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石油VOC治理氮封系统改造方案

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详细介绍

石油VOC治理氮封系统改造方案

石油天然气产业面临着双重挑战,即向低碳能源过渡时减少空气污染和气候变化风险,同时需要扩大石油能源为全球人口提供经济和社会效益。随着VOC治理政策的推行,环保标准不断趋严,减少排放面临越来越大的挑战。越来越多的用户开始监测排放值,控制排放量,以达到环保要求。而在罐区排放控制技术中,升级改造罐顶阀门,可以减少挥发性有机化合物(VOC)和有毒有害气体的排放,帮助用户合规运行。

 

石油VOC治理氮封系统改造方案罐区现场问题之VOC排放问题

石油天然气产品是多种碳氢化合物的混合物。在石油的开采、炼制、储运等过程中,石油天然气、石化企业都需要储罐储存原油、中间原料、成品油等液体,在装载、泵入泵出及温度变化过程中,一部分较轻的低碳组分会挥发到大气中,而这些挥发性有机化合物(VOC)排放是大气污染的主要来源之一。

当储罐内压力升高至设定压力时,快速泄放阀迅速开启,将罐内多余压力泄放。当微压调节阀在储罐内压力降低时,开启阀门,向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下,现场压力较高,必须安装ZZYP型压力调节阀将压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。公称压力0.1Mpa,压力可按分段设定,从0.5Kpa 至66 Kpa以下,介质温度温度≤80℃。以原油储运为例,当原油从分离器到原油储罐传输时,原油压力下降并闪蒸释放出甲烷等轻质组分,并在原油储罐的液位上升或温度上升时,排放挥发性气体。如果疏于管理这些VOC气体排放,会造成大气污染。

石油VOC治理氮封系统改造方案解决方案

为了更好的实现保护环境、节能减排的目标,用户需要优化储罐的压力控制方案,可以从以下三方面着手:

(1)检查现场罐顶阀门参数,找到优化升级的突破口

•氮封阀、蒸发气回收阀、呼吸阀、紧急泄放阀等是否能严密关断?呼吸阀在设定值的75%和90%时的泄露量时多少?

•氮封阀、蒸发气回收阀、呼吸阀、紧急泄放阀等选型是否合理?是否额定流量过大造成频繁开启?

•所用产品是否性能可靠,是否有泄露,所用材料是否符合工况要求?呼吸阀阀座是否由于结晶导致无法正常开启?

•呼吸阀选用聚苯硫醚(PPS)材质的阀塞和阀座可以适用严寒地区或易结晶工况。
双导向设计和PPS材质阀塞和阀座保证呼吸阀优良密封性并具有优良的抗化学腐蚀性能及防冻防凝结特

(2)检查罐顶阀门的设定点及工作区间是否合理,确保氮封阀、蒸发气回收阀、呼吸阀、紧急泄放阀的工作区间无重叠

•罐顶各阀门压力设定依次升高,检查所用阀门各层级的设计和选用是否合理?

•呼阀的回座压力是否高于蒸发气回收阀的工作压力?

•各级阀门设定值是否合理?达到需要的流量时候的压力值是否在下一级压力设定值的75%以下。

(3)制定升级改造计划

•如所用阀门出现异常泄露、工作区间重叠或频繁开启等问题,需升级涉及阀门

•收集升级阀门的工况参数数据,确保层级保护设计合理,并选择合适的替换方案

•如需要对罐顶阀门进行远程监测,考虑增加无线仪表对现场机械阀门进行异常情况监测。

•定期对储罐进行系统化调研,确保各阀门仪表稳定运行以保证运营效率?

石油VOC治理氮封系统改造方案

对于采用固定顶或内浮顶的常压或低压储罐,当液位变化或温度变化时,需控制储罐内气相空间的压力,通常采用氮封阀、蒸发气回收阀、呼吸阀、紧急泄放阀控制罐内气相压力,防止储罐超压,以确保储罐及人员安全。


储罐的氮封系统包括氮封阀和蒸发气回收阀,维持储罐内的微压力。呼吸阀的呼阀压力设定值比蒸发气回收阀高,吸阀设定比氮封阀设定点低,在氮封系统或储罐异常时,达到设定点时开启超压泄放。紧急泄放阀或紧急吸入阀是最后一道防线,在出现火灾或系统故障导致的压力骤升或骤降时超压泄放。
每个阀门控制不同的压力区间,选择合适的产品可靠工作则尤为中要。氮封阀建议选择专门适用氮封工况的氮封阀。呼吸阀的材料和设计应确保其能够严密关断直到达到设定点的90%开始泄露,减少不必要VOC排放。实践证明很多现场问题多是所用产品性能不达标,如阀座和密封面设计不当、尺寸过大或与其他阀门设定值冲突等原因造成了不必要的泄漏。因此,确保选择合适的阀门产品,可以大幅度减少VOC排放。具有不同设定点的罐顶阀门控制储罐的呼吸,防止出现超压和负压


石油VOC治理氮封系统改造方案产品特点

(2)氮封装置供氮,泄氮压力设定方便,可在连续经营的条件下进行。
(3)压力检测膜片有效面积大,设定弹簧刚度小、动作灵敏、装置工作平衡。
(4)采用无填料设计,阀杆所受磨擦力小、反应迅速、控制精度高。
(5)供氮装置采用指挥器操作,减压比可达100:1,减压效果好、控制精度高。
(6)为确保储罐的安全,需在罐顶设置呼吸阀。
(7)呼吸阀公起安全作用,避免了常规氮封装置中启闭频繁易损坏的缺陷。

石油VOC治理氮封系统改造方案
对于罐顶压力设备进行定期的巡检,及时发现和解决问题。但是由于设备都安装在很高的罐顶,人工巡检很难经常性进行,且巡检人员的安全性无法保证。如果对紧急泄放阀、呼吸阀、氮封阀等进行自动监测,就可以及时有效的掌握阀门的开启状态和动作时间,以及提前预测可能发生事故的故障点。自动监测对于现场工作人员的安全尤其重要,通过降罐顶阀门的数据采集并传输到控制室,进行监测和预测性分析,优化了储罐的日常维护工作。


石油VOC治理氮封系统改造方案结论
随着石油和天然气行业的发展,必须对整个产业链中所有潜在排放源进行管理及控制排放。很多企业都在积极采取行动减少挥发性有机化合物VOC和有害物排放,为创造安全环保的环境不断努力。储罐是石油化工厂凝缩油介质储存常用的压力容器,实现储罐压力的稳定控制,既是企业保证安全生产的需要,也是企业减少VOCs排放,环保节能的要求.针对储罐压力控制,介绍了储罐进出料相关工艺流程,对比了补压阀,放空阀均采用两位式自动切断阀的控制方案和采用线性特性控制阀的控制方案,后一种控制方案手段灵活,控制精度高,并给出一些优化建议.

罐区排放控制技术中,通过检查现场阀门参数及工作状态,升级改造罐顶阀门,选择优化储罐的压力控制方案,可以有效减少挥发性有机化合物(VOC)和有毒有害气体的排放。采用先进的储罐压力控制方案,大大减少罐内的产品损失,减少过量排放造成的罚款,有效帮助企业达到企业绩效。

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