CN111561703A - 用于pdh装置低温丙烯储罐的地面火炬*** - Google Patents

用于pdh装置低温丙烯储罐的地面火炬*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于PDH装置低温丙烯储罐的地面火炬***，涉及火炬***的技术领域，主要解决了地面火炬***技术问题。该发明地面火炬***包括长明灯、长明灯燃料供给单元，长明灯燃料供给单元与长明灯连接，且长明灯燃料供给单元至少包括长明灯燃料总管路、天然气管路和燃料混合气管路，长明灯燃料总管路与长明灯连接，天然气管路和燃料混合气管路与长明灯燃料总管路连接，以使天然气管路和燃料混合气管路均能为长明灯提供燃料。燃料混合气管路与生产作业产生的可燃尾气的排放管道连接，使长明灯既能以可燃尾气为燃料，还能以天然气为燃料。可燃尾气正常时，可燃尾气作为长明灯的燃料，以节约天然气。可燃尾气异常时，可用天然气作为长明灯的燃料。

Description

用于PDH装置低温丙烯储罐的地面火炬***
技术领域
本发明涉及火炬***的技术领域，尤其涉及一种用于PDH装置低温丙烯储罐的地面火炬***。
背景技术
丙烷脱氢制丙烯PDH装置设计100％负荷下产能为60万吨丙烯，并产生一定量的装置尾气。现有的PDH装置设计有一套完整的丙烯储存***。PDH装置生产的常温丙烯储存在球罐内。为了防止丙烷脱氢制丙烯装置的低温丙烯储存***超压，为丙烷脱氢制丙烯装置的低温丙烯储存***配置了一种地面火炬装置，以解决因低温丙烯储罐超压引起的***危险，进行紧急泄压处理。
具体的，低温丙烯储罐***包含2个低温丙烯储罐、BOG压缩机等附属设施，在正常操作条件下，罐内丙烯液体温度为-45℃～-47℃，罐压通过BOG(Boil Off Gas汽化气)压缩机***保持再5KPaG～11KPaG。当BOG压缩机压缩气体丙烯能力不能保证正常***压力或BOG压缩机异常不能压缩气体丙烯导致低温丙烯罐压力超压时，需要紧急泄压时，低温丙烯罐内气相丙烯通过地面火炬卸放管线进行***泄压，保证低温丙烯储罐处于正常操作范围内。
现有的地面火炬***包括燃烧器和长明灯，其中燃烧器在燃烧过程中产生大量黑烟，不仅污染环境且容易在炉体内聚集影响燃烧器正常工作。长明灯多以天然气为燃料，耗气量大，进而造成现有技术中火炬***造成大量浪费，运行成本高。
发明内容
本发明其中一个目的是为了提出一种地面火炬***，解决了现有技术中地面火炬***的技术问题。本发明优选实施方案中能够达到诸多有益效果，具体见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明用于PDH装置低温丙烯储罐的地面火炬***包括长明灯、长明灯燃料供给单元，长明灯燃料供给单元与长明灯连接，且长明灯燃料供给单元至少包括长明灯燃料总管路、天然气管路和燃料混合气管路，长明灯燃料总管路与长明灯连接，天然气管路和燃料混合气管路与长明灯燃料总管路连接，并且，燃料混合气管路与生产作业产生的可燃废气排放管道连接，以使天然气管路和燃料混合气管路均能为长明灯提供燃料。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，燃料混合气管路包括燃料混合气储存罐和第一燃气阀门，燃料混合气储存罐的出气口与长明灯燃料总管路连接，且第一燃气阀门位于燃料混合气储存罐和长明灯燃料总管路之间。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，燃料混合气储存罐的进气口与PDH装置尾气管路连接。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，天然气管路与长明灯燃料总管路之间设置有第二燃气阀门。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，天然气管路包括第一天然气分管路和第二天然气分管路，第一天然气分管路与长明灯燃料总管路连接；第二天然气分管路与燃料混合气储存罐和/或PDH装置尾气管路连接。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，第一天然气分管路与长明灯燃料总管路之间设置有第二燃气阀门。第二天然气分管路上设置有第三燃气阀门。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，长明灯燃料供给单元还包括燃气压力表，燃气压力表位于长明灯燃料总管路上。
作为本发明一种进一步优选技术方案的地面火炬***还包括蒸汽除烟单元和燃烧器，蒸汽除烟单元与燃烧器连接，其实蒸汽除烟单元能清除燃烧器产生的黑烟以及清扫燃烧器。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，蒸汽除烟单元包括蒸汽总管路和蒸汽分管路，蒸汽分管路的一端与蒸汽总管路连接，另一端与各级燃烧器一一对应连接。
作为本发明一种进一步优选的技术方案，蒸汽分管路设置有蒸汽调节阀，以使蒸汽调节阀能调节各蒸汽分管路的通断。
作为本发明一种进一步优选技术方案的地面火炬***还包括PLC控制***，且蒸汽调节阀与PLC控制***连接，以使PLC控制***能控制蒸汽调节阀的开度。
本发明提供的地面火炬***至少具有如下有益技术效果：
本发明通过对地面火炬***进行改进，增加了长明灯的燃料种类。具体的，通过增加燃料混合气管路，能够有效利用丙烯生产制造装置在生产丙烯产品过程中产生的尾气。使得长明灯既能够以PDH装置尾气为燃料，还能以天然气为燃料。具体的，当PDH装置尾气正常时，选用PDH装置尾气作为长明灯的燃料，进而达到节约天然气的目的。当PDH装置尾气异常，可以通过长明灯燃料供给单元将长明灯的燃料切换为天然气，进而达到节约能源的目的。
本发明一种优选技术方案的天然气管路与PDH装置尾气管路和/或燃料混合气储存罐连接，并在第二天然气分管路上设置第三燃气阀，使得PDH装置尾气管路中的气压不足时，能够通过第二天然气分管路补充，进而在PDH装置尾气管路中尾气较少时仍然能够用于长明灯燃烧。
本发明一种优选技术方案的地面火炬***，通过设置燃烧器，能够有效除去燃烧器燃烧时产生的黑烟以及吹扫燃烧炉中积聚的烟尘，进而使得地面火炬***排除的气体更为洁净环保。进一步地，本发明所述地面火炬***中的燃烧器分级设置，并将蒸汽除烟单元设置有蒸汽分管路，且各蒸汽分管路分别与各级燃烧器连接，实现对各级燃烧器分级清扫，以减小蒸汽的消耗量，达到降低成本节约能源的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种优选实施方式火炬***的示意图；
图2是本发明一种优选实施方式长明灯燃料供给单元的示意图；
图3是本发明一种优选实施方式PDH装置尾气产生的示意；
图4是本发明一种优选实施方式地面火炬***与低温储蓄管的示意图；
图5是本发明一种优选实施方式长明灯的示意图。
图中：1-长明灯；11-紫外线火焰检测仪；12-点火装置；2-长明灯燃料供给单元；21-长明灯燃料总管路；22-天然气管路；221-第一天然气分管路；222-第二天然气分管路；223-第二燃气阀门；224-第三燃气阀门；23-燃料混合气管路；231-燃料混合气储存罐；232-第一燃气阀门；24-PDH装置尾气管路；25-燃气压力表；26-丙烯供给管路；261-第四燃气阀门；3-蒸汽除烟单元；31-蒸汽总管路；32-蒸汽分管路；321-蒸汽调节阀；4-燃烧器；41-第一级燃烧器；42-第二级燃烧器；43-第三级燃烧器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参照图1和图2，作为一种优选的实施方式，用于PDH装置低温丙烯储罐的地面火炬***包括长明灯1、长明灯燃料供给单元2，长明灯燃料供给单元2与长明灯1连接，且长明灯燃料供给单元2至少包括长明灯燃料总管路21、天然气管路22和燃料混合气管路23，长明灯燃料总管路21与长明灯1连接，天然气管路22和燃料混合气管路23与长明灯燃料总管路21连接，并且，燃料混合气管路23与生产作业产生的可燃废气排放管道连接，以使天然气管路22和燃料混合气管路23均能为长明灯1提供燃料。
参照图4，低温丙烯储罐***包含低温丙烯储罐、BOG压缩机等附属设施，在正常操作条件下，罐内丙烯液体温度为-45℃～-47℃，罐压通过BOG(Boil Off Gas汽化气)压缩机***保持再5KPaG～11KPaG。当BOG压缩机压缩气体丙烯能力不能保证正常***压力或BOG压缩机异常不能压缩气体丙烯导致低温丙烯罐压力超压时，需要紧急泄压。具体的，低温丙烯罐内气相丙烯通过地面火炬卸放管线进行***泄压，保证低温丙烯储罐处于正常操作范围内。地面火炬燃烧炉内设置有点燃的长明灯1，排放气体时，通过长明灯1将火焰传递至燃烧器4，进而使得燃烧器4被点燃。
现有技术中，长明灯1主要通过天然气作为原料，以保证长明灯1能够持续点燃状态。本法明通过重新设计长明灯燃料供给单元2，增设燃料混合气管路23，使得长明灯1不仅能以天然气为燃料，还能以混合燃料气为燃料。进而增加了长明灯1燃料的多样性。解决了现有技术中天然气管道因检修而出现停气的技术问题，并且，还可以根据需要，将可燃废气通入燃料混合气管路23为长明灯1提供燃料，不仅实现了可燃废气的利用，还能节约天然气，进而降低地面火炬***的运行成本。
参照图1和图2，作为本发明一种进一步优选的实施方式，燃料混合气管路23包括燃料混合气储存罐231和第一燃气阀门232，燃料混合气储存罐231的出气口与长明灯燃料总管路21连接，且第一燃气阀门232位于燃料混合气储存罐231和长明灯燃料总管路21之间。
上述优选实施例通过设置燃料混合气储存罐231，不仅能够用于储存燃料混合气，还能够通过调节燃料混合气储存罐231内的气压，以使长明灯1能够获得持续压力的燃料，进而保障长明灯1能够持续处于点燃状态。
作为一种优选的实施方式，燃料混合气储存罐231的进气口与PDH装置尾气管路24连接。
上述优选实施例中，通过PDH装置尾气管路24向燃料混合气储存罐231提供燃料混合气，即PDH装置尾气，进而能够将丙烯产品制造过程中产生的可燃尾气用于储存低温丙烯，不仅能够节约天然气还能够利用丙烯产品制造过程中产生的尾气，达到因地制宜，双赢的效果。需要说明的是，参照图3，丙烯产品在生产制造过程中，丙烷经过反应器在催化剂的作用下一步脱氢，生成产品丙烯和氢气，其中反应过程中会有副反应产生，生成轻组分。丙烷脱氢产生的富氢尾气和轻组分构成PDH装置尾气。
参照图2，作为本发明一种进一步优选的技术方案，天然气管路22包括第一天然气分管路221和第二天然气分管路222，第一天然气分管路221与长明灯燃料总管路21连接；第二天然气分管路222与燃料混合气储存罐231和/或PDH装置尾气管路24连接。
上述优选实施例中，第二天然气分管路222与燃料混合气储存罐231和/或PDH装置尾气管路24连接，进而能够通过第二天然气分管路222向燃料混合气储存罐231和/或PDH装置尾气管路24注入天然气，进而避免PDH装置异常情况下或者负荷低时，PDH装置尾气不够用，故可通过第二天然气分管路222向燃料混合气管路23内补充天然气，以维持长明灯1点燃状态。
再次参照图2，作为本发明一种进一步优选的技术方案，第一天然气分管路221与长明灯燃料总管路21之间设置有第二燃气阀门223。第二天然气分管路222上设置有第三燃气阀门224。
上述优选实施例中，第二燃气阀门223用于燃气供给分管供给关系的切换。优选的，第三燃气阀门224为气动调节阀门，以使第三燃气阀门224能够根据燃料混合气储存罐231和/或PDH装置尾气管路24内的气压调节阀门的开度。具体的，当燃料混合气储存罐231和/或PDH装置尾气管路24内的气压越低，第三燃气阀门224的开度越大；燃料混合气储存罐231和/或PDH装置尾气管路24内的气压越高，第三燃气阀门224的开度越小。上述优选实施例能够实现对少量PDH装置尾气的利用，进而能够提高PDH装置尾气的利用率，达到进一步节约天然气的目的。
参照图1和图2，作为一种进一步优选的实施方式，长明灯燃料供给单元2还包括燃气压力表25，燃气压力表25位于长明灯燃料总管路21上。优选的，燃气压力表25与PLC控制***连接，以使PLC控制***能够根据长明灯燃料总管路21内的气压调节长明灯燃料供给单元2内各燃料供给管路的通断和/或阀门开度。
参照图1，作为本发明一种进一步优选的实施方式，长明灯燃料供给单元2还包括丙烯供给管路26，丙烯供给管路26与长明灯燃料总管路21连接，且丙烯供给管路26上设置有第四燃气阀门261。优选的，丙烯供给管路26与低温丙烯储蓄罐和/或BOG压缩机连接。
上述优选实施例中，通过设置丙烯供给管路26，不仅增加了长明灯1的燃料供给种类，并且在低温丙烯储蓄罐需要泄压时，增加了低温丙烯储蓄罐内气体排放路径，进而提高排放效率，使得低温丙烯储蓄罐需要泄压时，长明灯1不仅能够用于低温丙烯储蓄罐卸压，还能节约天然气和/或PDH装置尾气。
作为一种优选的实施方式，参照图1，本发明所述的地面火炬***包括两支长明灯1，且两支长明灯1操作相互独立。进一步优选的，参照图5，长明灯1上方设置有观火孔，可在现场对长明灯1火焰进行观察。进一步优选的，观火孔内设置有紫外线火焰检测仪11，以检测长明灯1是否处于点燃状态。进一步优选的，长明灯1还包括点火装置12，以使长明灯1能够通过点火装置12点燃，进而持续保持被点燃的状态。进一步优选的，每支长明灯1设置手阀，用于控制长明灯1燃料气的通断。
参照图1，本法一种优选实施方式的地面火炬***还包括蒸汽除烟单元3和燃烧器4，蒸汽除烟单元3与燃烧器4连接，其实蒸汽除烟单元3能清除燃烧器4产生的黑烟以及清扫燃烧器4。
上述优选实施例，通过蒸汽除烟单元3，能够有效燃烧器4燃烧后产生的黑烟，防止低温丙烯储罐泄压，丙烯燃烧污染环境。
作为本法一种优选的实施方式，燃烧器4分级设置。优选的，燃烧器4包括第一级燃烧器41、第二级燃烧器42和第三级燃烧器43。进一步优选的，第一级燃烧器41常开。进一步优选的，第二级燃烧器42和第三级燃烧器43根据排放压力逐级开启或关闭。具体的，排放压力大于高限(PH)时排放阀逐级开启；排放压力小于低限(PL)时排放阀逐级关闭。
作为一种优选的实施方式，参照图1，第二级燃烧器42***管线上和第三级燃烧器43***管线上均设置有两个相互并联的气动开关阀，一方面避免其中一台气动开关阀因故障而无法及时打开，以保证火炬气能进入第一级燃烧器41和/或第二级燃烧器42。另一方面，两台并联设置的气动开关阀能够增加第一级燃烧器41和第二级燃烧器42火炬气进气量的调节范围。
优选的，为使火炬气进入燃烧炉后安全充分的燃烧，根据火炬气的排放状况，通过设置在集气总管上的压力变送器，对排放气进行由压力监测控制的分级燃烧。具体的，本发明一种优选实施方式的各级燃烧器4的开启顺序如下：
第一级燃烧器41的燃烧***常开；
第二级燃烧器42：若火炬气总管压力大于PH1时，第二级气动阀PSV-1001A/B自动打开投入运行。第二级气动阀打开后，若火炬气总管压力降低，且当总管压力小于和/或等于PL1后，第二级气动阀PSV-1001A/B自动关闭。第二燃烧器42处于待命状态。
第三级燃烧器43：第二级燃烧器42投入运行15秒后，若火炬气总管压力大于PH2时，第三级气动阀PSV-1002A/B自动打开投入运行。第三级气动阀打开后，若火炬气总管压力降低，且当总管压力小于和/或等于PL2后，第三级气动阀PSV-1002A/B自动关闭。燃烧级别自动回到上一级；
全开：当火炬总管压力达到快速开阀压力设定值时，后续的两级排放阀同时打开。
再次参照图1，作为本发明一种进一步优选的实施方式，蒸汽除烟单元3包括蒸汽总管路31和蒸汽分管路32，蒸汽分管路32的一端与蒸汽总管路31连接，另一端与各级燃烧器4一一对应连接。
上述优选实施例中，蒸汽分管路32能对各级燃烧器4产生的黑烟进行清除，同时还能清扫各级燃烧器4内的烟尘。
再次参照图1，作为本发明一种进一步优选的实施方式，蒸汽分管路32设置有蒸汽调节阀321，以使蒸汽调节阀321能调节各蒸汽分管路32的通断。优选的，蒸汽调节阀321的开启与各级燃烧器4的开启相对应，即蒸汽分管路32上的蒸汽调节阀321分级打开。进而能够避免出现燃烧器4没有开启，而对应蒸汽调节阀321开启，以达到节约蒸汽的目的。
作为本发明进一步优选的实施方式，地面火炬***还包括PLC控制***，且蒸汽调节阀321与PLC控制***连接，以使PLC控制***能控制蒸汽调节阀321的开闭以及各蒸汽调节阀321的开度。
优选的，蒸汽分管路32上的蒸汽调节阀321的开度根据燃烧器4火炬气总管的流量成线性关系，即PLC控制***通过火炬气总管的流量和/或气压控制蒸汽调节阀321的开度。具体的，火炬气总管的流量和/或气压越大，蒸汽调节阀321的开度越大。
本发明一种优选实施方式，蒸汽调节阀321的开度与火炬总管压力值对应关系表如下：
Figure BDA0002493137260000091
作为一种优选的实施方式，当流量计流量值大于15Kg/H时，第一级燃烧器对应蒸汽分管路32上的蒸汽调节阀321打开且开度为55％，随后根据压力信号进行调节。当对应的火炬气分级阀开启，则相应的蒸汽调节阀321打开且开度为55％，随后根据压力信号进行调节。优选的，蒸汽调节阀321在对应火炬气开关阀关闭后延时一分钟后关闭。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于PDH装置低温丙烯储罐的地面火炬***，其特征在于，包括长明灯(1)、长明灯燃料供给单元(2)，所述长明灯燃料供给单元(2)与所述长明灯(1)连接，且所述长明灯燃料供给单元(2)至少包括长明灯燃料总管路(21)、天然气管路(22)和燃料混合气管路(23)，所述长明灯燃料总管路(21)与所述长明灯(1)连接，所述天然气管路(22)和所述燃料混合气管路(23)与所述长明灯燃料总管路(21)连接，并且，所述燃料混合气管路(23)与生产作业产生的可燃废气排放管道连接，以使所述天然气管路(22)和所述燃料混合气管路(23)均能为所述长明灯(1)提供燃料。
2.根据权利要求1所述的地面火炬***，其特征在于，所述燃料混合气管路(23)包括燃料混合气储存罐(231)和第一燃气阀门(232)，所述燃料混合气储存罐(231)的出气口与所述长明灯燃料总管路(21)连接，且所述第一燃气阀门(232)位于所述燃料混合气储存罐(231)和所述长明灯燃料总管路(21)之间。
3.根据权利要求2所述的地面火炬***，其特征在于，所述燃料混合气储存罐(231)的进气口与PDH装置尾气管路(24)连接。
4.根据权利要求2所述的地面火炬***，其特征在于，所述天然气管路(22)包括第一天然气分管路(221)和第二天然气分管路(222)，所述第一天然气分管路(221)与所述长明灯燃料总管路(21)连接；所述第二天然气分管路(222)与燃料混合气储存罐(231)和/或PDH装置尾气管路(24)连接。
5.根据权利要求4所述的地面火炬***，其特征在于，所述第一天然气分管路(221)与所述长明灯燃料总管路(21)之间设置有第二燃气阀门(223)；所述第二天然气分管路(222)上设置有第三燃气阀门(224)。
6.根据权利要求1所述的地面火炬***，其特征在于，所述长明灯燃料供给单元(2)还包括燃气压力表(24)，所述燃气压力表(25)位于所述长明灯燃料总管路(21)上。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的地面火炬***，其特征在于，还包括蒸汽除烟单元(3)和燃烧器(4)，所述蒸汽除烟单元(3)与所述燃烧器(4)连接，其实所述蒸汽除烟单元(3)能清除所述燃烧器(4)产生的黑烟以及清扫所述燃烧器(4)。
8.根据权利要求7所述的地面火炬***，其特征在于，所述蒸汽除烟单元(3)包括蒸汽总管路(31)和蒸汽分管路(32)，所述蒸汽分管路(32)的一端与所述蒸汽总管路(31)连接，另一端与各级燃烧器(4)一一对应连接。
9.根据权利要求8所述的地面火炬***，其特征在于，所述蒸汽分管路(32)设置有蒸汽调节阀(321)，以使所述蒸汽调节阀(321)能调节各所述蒸汽分管路(32)的通断。
10.根据权利要求9所述的地面火炬***，其特征在于，还包括PLC控制***，且所述蒸汽调节阀(321)与所述PLC控制***连接，以使所述PLC控制***能控制所述蒸汽调节阀(321)的开度。
CN202010410790.6A 2020-05-15 2020-05-15 用于pdh装置低温丙烯储罐的地面火炬*** Pending CN111561703A (zh)

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