Источники потерь газа на нефтеперерабатывающих заводах

На нефтеперерабатывающем заводе обычно образуются газы, которые сжигаются на факеле. Они поступают в основ­ном из сборников головного продукта установок прямой пере­гонки, хранилищ сжиженных газов и многочисленных предохра­нительных клапанов и газовых задвижек, которые часто неплотно закрыты. Эти газы обладают значительным запасом энергии, которая беспо­лезно теряется при сжигании на факеле. Ежегодное сжигание на нефтеперерабатывающих заводах нескольких тысяч тонн газа на факелах, когда изыскивают пути экономии топлива, недопустимо. Кроме того, необходимо максимально снижать загрязненность воздуха.

При пуске заводов Харбург и Годорф горящие факелы яви­лись предметом острой критики со стороны населения. Был ряд выступлений в печати по данному вопросу.

Здесь не место для обсуждения степени правильности кри­тики и установления, что вызывает наибольшие неудобства для населения — свет от факела или неполнота сгорания газа. В любом случае с ней нужно считаться. Факел, являющийся при­знаком нефтеперерабатывающего завода, всегда будет поводом для критики и для обоснования недопустимости строительст­ва промышленных предприятий, особенно нефтеперерабатыва­ющих заводов вблизи городов.

Мы рассмотрели вопрос о том, как можно максимально уст­ранить неприятные явления, связанные с наличием факела. Нет сомнения, что факел, безусловно, необходим для завода. В определенных условиях всегда получаются некоторые количе­ства газов, которые приходится отводить и для обеспечения безопасности сжигать.

Можно использовать факелы двух типов — высотные и на­земные.

Первые факелы обычно имеют высоту 50—70 м и требуют свободной от застройки зоны диаметром 60—100 м. Сжигание при добавлении водяного пара практически можно проводить без дыма. Преимущество высотных факелов состоит в том, что они дают возможность безопасно сбрасывать сероводород и в случае прекращения горения факела.

Опыты по загораживанию пламени высотных факелов пока не дали успеха, так как ограждения необходимого размера при сильном ветре угрожают устойчивости сооружения, ограж­дения меньшего размера — жаронеустойчивы.

Преимуществом наземных свечей является отсутствие (при нормальной работе) видимого пламени. Путем разделения пламени на ряд мелких горелок и подаче пара на факелах этого типа удается обеспечить практически бездымное сгора­ние. Крупным недостатком наземного факела является то, что при неполадках на заводе могут образоваться большие обла­ка дыма и несгоревшего сероводорода, которые представляют большие неудобства и опасность для населения- Поэтому часто предпочитают высотные факелы.

Оба вида факелов не считывают потери большого количест­ва горючих газов.

Новая система, о которой пойдет речь дальше, не вносит изменений в конструкцию факела, а эта система лишь усовер­шенствована в целях максимального уменьшения газов, посту­пающих на факел. Факел горит почти невидимым небольшим пламенем и только во время сброса газов образуется большое светящееся 1пламя.

В Харбурге в 1959 г. к факелу подключили газгольдер ем­костью 50 м3 для компенсации газовых толчков. Из этого газ­гольдера компрессор отсасывал газ и подавал его в сеть под давлением 4 атм. Этим путем удалось полезно использовать часть газа и уменьшить пламя факела. Для заводов Харбург и Годорф была запроектирована и в середине I960 г. введена в действие специальная газгольдерная система.

Перед факелом было установлено два гидравлических за­твора, один для углеводородных, другой для богатых водоро­дом газов. Данные гидравлические затворы, устанавливаемые на некоторых факельных системах, устраняют возможность проскока пламени, однако для описываемой системы они не пригодны, так как статическое давление слишком сильно зави­сит от расхода газа.

Перед этими гидравлическими затворами, где статическое давление газа путем регулировки затвора устанавливается на 1 уровне около 150 мм водяного столба, присоединяется трубопровод, ведущий к газгольдеру, рассчитанному на несколько меньшее давление. Хорошо зарекомендовали себя для этой це­ли газгольдеры с колоколом, разгруженным противовесом.

Из газгольдера газ непрерывно отсасывается компрессором переменной производительности и подается в 4-атмосферную газовую сеть. При такой системе все образующиеся в ходе работы завода сбросные газы используются и только очень не­большое количество продувочного газа подается по байпассной линии затвора на факел, с тем, чтобы последний постоянно был заполнен газом.

Газ может поступать на факельную систему сбора газа из многих мест: предохранительных клапанов технологи­ческих установок, предохранительных клапанов хра­нилищ сжиженных газов. При таком количестве клапанов (да­же при лучшем уходе за ними) некоторые утечки неизбежны, кроме того, вследствие неполадок то один, то другой вентиль срабатывает. В настоящее время не существует предохрани­тельных клапанов, сохраняющих полную плотность после од­нократного срабатывания. Это связано с тем, что при срабаты­вании клапана возникают скорости столь значительные, что происходит разрушение уплотняющих поверхностей. Часто не­плотности вызываются механическими загрязнениями.

Кроме того, циркуляционное уплотнительное масло комп­рессоров платформинга постоянно содержит растворенный газ, богатый водородом, поступающий сравнительно равномерно на факел в количестве 1—2 т в день.

В пусковой период особенно частота газовых толчков пре­вышает нормальную. При освоении установки зимой возника­ют дополнительные трудности, связанные с обледенением за­движек и образованием гидратов углеводородов в газопрово­дах, в частности, в системе отопительного газа. Поэтому пуск желательно осуществлять не зимой, и поскольку гидраты про­пана образуются при 10-15 градусах тщательно обогревать систему отопительного газа.

При расчете системы размер газгольдеров следует выби­рать так, чтобы избежать верхней и нижней границ наполне­ния. Этот вопрос связан, однако, не только с размером газ­гольдера, но также и с пределами регулирования компрессоров. Оба эти фактора должны рассматриваться и учитываться совместно.