火炬系统分液罐计算
火炬分液罐及火炬计算
按《石油化工企业燃料气系统和可燃性气体排放系统设计规范》编制0、说明a.能分离气体中直径大于300m m的液滴；b.存液量为罐容积的30%。
1、基本参数输入T(工况温度,K)313 P(工况压力，MPa)0.105ρ1(液密度，kg/m3)700.0ρ2(气体相对密度) 2.5d m(液滴直径，μm)300 Q n(标况下气量，m3/d)816000 g（重力加速度，m/s2）9.81 K1（系数，取2.5~3）3 2、过程参数（隐藏）T n(标况温度,K)273.15 P n(标况压力，MPa)0.1013 Z(压缩系数) 1.00ρgn(气体标况密度，kg/m3) 3.010ρg(工况下气体密度，kg/m3) 2.73 M(气体相对分子量)72.41 x 5.97 y 1.21 K67.53μ(气体粘度，mPa·s)0.0068 Ar（阿基米德准数）10938.56 3、卧式单流分液罐计算（双流式气量减半）Re（雷诺数）117.09 C（液滴在气体中的阻力系数） 1.06 V（液滴沉降速度，m/s）0.97 D1（卧式分液罐计算直径，m） 2.07 D（卧式分液罐选取直径，m） 2.00 L1（进出口管之间的距离，m） 6.00集油包设计当分液罐直径大于等于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐直径的1/3；当分液罐直径小于1.5m时，集油包直径不易大于分液罐的半径，且不小于300mm；集油包高度不易小于400mm，并应满足仪表安装的要求。
4、立式分液罐计算D2（立式分液罐直径，m） 4.15h1（气体空间高度，m）4注，h1大于或等于1.5倍D2，且不小于3mh2（液面与筒体下端的距离，m） 1.5H（立式分离器筒体高度，m） 5.5。
火炬系统分液罐的工艺设计
催化剂改造中的应用进展 [J]. 生物产业技术，2019（03）：13-24. [2] 李娜娜 . 饲料加工中应用生物发酵技术的实践研究 [J]. 当代畜禽养
殖业，2017（11）：45. [3] 汪文忠 . 生物发酵技术在饲料加工中的应用 [J]. 饲料广角，2016
Key words ：liquid separator ；process design ；process calculation
1 分液罐的作用 火炬系统在排放液体或固体时，如果不采取措施，很容易
由于凝液量过大而被夹到火炬头导致火雨。为了降低这种可 能性，通常会设置分液罐来保证火炬系统管网正常工作，确 保其安全可靠。另外，这也是提高轻烃回收利用率的重要手段。 分液罐是可燃性气体排放系统中用于分离和储存液体的容器。 2 分液罐气体进出通道的型式
关键词 ：分液罐 ；工艺设计 ；工艺计算 中图分类号 ：TQ052.7 文献标志码 ：B 文章编号 ：1003–6490（2019）10–0124–02
Process Design of Liquid Separation Tank for Torch System
Xie liang-jing
Abstract ：This paper briefly introduces the definition of liquid separator，the function of torch system，the type of gas inlet and outlet passage of liquid separator，the design of process pipeline and automatic control flow chart.The process design and calculation method of horizontal liquid separator are mainly introduced.
火炬分液罐设计计算研究
第１３期 收稿日期：２０１８－０４－２４作者简介：马兴亮（１９８８—），男，硕士，工程师，现从事炼油管道设计工作。
火炬分液罐设计计算研究马兴亮，王增辉，韩 雪（中海油石化工程有限公司，山东青岛 ２６６１０１）摘要：火炬是处理石油化工中无法收集和再加工的可燃有毒气体及蒸汽的特殊燃烧设施，火炬系统分液罐的作用是去除火炬气夹带的凝液和固体，以免液滴带到火炬头形成火雨。
本论文简要介绍火炬系统分液罐的工作原理、分类及工艺管道仪表流程图的设计。
重点说明ＳＨ３００９－２０１３计算方法并根据流体力学修正计算方法，可不用查图提高准确度及便捷度。
并运用此计算方法校核某炼厂ＭＢＴＥ装置火炬分液罐。
关键词：火炬分液罐；工作原理；设计计算中图分类号：ＴＱ０１５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１３－０１３５－０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｅｓｉｇｎａｎｄＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｌａｒｅＫｎｏｃｋｏｕｔＤｒｕｍＭａＸｉｎｇｌｉａｎｇ，ＷａｎｇＺｅｎｇｈｕｉ，ＨａｎＸｕｅ（ＣＮＯＯＣＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６１０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅＦｌａｒｅｉｓａｓｐｅｃｉａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｆａｃｉｌｉｔｙｔｏｄｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｔｏｘｉｃｇａｓａｎｄｓｔｅａｍｔｈａｔｃａｎｎｏｔｂｅｃｏｌｌｅｃｔｅｄａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｅｄｉｎｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｔｈｅｆｌａｒｅｋｎｏｃｋｏｕｔｄｒｕｍｉｓｔｏｒｅｍｏｖｅｃｏｎｄｅｎｓａｔｅａｎｄｓｏｌｉｄｓａｎｄａｖｏｉｄｄｒｏｐｌｅｔｓｃｏｍｉｎｇｔｏｔｈｅｆｌａｒｅｔｏｆｏｒｍｆｉｒｅｒａｉｎ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｆｌｏｗ－ｐｒｏｃｅｓｓｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅＦｌａｒｅＫｎｏｃｋｏｕｔＤｒｕｍ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒａｍｅｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｆｌｕｉｄｍｅｃｈａｎｉｃｓｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｎｄＳＨ３００９－２０１３，Ｔｈｉｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｃａｎｈｅｌｐｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ．ＴｈｉｓｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｃｈｅｃｋｔｈｅｒａｔｉｏｎａｌｉｔｙｏｆａＭＢＴＥｄｅｖｉｃｅＦｌａｒｅＫｎｏｃｋｏｕｔＤｒｕｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌａｒｅｋｎｏｃｋｏｕｔｄｒｕｍ；ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；ｄｅｓｉｇｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ 火炬系统是用于处理无法再回收利用的可燃或可燃有毒的气体或蒸汽的燃烧设施，多用于炼油厂、石油化工厂等，对工厂的安全生产、环境保护有着重要的作用。
乙烯装置火炬系统的工艺设计要点分析探讨
泄放系统 急冷水塔 裂解气压缩机 丙烯制冷压缩机 高压脱丙烷塔 深冷脱甲烷系统 低压甲烷压缩机系统 脱乙烷塔 碳二加氢反应器
小计 湿火炬 干火炬
总计
去向 湿火炬 湿火炬 湿火炬 干火炬 干火炬 干火炬 干火炬 干火炬
表 1 装置火炬负荷 Tab.1 Flare load summary
停水 /（t/h）
搭建初步模型，按大工况泄放量计算火炬总管及管廊 大口径干管的尺寸 ；
（3）工艺设备设计 计算火炬系统相关容器、换热器的尺寸及参数 ； （4）管网最终核算 根据装置每个泄放点的工艺数据完善管网模型 并优化管径，同时按安全阀厂家最终资料核算尾管的 尺寸。
2 火炬负荷分析
乙烯装置的火炬负荷需分析多种事故工况，如 ： 冷却水中断、电力故障、压缩机故障跳车（包括裂解 气压缩机、丙烯制冷压缩机和乙烯制冷压缩机）、急 冷水故障等，通常将不同工况下排放至干、湿火炬系 统的排放量进行叠加，得到各个工况下的排放总量。 如果不考虑任何的减排措施，乙烯装置的火炬总负 荷往往较大，装置内火炬管线和设备的尺寸将非常 巨大，导致占地面积、装置投资大幅度增加。因此， 乙烯装置常设有火炬减排的安全联锁措施，这样可以 显著降低火炬系统的总负荷 [2]。
以 某 百 万 吨 级 新 建 乙 烯 装 置 的 火 炬 系 统 为 例， 按上述火炬负荷分析原则，对停水、停电、丙烯机故 障和急冷水故障四种工况进行分析，结果见表 1。该 装置火炬总负荷与湿火炬负荷最大值均发生在停水 工况，分别为 1 413.8 t / h 和 1 270.8 t / h，干火炬系统 的最大负荷为丙烯机故障工况下的 624.9 t / h。
低压蒸汽 低压蒸汽凝液
甲醇 低压蒸汽凝液
干火炬甲醇汽化器
火炬分液罐工艺设计及计算
火炬分液罐工艺设计及计算作者：侯一涵来源：《中国化工贸易·上旬刊》2017年第12期摘要：在放空系统中，火炬分液罐设置在火炬前端，去除放空天然气中夹带的凝液，以减少放空总管中的凝液量，避免液滴被带至火炬头，形成火雨。
本文主要介绍火炬分液罐的分类、工艺仪表流程图的设计及火炬分液罐的计算方法，为设计选型提供依据。
关键词：分液罐；分类；工艺设计1 设置火炬分液罐的目的站场设备及管线的放空天然气排放至火炬系统，若含有凝液，燃烧后会形成火雨，易引发安全事故。
因此需要在火炬前设置分液罐，将放空天然气中的液滴分离出来，保证火炬的安全运行。
2 火炬分液罐的分类2.1 卧式分液罐卧式分液罐分为单流式卧式分液罐和双流式卧式分液罐两种。
单流式：只有一个进气口和一个排气口；双流式：有两个进气口和一个排气口。
双流式卧式分液罐的结构形式可以减少罐体直径，但是却增加了罐体的长度，对于直径超过3.6 m或者流量大的可以考虑这种结构。
2.2 立式分液罐立式分液罐设置一个进气口和一个排气口，气体进口设在立式罐的侧面，出口设在立式罐的顶部，入口处一般加挡板使气体向下方流动，有利于液滴的沉降。
3 工艺流程设计放空天然气进入火炬分液罐对凝液分离，达到外输要求后通过排气管道输送至火炬。
进出火炬罐的管线需考虑坡度要求（坡度不小于2‰），要有必要的温压指示和取样分析。
分液罐一般设有就地和远传的液位指示，高低液位报警；压力指示就地和远传仪表，高低压报警；温度测量的就地和远传仪表。
罐内液体需设置泵移走（一般两台，一用一备），可以手动启停泵，或通过液位控制连锁启泵，低液位自动停泵。
根据气候条件和分离罐内液体的物性，在冬天或者平常也可使用加热器加热以蒸发其中的易挥发成分。
内部蒸汽盘管可实现这一目的，但要确保蒸发的物质在罐内不凝结，不会在火炬总管凝固，不会在分液罐下游堆积。
火炬分液罐的工艺仪表流程图的设计见图1。
4 设计技术要求①分液罐的分离能力应能分离出排放气体中直径600um的液滴；②分液罐应设置进气管、排气管、排除凝液管、手动排污管、人孔、爬梯、平台，分液罐罐体应设液位计、温度计、压力表以及高低压、高低液位报警；③需要设置完善的液体收集输送措施，可采用泵送或者燃料气气压送。
火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析
火炬系统中分液罐和水封罐的设计分析作者：史荣富韩翠平来源：《科学与信息化》2017年第36期摘要火炬系统在化工系统担任着环保的重任，通过燃烧各种材料产生火炬气，通常由于分液罐和水封罐组成，且分液罐和水封罐的设计工艺均不相同，本文首先分析了火炬系统中分液罐和水封罐概述，同时阐述了火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺，最后总结了全文。
关键词火炬系统；分液罐；水封罐；设计工艺1 火炬系统中分液罐和水封罐概述1.1 分液罐概述在火炬系统内分液罐是最重要的组成部分，分液罐能够有效地去除火炬内的各种液体，避免引发火雨，分液罐大致主要分为卧式分液罐和立式分液罐，其中卧式分液罐有分为単流式分液罐和双流式分液罐。
1.2 水封罐概述水封罐同样也是火炬系统内的重要组成部分，水封罐主要是设置在火炬气进入火炬筒内的位置，其目的是为了防止火炬筒体回火，确保火炬管网、装置的安全。
水封罐的优点是能够将罐内的凝结物质有效去除，为不带挡板的水封罐及时补水[1]。
具体的结构如下图1所示。
2 火炬系统中分液罐和水封罐的设计工艺2.1 火炬系统中分液罐的设计工艺目前我国使用的分液罐类型主要有两种，SH3009-2001、AP1521-2007，不论运用何种计算方式，都需要遵守一点原则，即是：气体的停留时间必须要大于液滴的沉降时间，气体的速度最低值需要满足液体的沉降，其目的是为了防止没有完全蒸发的燃料液体滴入火炬内，引发火雨。
SH3009-2001的计算方式需要三种假设：①分液罐内的存液考虑为30%；②火炬系统进出口管的距离比值为2.5，最高不超过3；③液体降落的时候同气体进出的时间均等。
（2） AP1521-2007计算方法在进行AP1521-2007分液罐计算的时候，假设的内容主要包括液罐的直径和切口距离，需要注意的是最终的实际罐长应该小于假设的罐长，若是通过计算，实际罐长和假设罐长均等或大于，需要重新制定假设罐的长度和直径。
在AP1521-2007的存液计算中，需要考虑以下几点：①气体排放过程中产生的凝液；②气体泄放中液体的排放，要在泄放30分钟左右才能确定泄放液体的体积，近而实施阻止；③分液罐内原本的存液。
火炬系统分液罐的计算
火炬系统分液罐的计算石油化工厂中各装置无法收集所排放尾气中如果含有凝液的话进入火炬燃烧后会形成火雨，对周围的人员和设备造成损坏，此时需要在火炬系统中设置凝液罐，是保证工厂安全生产、减少环境污染的重要措施，分液罐主要作用是去除火炬气中夹带的凝液和固体杂质，减少火炬气总管中的凝液量，避免液滴夹带到火炬头。
本次文章通过对不同形式分液罐的工艺计算结果，提出了选择建议。
标签：分液罐；分液量；夹带；计算1 引言火炬分液罐是火炬系统的重要组成部分，每根火炬排放总管都应设置分液罐，以分离火炬气中夹带的液滴或可能发生的两项流中的液相。
通常，在装置内设置分液罐以减少火炬气总管的凝液量。
当火炬设置在距装置有一定距离的地点上时，火炬气会在输送过程中产生凝液，因而在火炬气进入火炬筒体之前也要设置分液罐，再次分离凝液，以免液滴夹带到火炬头，造成火雨现象发生。
2 分液罐的形式2.1 卧式卧式分液罐分两种：第一种是气体从分液罐的一端顶部进入而从另一端顶部排出（内部无挡板），成为单向式；第二种是气体在水平轴向两端进入，在中间有一个出口，或气体从中间进入，在水平轴的两端排出，称之为双流式。
当分液罐的直径大于3.6m时，通常采用双流式。
2.2 立式立式分液罐的气体入口设在容器的中部的直径方向，出口设置在容器顶部的竖直方向，入口处应加挡板使气体向下方流动。
3 分液罐计算本次计算数据来源于珠海宝塔石化有限公司二期500万吨/年常减压装置，已知主要数据参数如下：安全阀前112℃，0.05MPag，放空量109.6t/h，平均分子量60；气体粘度=0.01cP，气体压缩系数Z=0.98，排放气体绝热指数k=1.09；火炬管网直管长度800m，弯头90°40个，管道公称直径DN700，内径0.685m；火炬气进口压力P1=150kPa（a），密度ρ1=2.81kg/m?，则放空量Q1=10.83m?/s，流速u1=29.4m/s；火炬气出口压力假定为P2=130kPa（a），密度ρ2=2.44kg/m?，则放空量Q2=12.48m?/s，流速u2=33.88m/s，排放气体的低发热值按炼厂干气低发热值计算。
高架火炬系统的设计与计算
!针#术石油化工设计Petrochemical Design2018,35(3) 8 ~ 12高架火炬系统的设计与计算民(山东三维石化工程股份有限公司北京节能环保开发中心，北京100020)摘要：高架火炬系统是石油化工行业重要的安全设施。
通过介绍中石化某石化炼油厂新建高架火炬工程设计实例，对火炬系统工艺流程设计、火炬系统主要工艺计算、火炬筒体上的主要设备及火炬点火系统等进行了阐述。
重点介绍了火炬系统总管直径的计算和选取，以及火炬分液罐、火炬水封罐、火炬筒体的计算。
提供了高架火炬系统设计与计算的思路和方法。
关键词！火炬排放量分液罐水封罐设计计算doi：10. 3969/j.issn. 1005 - 8168.2018.03.003高架火炬（以下简称火炬）主要用于处理石化 设 的废气和 性气体或 状态下的可燃性气体。
的设计包 气排放管网和 置两部分。
的设计内容包气总管和各分 的设计；置的设内容包 #体、分、水封罐、点设备设计。
1工程概况中石化北京某分公司炼油厂1 〇〇〇万t/a炼 油系统改造项目新建了 5套装置，新建装置事故 气体排放量大，排放气体管道直径 ，炼油厂现有火炬设施的能力难以接纳新建5套装置 气体的 增量，且新建装置距现有火炬区较远，为保证新建装置正常生产运行及在气体，在 新建装置区东北方向约700 m处的山上新建一座高架火炬。
2设计依据2.1设计原则根据各装置事故状态火炬气排放量，在满足 相关 和 要 安全环保的前 ，确 定新建 设 模。
2.2基础数据新建5套装置包括%800万t/a常减压蒸馏I 装置、140万t/a延迟焦化装置、200万t/a加氢裂 化装置、5万m3/h制氢装置、第二套三废处理联合装置（包括6万t/a制硫装置、150 t/h污水汽提装 置及250 t/h溶剂再生装置）。
各装置火炬气最大 排放量 1。
从表1可看出％停电工况是新建火炬最大排 放工况，是低压排放状态，同的装置有：加氢裂化装置202 000 kg/h;制氢装置43 000 kg/h;三废装置17 158 kg/h(酸性气）。
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火炬系统分液罐计算
SGST 0016-2002
1 总则
1.1目的
为规范石油化工企业火炬系统分液罐计算，特编制本标准。
1.2范围
1.2.1 本标准规定了石油化工企业火炬系统分液罐计算的一般要求、计算公式等要求。
1.2.2 本标准适用于石油化工企业火炬系统分液罐计算。
本标准适用于国内工程，对涉外工程应按指定标准执行。
2 计算要求
2.1一般要求
2.1.1 分液罐能够分离气体中大于等于300 µm～600 µm的液滴。
2.1.2 卧式分液罐的最大存液量为分液罐容积的30 %。
2.1.3 立式分液罐的最大存液量应根据泵的流量和液面仪表的控制要求确定，但液面高度不得小于500 mm。
2.2计算公式
2.2.1 卧式分液罐直径应按式（2.2.1）计算。
式中：
D1——卧式分液罐直径，m；
T——操作条件下的气体温度，K；
Q——气体体积流量，Nm3/h；单流式分液罐（见图2.2.1-1）取携带液滴可燃排放气体的全部排放量，双流式分液罐（见图2.2.1-2）取全部排放量的1/2；
K1——系数，一般取2.5～3；
P——操作条件下的气体压力（绝对压力），kPa；
V——液滴沉降速度，m/s。
图 2.2.1-1 单流式分液罐示意图
图 2.2.1-2 双流式分液罐示意图
2.2.2 卧式分液罐进出口管距离L1应按式（2.2.2）计算。
式中符号意义同前。
2.2.3 立式分液罐（见图2.2.4）直径应按式（2.2.3）计算。
式中：
D2——立式分液罐直径，m；
K2——系数，一般取0.8；
其余符号意义同前。
2.2.4 立式分液罐筒体高度应按式（2.2.4）计算。
式中：
H——立式分液罐筒体高度，m；
h1——气体空间高度（筒体上端与液面之间的最小垂直距离），m，一般取大于或等于 1.5 D2，但不小于3 m；
h2——筒体下端与液面之间的垂直距离，m。
其余符号意义同前。
图 2.2.4 立式分液罐示意图2.2.5 液滴沉降速度应按式（2.2.5-1）和式（2.2.5-2）计算。
式中：
g——重力加速度，一般取9.81 m/s2；
d1——液滴直径，m；
ρ1——液滴密度，kg/m3；
ρ2——气体密度，kg/m3；
M——气体分子量；
R——气体常数，一般取8314 N·m/（kgmol·K）；
T——操作条件下的气体温度，K；
C——液滴在气体中的阻力系数，由图2.2.5查得。
图 2.2.5 液滴在气体中的阻力系数计算列线图。