[发明专利]通过利用火炬气在化工厂中产生能量的方法和系统

说明书

背景技术

本技术一般地涉及改进化工厂的环境影响。更具体地，本技术涉及通过利用火炬气产生能量的方法和系统，以向往复式发动机驱动型发电机提供动力。

该章节意欲介绍给读者可能与下面描述和/或要求保护的本技术方面相关的技术方面。该讨论被认为有助于提供给读者背景信息以便于更好地理解本技术的多个方面。因此，应当理解，这些说明以该方式进行阅读，并且不作为现有技术的承认。

化工厂和精炼厂，在下文中称为工厂，经常用可能是爆炸的、易燃的或有毒的材料运转。这些气体的大气排放可能是不期望的。为了处理这些气体而不进行大气排放，大多数工厂使用火炬来燃烧或以其他方式破坏所述气体。

火炬通常是位于工厂偏远区域中的高烟囱。火炬通常具有位于末端的火焰，用于燃烧废气。火炬系统通常包含火炬和连接火炬至工厂中的容器的相关管路。可从工厂内的工艺容器排放的气体通常由火炬系统的管路携带至火炬。气体在火炬烟囱顶端的火焰中燃烧，避免气体自由排放进入大气。

火炬系统的火焰通常在火炬的末端保持连续燃烧，以点燃或破坏任何从系统推动至火炬的气体。为了保持该火焰燃烧和防止火炬集管(flare header)中的滞流区，大量易燃气体被送入火炬系统。该易燃气体可为甲烷和其他称为燃料气体的轻质烃的混合物。该燃料气体增加了火炬系统中气体的能量含量，以弥补任何非易燃的气体，诸如同样已经被排放至火炬的氮气。通常，保持火炬燃烧的气体每标准立方英尺300英国热单位(BTU/SCF)的最小能量含量，以符合允许工厂承担98%燃烧效率的规定。

燃料气体和从工艺排放进入火炬系统的其他气体的混合物可称为火炬气。火炬气可包含气体、蒸气、汽化液等，并可代表工厂显著的能量损失。因此，回收该能量的技术可为化工厂提供节约。

附图说明

本发明的优点可在阅读以下详细的说明和参考附图后变得清楚，其中：

图1为系统的示意图，根据实施方式，该系统从化工厂中的火炬系统转移一部分火炬气，以运行发动机驱动型发电机组(package)；

图2为火炬系统的图，根据本技术的实施方式，该火炬系统转移一部分火炬气，以向能量产生系统提供动力；

图3为火炬系统的图，根据本技术的实施方式，该火炬系统转移几乎所有的火炬气以向能量产生系统提供动力，同时保持火炬处于冷备用状态；

图4为流程图，其显示根据本技术实施方式的火炬气产生系统的启动程序；

图5为流程图，其显示根据本技术实施方式的火炬气产生系统中发动机的控制方案；

图6为流程图，其显示根据本技术实施方式的在过压情况期间火炬气产生系统的运转；和

图7为根据本技术实施方式的聚烯烃生产过程的方块图。

具体实施方式

本技术的一种或多种具体实施方式将在下面进行描述。为了提供这些实施方式的简明描述，不是实际实施的所有特征都在说明书中进行描述。应当理解，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须进行很多实施特定性的决定，以实现开发者的特定目标，诸如服从系统相关的和行业相关的约束，其可在各个实施间变化。此外，应当理解，这种开发努力可能是复杂和费时的，但对于具有本公开益处的本领域技术人员而言，其是设计、装配和制造的常规任务。

火炬系统可代表工厂中显著的能量损失，主要由于燃料气体用于保持火炬气的能量含量足够高以保证输入火炬集管系统的过程气体的有效燃烧。处理火炬气的更有效方法将提供显著的环境、能量和成本益处。

本技术包含从火炬气重新捕获能量同时有效处理火炬气的系统和方法。该类型系统的概况可由图1的方块图说明，其说明配置用于产生动力的工厂系统10。在工厂系统10中，化工厂12具有至火炬系统14的流体管接(fluidic coupling)，用于处理废气，诸如用于推动废气至火炬系统14的吹扫气。发动机/发电机系统16可连接至在化工厂12和火炬系统14之间的流体管接。部分或几乎所有的火炬气可随后被转移至发动机/发电机系统16，其中其被燃烧并用于产生动力。例如，发动机/发电机系统16可使用发电机组、压缩机、泵、电池和类似物以提供或储存动力。来自发动机/发电机系统16的废气可被送至催化转化器以进一步减少排放。

使用火炬气产生能量可降低排放至大气的未燃烧的烃的量并捕获否则如果烃在火炬中燃烧将损失的能量。此外，提供给工厂的动力可减少来自其他产生装置诸如动力厂的排放。