油气处理终端火炬冒黑烟的分析处理研究

孙聪

摘要：油气处理终端火炬作为油田开采作业的安全保障，若其出现冒黑烟现象极易影响生产秩序，故而应对其予以科学处理。在此之上，本文简要分析了油气处理终端火炬冒黑烟的原因，并通过规范火炬操作行为、注重火炬设计科学性、优化排放系统性能、调整分离器气体含量等方面，以此妥善应对冒黑烟问题。

关键词：油气处理终端;火炬;黑烟

前言：石油开采作业中，由于钻井含有多样气体，故而需运用火炬明火燃烧的方式降低开采风险。而油气处理终端火炬冒黑烟现象的出现不但会影响危险气体燃烧效果，而且还会对我国生态环境带来严重危害。故而有效处理火炬冒黑烟问题是当前保障油气处理质量的关键要素，以此为油田事业的发展创造有利条件。

一、油气处理终端火炬冒黑烟的原因

油气处理终端火炬之所以会出现冒黑烟现象，是因为可燃气体未实现完全燃烧，导致碳氢化合物形成不溶性颗粒，一旦遭遇冷空气将形成黑烟。一般而言，黑烟的出现多半与气体的供应风量与性质有关。比如若油气处理终端火炬排放的气体富含甲烷成分，它需要至少9.6个单位的风量方可实现完全燃烧。同时，气体中的碳氢比若高于1：3，极易增加烟灰含量，这表明在烃含量增加时，烟的生成量将有所上升。因此，在油气处理终端出现的气体不饱和烃含量越多，其烟灰的含量就会越高。所以，黑烟现象的发生具体源于黑色碳颗粒的产生。

二、油气处理终端火炬冒黑烟的处理方法

（一）规范火炬操作行为

要想解决油气处理终端火炬冒黑烟问题，需进一步规范火炬操作行为。通常在不同的操作下所采取的处理方法存在差异，具体表现为以下两个方面：

其一，当油气处理终端火炬的一级分类器与二级分类器的操作压力偏高或偏低时，都会引发黑烟现象。其中针对一级分类器，相关人员应适当降低其操作压力，并上调其温度，促使油气在实际燃烧过程中经过分离后得到充分燃烧。而二级分类器则应下调压力、上升温度，以免油气经过分离后产生气泡促使气体可燃面积减小。此外，还应注重消泡剂的投放量，操作人员应及时将其置于分离器入口位置，待火炬停止运作时，需要针对分离设施进行替换，避免影响气体燃烧效率，最终可在规范的操作行为下杜绝黑烟现象。

其二，油气处理终端火炬的燃烧往往需要充足的空气保证气体实现完全燃烧，最低标准为每1m³的气体需要释放7500KI的热量，若无法保证空气为其提供适合的燃烧环境，极易在不完全燃烧状态下形成黑烟。此时则应适当增加燃料量，促使油气物质在燃料的协助下达到最佳燃烧效率。实际上，之所以需要调整燃料量，是因为气体本身无法实现完全燃烧的情况下，需要运用燃料，使其获取助燃动力，最终实现燃料混合气体与空气的协调性，也能避免生态环境在黑烟的影响下而受到破坏。从以往经验中可选择丙烯作为燃料气，因其可燃效率超出98%，且发热量高于11200KI/m³，故而可满足油气的燃烧需求[1]。

（二）注重火炬设计科学性

油气处理终端火炬结构的设计质量也会对冒黑烟现象的出现产生影响。一般在实际设计环节，若火炬头排放出口的尺寸不达标，无法满足实际需求，将导致油气无法顺利通过火炬口实现完全燃烧，又或者在燃烧期间形成噪声污染，这些都不利于展现出火炬的环保特性。因此，应科学设计火炬头，在保障油气生产质量的基础上控制环境污染问题，以免增加环境净化负担。对此，相关人员应采取以下措施控制黑烟现象的出现：

第一，细致观察，相关人员需对火炬头的实际运行状态加以观察，一旦出现尺寸不合适等问题，应选择全新的火炬头予以替换，确保火炬头发挥出真正效用。

第二，注重通风，当火炬头的气体无法得到充足的氧气（空气）时，将很难实现完全燃烧。为了避免受燃烧效率的影响而产生黑烟，需在火炬头出口处增设通风装置，并且还应对烟气进行回收处理，以免流入环境中引发空气污染。常见的烟气回收处理装置是运用蒸汽管对气体燃烧的火苗高度加以控制，这样可起到扩大气体与空气接触面积的作用，也能避免烷烃类气体燃烧后排放大量烟气而降低环保性。

（三）优化排放系统性能

在妥善解决油气处理终端火炬冒黑烟问题时，还需针对排放系统运行性能加以优化，确保火炬中的气体实现完全燃烧。在排放系统中的气体往往不会含有较高的甲烷含量，这就导致其余烷烃气体的含量有所增加，进而导致可燃性气体无法在火炬头位置保持良好的燃烧状态，由此形成黑烟。据此，应对排放系统的性能加以优化，使其为气体燃烧提供适宜的条件，以免在重质气体的干扰下导致油气形成黑烟。从以往常规排放系统的实际条件来分析，其温度多处在55℃左右，若可燃性气体属于甲烷，而油气中富含挥发烃，将在丙烷等气体的影响下排放到火炬中，进而造成天然气无法获取充足的氧气，最终出现冒黑烟现象。此时，相关人员可在排放系统中设置冷却器，对气体的温度进行降温处理，通常应至少降低25℃，促使带有冷却功能的排放系统不会将大量的丙烷等气体排放至火炬口，由此为甲烷燃烧提供了良好的条件，进而降低了黑烟现象的发生率。

此外，还可在甲烷等可燃性气体排入火炬头初期实施“分液处理”，以此过滤掉粒径超出600μm的溶解液滴，最终促使气体组分符合燃烧标准，在其实现完全燃烧的过程中自然很难发生冒黑烟状况。因此，应高度重视排放系统性能的调节，使其为火炬燃烧提供重要助力[2]。

（四）调整分离器气体含量

油气处理终端火炬冒黑烟问题的出现还源于分离器效率偏低，导致油气无法实现有效分离，进而在其燃烧期间形成黑色颗粒。因此，应针对分离器气体的含量加以控制，由此消除黑烟现象。

具体方法如下：由于甲烷气体含量偏低、丙烷等其它烷烃类气体含量偏高会加剧火炬操作压力，故而应在三级分离器处设置油气分离装置，以免易挥发气体流入到火炬头影响甲烷的燃烧效率。另外，由于火炬黑烟现象在白天更加明显，故而应从控温角度出发，对气体进行净化处理，既要清除其液态物质，又应当对重组分含量加以调整。比如可在火炬处安装“轻烃稳定设施”，促使重烃组分得以处理，以免甲烷气体在火炬头燃烧期间因烃含量偏高而导致黑烟的出现。只有针对油气处理终端火炬系统进行重新改造，并注重操作行为的规范性，才能真正消除黑烟现象。从以往研究经验中可知：甲烷的燃烧温度可高达3400℃，尤其在纯氧环境里，而在火炬系统中予以燃烧时，一般不具备完全燃烧条件，进而增加黑烟的发生率。所以，可尽量从燃烧条件上予以改善，确保火炬系统中的可燃性气体能够在良好的燃烧环境里得到充分燃燒，最终减少碳粒的生成量，为我国油田事业与尾气处理工作带来全新的安全保障。

结论：综上所述，油气处理终端火炬一旦出现冒黑烟现象将存在较为严重的安全隐患，甚至会破坏我国生态环境的稳定性。据此，应从规范操作行为、注重火炬设计、优化系统性能、调整气体含量等方面着手，以此降低火炬冒黑烟现象的发生率，在保障油气处理质量的基础上提高火炬燃烧效率，加强对环境的保护效果。

参考文献：

[1]高秀宝.国外油气处理终端火炬黑烟问题分析及建议[J].山东化工，2020，49（05）：241-242.

[2]陈阳.HYSY162平台火炬冒黑烟问题剖析及对策探究[J].天津科技，2019，46（04）：38-42.

作者单位：盘锦道博尔环保科技股份有限公司