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 — не жароустойчивы.

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.