣分、渣油加氫裝置。PX 裝置由第二總降變電所供電，最大排放量為679130kg/ h（分子量94），煉油四部的裝置均由第一總降變電所供電，最大排放量為640830kg/ h（平均分子量47.6）。如新建連續(xù)重整- 芳烴抽提裝置火炬氣排放至3# 火炬，因其由第二總降變電所供電，故排放量需與PX 裝置的排放量疊加，疊加后的總排放量為830057kg/ h （平均分子量96.02）（新建裝置按30%疊加）。經(jīng)核算，所需火炬筒體直徑1.03m，高度136m?，F(xiàn)有火炬高度不滿足要求。根據(jù)核算結(jié)果，金陵分公司現(xiàn)有火炬均無(wú)法滿足連續(xù)重整- 芳烴抽提裝置的火炬氣排放要求，需要新建火炬。

2.5 新建火炬方案

根據(jù)全廠總圖布置，新建火炬應(yīng)與現(xiàn)有火炬集中布置在廠區(qū)西側(cè)山上，但山上已沒(méi)有新建火炬的位置，因此考慮拆除現(xiàn)有火炬。綜合考慮，新建火炬布置在1# 火炬北側(cè)、2# 火炬東側(cè)，距3# 火炬約232m，不影響3# 火炬的檢修；距1# 火炬97m，距2# 火炬108m，新建火炬投用后，1# 、2# 火炬均無(wú)法檢修，因此拆除1# 、2# 火炬，原排放負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移至新建火炬。

為便于火炬檢修，新建火炬采用可拆卸式高架火炬結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目新建1 根烴類火炬、1 根酸性氣火炬，1 根異丁烷火炬，另預(yù)留1 根火炬位置。

2.5.1 烴類火炬

新建烴類火炬規(guī)模需考慮現(xiàn)有1# 、2# 火炬上的排放裝置及新建150 萬(wàn)t/ a 連續(xù)重整- 芳烴抽提裝置的火炬放空量?，F(xiàn)有排放至1# 火炬的裝置中由一總降供電的主要排放裝置有：Ⅰ加氫裂化裝置（排放量103000 kg/ h，分子量4.76）、Ⅲ焦化裝置（排放量19643kg/ h，分子量30）、Ⅲ柴油加氫裝置（排放量51162 kg/ h，分子量7）；現(xiàn)有排放至2# 火炬的裝置中由一總降供電的主要排放裝置有：Ⅱ加氫裂化裝置（排放量138000kg/ h，分子量5.06）、Ⅰ催化裝置（排放量49018kg/ h，分子量36.6）、Ⅰ焦化裝置（排放量14732kg/ h，分子量30）、Ⅰ氣分（含脫硫）裝置（排放量140159kg/ h，分子量42.1）、S zorb 裝置（排放量59375kg/ h，分子量35）、MTBE 裝置（排放量82126kg/ h，分子量58）、正丁烷裝置（排放量128951 kg/ h，分子量57.77）、干氣制乙烯裝置（待建）（排放量37116kg/ h，分子量18）。排放量最大的裝置為Ⅰ氣分（含脫硫）裝置，其余裝置按30%排放量與Ⅰ氣分裝置排放量疊加，合計(jì)排放量472015kg/ h，平均分子量16.51?？紤]到部分排放裝置未計(jì)算在內(nèi)，故放空量按放大20%計(jì)算，排放所需火炬筒體直徑1.3m，高度90m。

現(xiàn)有排放至1# 火炬的裝置中由二總降供電的主要排放裝置有：Ⅱ催化裝置（排放量45750kg/ h，分子量36.6）、Ⅲ常減壓裝置（排放量280000kg/ h，分子量102）、Ⅰ重整裝置（排放量31116kg/ h，分子量18）、Ⅱ柴油加氫裝置（排放量12790kg/ h，分子量7）；現(xiàn)有排放至2# 火炬的裝置中由二總降供電的主要排放裝置有：Ⅳ柴油加氫裝置（排放量61394kg/ h，分子量7）、新建連續(xù)重整-芳烴抽提裝置（排放量503090kg/ h，分子量106.33）。排放量最大的裝置為新建連續(xù)重整- 芳烴抽提裝置，其余裝置按30%排放量與聯(lián)合裝置排放量疊加，合計(jì)排放量632405kg/ h，平均分子量65.68?？紤]到部分排放裝置未計(jì)算在內(nèi)，故放空量按放大20%計(jì)算，排放所需火炬筒體直徑1.07m，高度131m。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，新建烴類火炬筒體直徑1.4m，高度140m。

2.5.2 異丁烷火炬

接入新建火炬線的裝置有正丁烷裝置(50000kg/ h)、II S zorb 裝置(35000kg/ h)、I 催化裂化(38340kg/ h)、氣分裝置、異丁烷裝置(600000kg/ h)?？偱欧帕堪磫蝹€(gè)裝置最大放空量（異丁烷600 噸）與其余裝置排放量的30%之和計(jì)算，為671 噸/ 時(shí)。根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，新建異丁烷火炬筒體直徑1.4m，高度140m。

2.5.3 酸性氣火炬

現(xiàn)有4 套硫磺回收裝置（4 萬(wàn)t/ a1 套、5 萬(wàn)t/ a1 套、10萬(wàn)t/ a2 套），另規(guī)劃新建15 萬(wàn)t/ a 硫磺回收裝置。5 套硫磺裝置及其相應(yīng)的溶劑再生裝置和酸性水汽提裝置均由第一總降變電所供電，停電時(shí)5 套硫磺回收裝置不可能同時(shí)排放酸性氣，故酸性氣放空量按最大1 套15 萬(wàn)t/ a 硫磺裝置（火災(zāi)工況）考慮，估算排放量約32080kg/ h，平均分子量23.58，需要火炬筒體直徑DN450。

2.5.4 分液水封等設(shè)施

新建火炬氣配套烴類火炬及異丁烷火炬分別新建分液罐和水封罐各1 臺(tái)，共設(shè)置2 臺(tái)凝液輸送泵。酸性氣分液罐已有，新建1 臺(tái)酸性氣水封罐和1 臺(tái)酸性水罐。

3 流程說(shuō)明

（1）烴類火炬氣：150 萬(wàn)t/ a 連續(xù)重整裝置火炬氣通過(guò)DN1400 管道排放至火炬氣分液罐、水封罐后進(jìn)烴類火炬?；鹁鏆馀欧殴苌显O(shè)溫度和壓力檢測(cè)儀表。

（2）異丁烷火炬氣：60 萬(wàn)t/ a 異丁烷裝置火炬氣通過(guò)DN1400 管道排放至火炬氣分液罐、水封罐后進(jìn)火炬?；鹁鏆馀欧殴苌显O(shè)溫度和壓力檢測(cè)儀表。

（3）酸性氣：V 硫磺酸性氣通過(guò)DN450 至現(xiàn)有IV硫磺分液罐前，再?gòu)腎V 硫磺分液罐后設(shè)DN450 管線至新建酸性氣水封罐后至酸性氣火炬。排放管上設(shè)溫度和壓力檢測(cè)儀表。

（4）放空氣體火炬連通線：150 萬(wàn)t/ a 連續(xù)重整裝置火炬氣、60 萬(wàn)t/ a 異丁烷裝置火炬氣排放管道在分液罐至水封罐管道上設(shè)置組列分別與現(xiàn)有II 催化火炬放空線、四部放空線、I 加氫放空線、II 加氫放空線、PX 放空線、火炬回收線連通。

（5）酸性氣火炬連通線：現(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ加氫裂化裝置酸性氣和Ⅱ催化裝置酸性氣接至已有分液罐后管道接至1# 酸性氣火炬；現(xiàn)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ硫磺裝置酸性氣和Ⅰ氣分裝置酸性氣接至已有分液罐后接至2# 酸性氣火炬；兩根酸性氣管道間設(shè)有連通線。自聯(lián)通線接DN250 管道至IV硫磺分液罐，自分液罐后接DN450 管道，至新建水封罐，再接至新建酸性氣火炬。

（6）凝縮油和酸性水：分液罐中的凝縮油經(jīng)凝縮油泵送至四部分液罐凝縮油泵出口管線。酸性氣水封罐的酸性水自流至酸性水罐，酸性水罐中酸性水由氮?dú)鈮核椭罥V 硫磺分液罐酸性水泵入口。

4 結(jié)語(yǔ)

新建火炬后，實(shí)現(xiàn)火炬系統(tǒng)擴(kuò)能改造的同時(shí)，滿足現(xiàn)行的規(guī)范要求。裝置檢修可根據(jù)火炬排放裝置分區(qū)檢修。分區(qū)一，停Ⅰ渣油加氫、Ⅲ催化、ⅠS- Zorb、Ⅳ柴油加氫、120 萬(wàn)噸催柴改質(zhì)、Ⅰ、Ⅲ連續(xù)重整、Ⅳ常減壓、Ⅰ焦化、Ⅱ汽油加氫、Ⅰ、Ⅳ硫磺、Ⅲ污水汽提等裝置及配套裝置；分區(qū)二停，Ⅲ常減壓、水煤漿、Ⅱ加氫、Ⅱ催化、ⅡS- Zorb、Ⅲ柴油加氫、Ⅱ渣油加氫、Ⅱ、Ⅴ硫磺、Ⅲ焦化、Ⅰ污水汽提及Ⅰ汽油加氫；分區(qū)三，停ⅠⅡ常減壓、Ⅱ重整、Ⅱ柴油加氫、蠟油加氫、Ⅱ焦化、Ⅰ催化、Ⅲ硫磺、Ⅰ加氫、Ⅱ污水汽提等。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有火炬設(shè)施系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，確保在運(yùn)裝置平穩(wěn)運(yùn)行。