一種以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法
【專利摘要】本發明涉及一種以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法；升溫燒嘴升至1000～1100度；建立氣化爐和C1塔之間的水循環，或提前建好；更換德士古燒嘴，更換后德士古燒嘴點火，點火后控制溫度1100度，使用火炬管線；逐漸增加天然氣和氧氣量，加量過程中控制溫度1100，逐漸加至原投料負荷，整個加量過程15分種完成，加至原投料負荷50％后投料過程完成；打開工藝氣主閥，氣化系統開始升壓，升壓過程中同步逐漸提高氣化爐溫度直至1350度；壓力升到后進行切水、切氣；本方法采用逐漸加量提溫的方式，將德士古燒嘴點火升溫和加負荷步驟直接銜接，避免了原有的德士古燒嘴長時間升溫及投料過程，消除了投料時的振動和沖擊。
【專利說明】一種以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法。
【背景技術】
[0002]德士古氣化爐投料時的振動和沖擊較大，這是由德士古氣化爐規定的投料方式所決定的，此種振動和沖擊對氣化爐的損害較大，易導致爐磚竄氣、內件變形、火炬水擊等后果，如何減少投料時的振動和沖擊，目前國內通常的措施是控制高的投料溫度、盡量縮短投料程序時間等等。但這些措施中:控制高的投料溫度需要更長的德士古升溫時間，導致開工時間延長并對德士古燒嘴的損壞增大；而投料時間基本上由聯鎖程序決定，可縮短的余地不大。且此兩種方法只能稍微的減弱投料時的振動和沖擊，不能對此有大的改善。
[0003]在1#天然氣氣化爐投運以來，我們發現，天然氣氣化爐投料時的振動和沖擊比渣油氣化爐更大，主要原因氣體的燃燒過程更迅速、更一致，導致爆發力更強，交流中發現寧夏廠等同類型裝置也是同樣情況。如何徹底消除投料時的振動和沖擊，通過長期的思考，根據天然氣氣化爐的特點，提出可通過改進天然氣氣化爐投料方式來徹底消除投料時的振動和沖擊。經過對改變方案后的操作環節進行了分析評價，認為該方案從技術和安全角度是可行的，且可大幅簡化開停工操作、縮短開停工時間。
[0004]投料振動的根源就是我們現在使用的氣化爐聯鎖投料方式，50%負荷的物料突然進入爐內，瞬間產生爆發，帶來強烈的振動和沖擊。此種投料方式是德士古規定的，從必要性講，此種投料方式對非氣態燃料是必須的(油和煤的氣化爐)，但使用天然氣時，天然氣的氣體特性并不一定需要此種投料方式，只是在改為天然氣爐后延用了原有投料方式。這就為改進投料方式提供了最重要的基礎。
[0005]對于氣體類的燃燒式反應器，我們可從其它工藝中借鑒寶貴經驗，如:1、二合布朗工藝的二段轉化爐(一段轉化 氣和空氣)，2、KBR公司的自熱式轉化爐(天然氣和空氣)、3、托普索公司的使用純氧的自熱式轉化爐(純氧和天然氣)、4、大黃山宏基焦化的轉化爐(使用焦爐氣和純氧)。在這些工藝中，反應器的投料過程較德士古投料程序簡化很多，開工過程很短，最重要的是沒有投料時的振動和沖擊。他們有共同的特點:投料類似于我們的德士古燒嘴點火升溫，我們暫且稱之為:升溫點火式投料。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法；參照升溫點火式投料方式，將天然氣氣化爐的投料改為:德士古燒嘴點火一一逐漸加量一一加至50%負荷(投料完成)。主要原則為:采用逐漸加量提溫的方式，將德士古燒嘴點火升溫和加負荷步驟直接銜接。避免中間原有的德士古燒嘴長時間升溫及投料過程，消除投料時的振動和沖擊。
[0007]本發明所述的以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法；開車步驟為:
[0008](I)氣化爐升溫，升溫燒嘴升至1000~1100度；[0009](2)建立氣化爐和Cl塔之間的水循環(可提前建好);
[0010](3)更換德士古燒嘴，更換后德士古燒嘴點火，點火后控制溫度1100度，使用火炬管線；
[0011](4)逐漸增加天然氣和氧氣量，加量過程中控制溫度1100，逐漸加至原投料負荷，整個加量過程15分種完成，加至原投料負荷50%后投料過程完成；
[0012](5)打開工藝氣主閥，氣化系統開始升壓，升壓過程中同步逐漸提高氣化爐溫度直至1350度;
[0013](6)壓力升到后進行切水、切氣。
[0014]新投料方式的優點:
[0015](I)徹底消除投料時的振動和沖擊，保障設備安全和長周期運行。
[0016](2)大幅簡化投料操作和工作量
[0017](3)大幅縮短開停工時間，因為德士古燒嘴點火相當于已投料，原先的德士古升溫3小時、恒溫4小時、熄火后投料準備I小時等均可去除，縮短開工時間8小時。特別對于短期停車后的馬上開車(燒嘴泄漏需更換燒嘴)很有利，只需在Cl塔置換后馬上進行德士古燒嘴點火投料，接開工步驟第4步即可，停車后不用升溫馬上就能恢復(爐溫800度以上都可以直接點火投料)。
[0018](4)避免火炬水擊現象，且整個開工過程能平穩的控制氣化爐液位，避免投料時液位的大幅波動。
[0019]( 5 )由于天然氣氣化爐不需清渣，天然氣氣化爐過程中，停車基本上是由于聯鎖停車或燒嘴泄漏需更換燒嘴兩種因素所致，點火投料的方式都可大大縮短氣化爐恢復時間。
[0020](6)由于取消了德士古燒嘴升溫階段，避免了德士古燒嘴升溫期間對德士古燒嘴的損傷。根據和德士古專家交流，升溫期間對德士古燒嘴不利的主要原因是:時間長，物料流量太低，對燒嘴的冷卻效果差，另一方面物料流量太低，燃燒熱點離燒嘴近，燒嘴附近環境溫度高。升溫點火式投料的優點:一是溫度低，在點火后加量過程中控制1100度，低于升溫時的1300度；二是物料流量大，點火后馬上不斷加量，在15分種加至50%負荷，物料流量遠遠大于升溫期間。三是時間短，15分種對比8小時。四是避免了原投料過程中的干燒過程(德士古熄火后至投料的1.5~2小時)。
[0021]點火投料方式的安全性分析:
[0022]1.開工過程:原有的聯鎖系統主要是對氣化爐停車時進行安全保護，在開工時，其安全性與點火投料方式基本一樣(唯一的區別就是加入物料的速度有明顯不同，從這一點說，15分種內緩慢加至50%物料應該比在瞬間加入50負荷物料更安全)。改為點火投料方式后，原有的氮塞保護系統和氧閥試漏、Cl塔氮置換等安全措施必須保留。由于不存在德士古燒嘴熄火倒盲板環節，氣化爐氮氣置換環節可去除。
[0023]2.停工過程:原有的聯鎖系統的停車安全保護功能全部保留，即停車信號一旦出來，三物料速斷閥關閉，氧、天然氣物料處于切斷狀態，氮塞保護系統和蒸汽吹掃功能保留。這樣停車的安全性和原來一樣。`
[0024]3.Cl塔氮置換排放和德士古燒嘴點火都要用到開工火炬管線，兩者必須交叉進行，這方面我們有成熟的操作經驗，曾多次在投料前用火炬管線進行升溫，使升溫和C I塔氮置換排放合理的交叉進行。此操作沒有問題。如必須使用吸引器，改為吸引器升溫操作即可。
[0025]4.逐漸加量至50%負荷期間的爐溫控制，此過程類似我們的德士古燒嘴升溫階段的爐溫控制，為安全起見，在逐漸加量階段根據爐溫和氧/天然氣比值進行加量操作，并控制較低的爐溫，爐溫控制在1000~1100度，加至50%負荷后再將溫度升到正常溫度。為了保障加量操作的可操作性，需對爐頭氧管線和天然氣管線進行改造。
[0026]5.由于天然氣和氧氣在小流量下可能由于流量波動導致氧/天然氣比值出現較大幅度的波動，為防止氧/天然氣比值過高導致爐溫超溫，投料及加量過程應控制較低氧/天然氣比值，由于此時氣化爐出口工藝氣全部去火炬放空，爐溫低導致出口工藝氣中甲烷含量高沒問題。待負荷加至50%后，再將爐溫提高至1300度以上。
[0027]對現有氣化裝置需進行的改造:
[0028]1.對原有氣化爐的聯鎖系統需進行全面改造；原有的聯鎖系統的停車安全保護功能全部保留，氮塞保護功能保留、停車蒸汽吹掃功能保留；投料的相關聯鎖動作去除、氧氣和天然氣流量低聯鎖的自解除回路去除、改為類似二合成主物料流量低聯鎖的操作方式。
[0029]2.為了保障加量操作的可操作性，需對爐頭氧管線和天然氣管線進行改造。一種方案是在爐頭氧管線和天然氣管線上增加小旁路管線，點火和加量初期(氣量加至2000方)使用小旁路管線，加量后期(2000加至9000方)使用主線，此方案不需使用現在的升溫用天然氣和空氣管線。
[0030]3.另一種方案是點火時使用現在的升溫用天然氣和空氣，然后在不退出升溫用天然氣和空氣的情況下，逐漸加入天然氣和氧氣主物料，天然氣加至1000方后，退出升溫用天然氣和空氣，然后打盲板。此`方案需考慮到互竄風險，只要保持4112 — PCV-10全開，氣化爐內壓力不會超過3公斤，是不會竄入升溫用天然氣和空氣管線的。
[0031]4.綜上所述，爐頭氧和天然氣應增加小旁路管線，增加后兩種點火方案都可不受影響。
[0032]5.其它方面不需要大的改造。
[0033]6.對操作細節還需進行細化。
[0034]綜上所述，不需對設備硬件進行大的改造，改造的主要工作量和難點在氣化爐聯鎖和操作規程上。
[0035]總之，此投料方式的改變，會對天然氣氣化爐帶來諸多的好處。經過聯鎖、管線改造和操作改變后，安全性基本和聯鎖投料方式一樣，從技術和安全角度是可行的。
【權利要求】
1.一種以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法；其特征在于: 開車步驟為: (1)氣化爐升溫，用升溫燒嘴升至1000~1100度； (2)建立氣化爐和Cl塔之間的水循環，或提前建好； (3)更換德士古燒嘴，更換后用德士古燒嘴點火，點火后控制溫度1100度，使用火炬管線.-^4 ， (4)逐漸增加天然氣和氧氣量，加量過程中控制溫度1100，逐漸加至原投料負荷，整個加量過程15分種完成，加至原投料負荷50%后投料過程完成； (5)打開工藝氣主閥，氣化系統開始升壓，升壓過程中同步逐漸提高氣化爐溫度直至1350 度; (6)壓力升到后進行切水、切氣。
2.根據權利要求1所述的以天然氣為原料的德士古氣化爐的投料方法；其特征在于:在爐頭氧管線和天然氣管線上增加小旁路管線，點火和加量初期，氣量加至2000方時使用小旁路管線,加量后期,氣量`從2000加至9000方時使用主線。
【文檔編號】C10J1/20GK103484161SQ201210194405
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月13日 優先權日:2012年6月13日
【發明者】陳剛 申請人:中國石油天然氣股份有限公司