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节能干货丨No.9 看这家企业如何根治酸性气火炬无序排放问题

发布者：正向国际

时间：2021-04-30

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原创作者丨注册能源管理师学员史春峰

前言

2019年，山东华星石油化工集团有限公司（以下简称:“华星石化”）以“协同、对标、攻坚”理念为指导，针对企业瓶颈，集全厂之力，通过管理与技术工作相结合方式，对酸性气火炬管理工作进行了全年攻关，基本消除酸性气火炬燃烧现象，取得了良好的社会效益和经济效益。对于同类型炼油企业酸性气系统管理具有一定的借鉴意义。

项目背景

众所周知，火炬系统是炼油企业安全生产的防护系统，若管理不善，火炬非正常排放燃烧会造成严重的能源浪费和环境污染。

华星石化酸性气火炬常年处于燃烧工作状态，大量瓦斯气以酸性气的形式燃烧消耗，成为全厂加工损失、能耗偏高的重要因素。同时，根据物料平衡，全厂瓦斯产出总量小于消耗量，为了维持生产，反而需要向管网中补入高价值的丙烷。也就是说，在全厂瓦斯总量不足的情况下，却有部分瓦斯在燃烧浪费。

由此可见，尽快解决酸性气火炬无序燃烧问题具有非常重要的现实意义。

对于华星石化而言，造成酸性气火炬无序燃烧问题的主要原因包括：

一是酸性气火炬管理制度责任划分不明晰、考核力度弱，如基层人员责任意识不强、操作水平欠佳，对酸性气火炬无序燃烧习以为常；

二是酸性气系统涉及全厂各装置，点多面广，一旦发生燃烧状况，原因排查难度大，无法有效落实责任考核；

三是管理人员仅以现场检查为主，缺乏有效的监管分析手段，造成问题处理滞后，甚至不了了之等。

针对上述问题，只有聚全厂之力，各装置协同参与，从管理、技术两个层面分析问题、采取措施，实现对酸性气系统的全过程管理，才有从根本上解决此问题。

项目过程与方案

2019年，华星石化将酸性气系统管理作为年度重点攻关课题之一，由公司节能优化办公室（以下简称：“节能办”）牵头成立攻关课题组，全厂装置人员共同参与，力求攻克此难题。

经过为期一年，三个阶段工作的有效实施，我们多措并举、层层深入，彻底根治了酸性气火炬无序排放问题。

第一阶段：梳理流程，组织培训，建监管平台，施全面管理

酸性气火炬的无序燃烧与基层人员粗放式操作密切相关，因此节能办认为首要工作是夯实基础工作，包括梳理工作流程，组织开展培训，建立监管平台，实施全面管理等。

1.梳理工作流程

节能办首次组织全厂各装置梳理了酸性气系统流程，绘制了详细的流程图，其次开展了多次专项现场检查工作，排查流程和仪表问题，确定了重点防控点，对可直接解决问题立即整改，如现场仪表指示偏差等，然后对需改造的问题均制定了处理方案和计划，如火炬处存在低点容易积液、部分分液罐为单阀容易泄漏等。

图1.绘制的全厂酸性气系统流程图

2.组织开展培训

结合流程排查结果，节能办通报了各装置酸性气管理现状及存在问题，对班长及以上级别人员开展了专题培训，分析、讲解了酸性气火炬管理要点及重点防控点，同时修订了《华星石化火炬管理规定》。

3.建立监管平台

华星石化引入了系统管理理念，将酸性气火炬流程和绘制参数上传至生产实时数据库，通过网上平台实时查找火炬系统异常燃烧原因，及时问责引起波动的责任单位，为调度台实时查找火炬问题并采取整改措施，提供了一个强有力的管理工具。

建成后，该监管平台及时准确地分析了数次酸性气火炬异常燃烧原因，问责了相关责任单位，极大地提升了全厂装置对酸性气系统管理的自觉意识。

图2.实时数据库的酸性气火炬平衡表

图3. 酸性气火炬管理调度使用监管平台

图4.实时数据库酸性气火炬多参数关联查询界面

4.实施全面管理

通过流程梳理和排查工作，公司对酸性气管理建立了精细化管理考核机制；通过通报与培训，进一步提高了全员的自觉意识和工作能力；通过建立监管平台，实施精确分析与问责，促进了分析考核机制的正常运行，最终实现了全面高效的监控。

第二阶段：利用检修机会，精准施工，整改硬件缺陷

第一阶段完成后，解决了远程监控、部分仪表不准等问题，酸性气无序燃烧情况得到了有效改观，不再出现强有力的火苗燃烧情况，但较长的拖尾现象仍时有发生。

针对该问题，利用前期绘制的全厂酸性气系统流程图，公司组织深入排查，并利用2019年检修机会整改相关问题，具体包括：

①消除公用工程酸性气火炬低点；

②酸性气系统单阀加双阀，解决单阀内漏问题，如焦化干气排液罐等3处；

③部分内漏阀门彻底维修，如柴油加氢氢气分液罐阀门；

④开工后组织检查酸性气系统，建立检查表，核查流程，确保现场玻璃板、DCS读数、远程实时数据库数据一致。

通过第二阶段的精细化工作，酸性气火炬管理已经高度科学化，基本处于可控状态。

图5.酸性气系统单阀加双阀改造现场照片图

图6.消除酸性气火炬低点改造现场图

第三阶段：回收富胺液闪蒸气体，彻底解决酸性气燃烧问题

为从根本上消灭酸性气火炬燃烧，在上述两阶段工作的基础上，节能办对酸性气火炬系统气体排放来源进一步深入调研，发现了新的改造机会—富胺液闪蒸气回收。

所谓富胺液闪蒸气，是指由溶剂再生装置产生，贫胺液在全厂各装置脱除各介质中的硫化氢后变成富胺液，富胺液携带含硫物质及部分烃类进入溶剂再生装置，与再生后的贫胺液换热后进入胺液闪蒸罐，在温度和压力的双重作用下闪蒸出的烃类气体及少量含硫气体。

因富胺液闪蒸气成分复杂，存在造成低压瓦斯回收装置气柜压缩机结盐的风险。多年来，华星石化此股气体都是直接进入酸性气火炬系统进行焚烧，并未回收再利用。因此，能否有效回收富胺液闪蒸气就成为解决酸性气燃烧、降低加工损失的重要任务。

经过分析，各装置酸性气排放由两部分组成：酸性水挥发气体排放和富胺液闪蒸气体排放。从原理上分析，导致气柜压缩机结盐是由于酸性气中含有氨，与H₂S、CO₂生成(NH₄)₂S、NH₄HCO₃等铵盐，受温度变化饱和结晶，导致系统结盐。通过对酸性气组分分析，含氨盐的是酸性水气体，富胺液闪蒸气体并不含有铵盐，不会导致系统结盐。

分析原理后，为进一步降低结盐风险，2019年9月18日开始，华星石化对加氢胺液和非加氢胺液再生系统进行了调整，将闪蒸罐顶部填料贫胺液循环量从1 t/h提升至4 t/h，对闪蒸气体进行深度脱硫，两套系统富胺液闪蒸气硫化氢含量从先前的40000-60000 ppm下降到约4000 ppm，实现满足进气柜的要求。