ES2932984T3

ES2932984T3 - Método y sistema para la generación de energía en una planta química utilizando gas de antorcha

Info

Publication number: ES2932984T3
Application number: ES11729207T
Authority: ES
Inventors: John Hottovy
Original assignee: Chevron Phillips Chemical Co LP
Current assignee: Chevron Phillips Chemical Co LP
Priority date: 2010-06-21
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2023-01-30
Anticipated expiration: 2031-06-09
Also published as: MX344213B; WO2011162960A2; RU2013102521A; US20110308482A1; BR112012033031B8; WO2011162960A3; BR112012033031A2; EP2582926A2; BR112012033031B1; US9163564B2; EP2582926B1; MX2012014985A; US20160097532A1; CN103328774A; CA2802982A1; RU2583315C2; CA2802982C; CN103328774B

Abstract

Las presentes técnicas proporcionan sistemas y métodos para recuperar energía de los gases de combustión en plantas químicas y refinerías. Los sistemas utilizan un motor para quemar una parte del gas desviado del sistema de antorcha. El motor puede ser un motor alternativo o un quemador en un sistema de caldera, entre otros. La energía generada al quemar el gas de la antorcha se usa luego para alimentar un dispositivo de recuperación de energía. El dispositivo de recuperación de energía puede ser un generador eléctrico, un compresor o una caldera de vapor, entre otros. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y sistema para la generación de energía en una planta química utilizando gas de antorcha

Antecedentes

Las presentes técnicas se refieren, en general, a la mejora del impacto medioambiental de las plantas químicas. Más particularmente, las presentes técnicas se refieren a un método y a un sistema para generar energía utilizando gas de antorcha para accionar un motogenerador alternativo.

Esta sección tiene como objetivo presentar al lector diversos aspectos de la técnica que pueden hacer referencia a aspectos de las presentes técnicas, que se describen y/o se reivindican a continuación. Se cree que esta explicación es útil para proporcionar al lector información sobre los antecedentes, para facilitar una mejor comprensión de los diversos aspectos de las presentes técnicas. Por consiguiente, se entenderá que estas afirmaciones deben ser interpretadas de este modo, y no como admisiones de la técnica anterior.

Las plantas químicas y las refinerías, en lo sucesivo denominadas plantas, a menudo trabajan con materiales que pueden ser explosivos, inflamables o tóxicos. La descarga atmosférica de estos gases puede ser indeseable. Para eliminar estos gases sin descarga atmosférica, la mayoría de las plantas usan una antorcha para quemar o destruir de otro modo los gases.

Las antorchas suelen ser chimeneas altas ubicadas en una zona alejada en las plantas. Las antorchas tienen, en general, una llama ubicada en la punta para quemar el gas residual. Los sistemas de antorcha incluyen habitualmente la antorcha y la tubería asociada que acopla la antorcha a vasijas en las plantas. Los gases que pueden descargarse de las vasijas de proceso dentro de la planta habitualmente son transportados por la tubería del sistema de antorcha hasta la antorcha. El gas se quema en la llama en la parte superior de la chimenea de la antorcha, evitando la libre descarga del gas a la atmósfera.

La llama de un sistema de antorcha habitualmente se mantiene encendida continuamente en la punta de la antorcha, para quemar o destruir cualquier gas que sea empujado desde el sistema hacia la antorcha. Para mantener esta llama encendida y evitar zonas estancadas en el cabezal de antorcha, se alimenta una cantidad sustancial de gas inflamable al sistema de antorcha. Este gas inflamable puede ser una mezcla de metano y otros hidrocarburos ligeros, denominado gas combustible. El gas combustible aumenta el contenido de energía del gas en el sistema de antorcha para compensar cualquier gas no inflamable, tal como el nitrógeno, que también haya sido descargado a la antorcha. En general, se mantiene un contenido de energía mínimo de 300 Unidades Térmicas Británicas por pie cúbico estándar (BTU/SCF) (11178 kJ/m3) de gas quemado por la antorcha, para cumplir con la normativa que permite que una planta suponga un 98 % de eficiencia para la combustión.

La mezcla de gas combustible con los demás gases descargados del proceso al sistema de antorcha puede denominarse gas de antorcha. El gas de antorcha puede incluir gases, vapores, líquidos vaporizados, etc., y puede representar una pérdida de energía significativa para una planta. En consecuencia, las técnicas para recuperar esta energía pueden proporcionar un ahorro para una planta química.

El documento EP1887198 proporciona una unidad de gasificación y una unidad de generación de potencia combinada, que utiliza el gas producido por la unidad de gasificación como combustible, y genera potencia mediante la rotación de una turbina de gas y una turbina de corriente utilizando un gas combustible producido en la unidad de gasificación en la unidad de generación de potencia combinada.

El documento DE2728826 se refiere a un dispositivo para limitar la cantidad de antorcha principal y el sistema de antorcha de puesta en marcha que suministra gas combustible desde una planta de potencia de turbina de corriente de gas más abajo, alimentada con carbón, a través de válvulas de seguridad asociadas con el gas.

El documento US2006240368 proporciona un sistema de recuperación de calor residual acoplado a una chimenea de antorcha o a una chimenea de escape de un proceso principal, por ejemplo, un sistema de tratamiento de gases de vertedero, para recuperar al menos una parte de la energía dentro del escape producido por el sistema de tratamiento de gas y proporciona la energía recuperada a un proceso secundario para reducir la cantidad de energía necesaria para entrar en el proceso secundario.

Breve descripción de los dibujos

Las ventajas de la invención se harán evidentes con la lectura de la siguiente descripción detallada y con la referencia a los dibujos, en los que:

la figura 1 es un diagrama esquemático de un sistema que desvía una parte de un gas de antorcha de un sistema de antorcha en una planta química para hacer funcionar un conjunto motogenerador, según las realizaciones; la figura 2 es un dibujo de un sistema de antorcha que desvía una parte del gas de antorcha para accionar un sistema de generación de energía, según una realización de las presentes técnicas;

la figura 3 es un dibujo de un sistema de antorcha que desvía casi todo el gas de antorcha para accionar un sistema de generación de energía, mientras mantiene la antorcha en un estado de espera fría, según una realización de las presentes técnicas;

la figura 4 es un diagrama de flujo que muestra un procedimiento de puesta en marcha para un sistema de generación de gas de antorcha, según una realización de las presentes técnicas;

la figura 5 es un diagrama de flujo que muestra un esquema de control para el motor en el sistema de generación de gas de antorcha, según una realización de las presentes técnicas;

la figura 6 es un diagrama de flujo que muestra el funcionamiento de un sistema de generación de gas de antorcha durante situaciones de sobrepresión, según una realización de las presentes técnicas; y

la figura 7 es un diagrama de bloques de un proceso de producción de poliolefinas, según una realización de las presentes técnicas.

Descripción detallada de realizaciones específicas

La presente invención proporciona un método para recuperar energía del gas de antorcha en un proceso (200) de producción de poliolefinas, que comprende:

desviar al menos una parte de un gas de antorcha de un cabezal (20) de antorcha para formar un gas de antorcha desviado, en el que el cabezal de antorcha está acoplado con acoplamiento de fluido entre una vasija de proceso (18) y una antorcha (22) en una planta química (12) que comprende una instalación de producción de poliolefinas; y quemar el gas de antorcha desviado en un sistema (16) de generación de potencia, para generar potencia.

La presente invención también proporciona un sistema (10) para recuperar energía de un gas de antorcha en un proceso (200) de producción de poliolefinas, que comprende: un sistema (14) de antorcha, que comprende una antorcha (22) y un cabezal (20) de antorcha, en el que el cabezal (20) de antorcha acopla con acoplamiento de fluido la antorcha (22) a una vasija de proceso (18) en una planta química (12) que comprende una instalación de producción de poliolefinas; un conducto, configurado para transferir al menos una parte del gas de antorcha desde el cabezal (20) de antorcha hasta un sistema (16) de generación de potencia, estando configurado el sistema (16) de generación de potencia para quemar el gas de antorcha y producir potencia.

A continuación se describirán una o más realizaciones específicas de las presentes técnicas. En un intento de proporcionar una descripción concisa de estas realizaciones, en la memoria descriptiva no se describen todas las características de una implementación real. Debe observarse que en el desarrollo de cualquiera de estas implementaciones reales, como en cualquier proyecto de ingeniería o diseño, deben tomarse diversas decisiones específicas de la implementación para lograr los objetivos específicos de los creadores, como el cumplimiento de las restricciones comerciales y relacionadas con los sistemas, que pueden variar de una implementación a otra. Además, debe tenerse en cuenta que un esfuerzo de desarrollo de ese tipo podría ser complejo y requerir mucho tiempo pero, no obstante, sería una tarea rutinaria de diseño, fabricación y elaboración para los expertos en la técnica que cuenten con el beneficio de esta invención.

Un sistema de antorcha puede representar una pérdida significativa de energía en una planta, principalmente debido al gas combustible utilizado para mantener el contenido de energía del gas de antorcha lo suficientemente alto para garantizar la combustión eficiente de los gases de proceso que entran en el sistema de cabezal de antorcha. Métodos más eficientes para desechar el gas de antorcha proporcionarían importantes beneficios medioambientales, energéticos y económicos.

Las presentes técnicas incluyen sistemas y métodos que recuperan la energía de un gas quemado, a la vez que eliminan eficientemente el gas quemado. Una visión general de este tipo de sistema puede ilustrarse mediante el diagrama de bloques de la figura 1, que ilustra un sistema 10 de la planta configurado para la generación de potencia. En el sistema 10 de la planta, una planta química 12 tiene un acoplamiento de fluido a un sistema 14 de antorcha para la eliminación de gases residuales, tal como un gas de barrido utilizado para empujar gases residuales al sistema 14 de antorcha. Un sistema 16 de motogenerador puede estar conectado al acoplamiento de fluido entre la planta química 12 y el sistema 14 de antorcha. Una parte o casi todo el gas de antorcha puede ser desviado al sistema 16 de motogenerador, donde se quema y se utiliza para generar potencia. Por ejemplo, el sistema 16 de motogenerador puede usar grupos electrógenos, compresores, bombas, baterías y similares para proporcionar o almacenar la potencia. El escape del sistema 16 de motogenerador puede ser enviado a un convertidor catalítico para reducir aún más las emisiones.

El uso del gas de antorcha para la generación de energía puede reducir la cantidad de hidrocarburos no quemados descargados a la atmósfera, y capturar energía que, de otro modo, se perdería si los hidrocarburos se quemaran en una antorcha. Además, la potencia proporcionada a la planta puede disminuir las emisiones que habrían provenido de otras instalaciones de generación, tal como una planta de potencia.

Si bien la potencia generada se puede utilizar para compensar la demanda de energía inmediata desde la planta, alternativamente, la energía generada se puede almacenar para su uso posterior. Por ejemplo, la energía generada durante la noche podría usarse para compensar la potencia de mayor coste durante las operaciones diurnas. El almacenamiento de potencia puede implementarse almacenando gases comprimidos, bombeando agua hacia depósitos elevados o cargando bancos de baterías.

El sistema de antorcha caliente

En el diagrama de flujo de la figura 2 se muestra una vista más detallada del sistema 10 de la planta. En el sistema 10 de la planta, que puede denominarse sistema de antorcha caliente, solo se desvía una parte del gas de antorcha, dejando una parte del gas para ser quemado en la antorcha. En el sistema 10 de la planta, una o más vasijas de proceso 18 en la planta química 12 pueden ser acopladas a un cabezal 20 de antorcha. El cabezal 20 de antorcha recoge los gases descargados de las vasijas de proceso 18 y dirige los gases hacia la antorcha 22 para la combustión. En general, el diferencial de presión proporciona una fuerza motriz para los gases en el cabezal 20 de antorcha. La planta química 12 es una planta de polimerización de poliolefinas. En consecuencia, las vasijas de proceso 18 pueden incluir reactores, unidades de craqueo, vasijas de almacenamiento, cúpulas de ventilación de extrusoras o cualquier número de otras unidades de proceso que puedan ventilar o descargar a un sistema 14 de antorcha.

La vasija de proceso 18 se puede acoplar al cabezal 20 de antorcha a través de una válvula de seguridad de proceso (PSV, Process Safety Valve) 24, que protege la vasija 18 de la sobrepresión. En lo que suele ser una situación anormal (no rutinaria) o alterada, la presión en la vasija 18 puede superar una magnitud deseada o especificada, y la PSV 24 se abrirá, descargando gas y fluido de la vasija 18 y aliviando (reduciendo) la presión en la vasija 18. La PSV 24 puede cerrarse después de que la presión en la vasija 18 haya bajado lo suficiente.

El uso de sistemas de control avanzados puede hacer que las descargas no rutinarias sean menos frecuentes y, por lo tanto, la mayoría del gas quemado en la antorcha puede provenir de descargas rutinarias, tal como a través de las líneas de derivación 26 de la antorcha, válvulas de purga, fugas, etc. El gas o los fluidos descargados desde las vasijas de proceso 18 al cabezal 20 de antorcha pueden incluir nitrógeno (p. ej., usado para purgar la vasija 18), hidrocarburos y otros materiales. La composición de dichas descargas rutinarias en un proceso típico de producción de poliolefinas, se describe en detalle a continuación.

Se puede conectar una línea 28 de gas combustible a un punto 30 en el cabezal 20 de antorcha que está alejado de la antorcha 22. El gas combustible, que puede ser, por ejemplo, metano o una mezcla de hidrocarburos ligeros, puede usarse para empujar el material a través del cabezal 20 de antorcha, lo que ayuda a transportar los materiales hacia la antorcha 22. En consecuencia, este gas combustible puede denominarse gas de barrido. El gas de barrido puede representar una fuente significativa de energía perdida en el sistema 10 de antorcha. El gas de barrido también puede aumentar el contenido de combustible de la corriente al cabezal 20 de antorcha, para mejorar la combustión en la antorcha 22.

El cabezal 20 de antorcha se conecta a un depósito de separación 32 de la antorcha, que atrapa los líquidos 34 y evita o reduce el arrastre de los líquidos 34 hacia la antorcha 22. El depósito de separación 32 de la antorcha puede tener un orificio de limpieza 35 para permitir el drenaje de los líquidos 34. El depósito de separación 32 de la antorcha también puede tener uno o más rebosaderos 36, u otras estructuras internas, para reducir la probabilidad de que los líquidos arrastrados sean transportados hacia la antorcha. Un cabezal 38 de alimentación de antorcha transporta el gas desde la parte superior del depósito de separación 32 de la antorcha hasta la antorcha 22, donde se quema en la llama 40 en la punta.

Para ayudar a que la llama 40 queme el gas de manera eficiente y sin una cantidad de humo sustancial, se puede usar un ventilador centrífugo 42, para proporcionar una corriente constante de aire 44 para mezclar con los hidrocarburos en la llama 40. Habitualmente, un piloto 46 está continuamente encendido y actúa como una fuente de ignición si el contenido de energía del gas en la antorcha 22 se reduce demasiado como para mantener la llama 40. El piloto 46 puede tener una fuente independiente de gas 48 de piloto (gas combustible) y aire 50.

Además, el contenido de energía del gas en el sistema 14 de antorcha puede ser monitorizado de manera continua. Si el contenido de energía se reduce demasiado como para mantener una llama efectiva, se puede agregar al sistema 14 de antorcha gas combustible adicional, más allá de la cantidad agregada como gas de barrido. La monitorización se puede realizar usando un analizador de BTU 52 (1 BTU = 1055 J), que tiene un llave de entrada 54 conectada a uno de los cabezales 20 o 38 de antorcha. Una corriente de gas del cabezal 20 o 38 de antorcha se introduce en el analizador de BTU 52 a través de este llave de entrada 54, donde se determina el contenido de energía (es decir, la cantidad de BTU por unidad de gas). Se puede usar una línea de control 56 acoplada desde el analizador de BTU 52 a un accionador 58 en una válvula 60 para ajustar la posición de la válvula 60, lo que facilita el control del flujo de gas combustible desde una línea de gas combustible 62 hacia los cabezales 20 y 38 de antorcha.

Además de los componentes de un sistema 14 de antorcha descrito anteriormente, la figura 2 muestra el sistema 16 de motogenerador, que puede incluir un paquete de motogenerador 64. El paquete de motogenerador 64 puede generar potencia 66 al quemar el gas del cabezal 38 de alimentación de antorcha. El motogenerador 64 puede incluir dos partes básicas. La primera es un motor, que puede incluir cualquier número de máquinas diferentes utilizadas para la recuperación de energía térmica quemando un gas inflamable. Por ejemplo, el motor puede ser un motor alternativo de combustión interna, una turbina de gas, un quemador o cualquier número de otros sistemas. Además, el gas de antorcha puede proporcionar el único combustible quemado en el motor, o puede mezclarse con una fuente de combustible de mayor calidad para disminuir las variaciones en la potencia de salida a medida que varía la calidad del combustible en el cabezal de antorcha. En general, el paquete de motogenerador 64 puede adaptarse para quemar un combustible de baja calidad o baja BTU Un ejemplo de dicho paquete de motogenerador 64 es el motor alternativo que se explica a continuación.

La segunda parte del paquete de motogenerador 64 es un generador de potencia, que puede incluir un generador eléctrico o un compresor acoplado mecánicamente a un árbol del motor. Alternativamente, el generador de potencia puede ser una caldera, que genera vapor para su uso en la planta o en generadores de turbina. Los gases de escape 68 del motor pueden ser procesados adicionalmente en una unidad de tratamiento 70 antes de ser descargados a la atmósfera. La unidad de tratamiento 70 puede incluir convertidores catalíticos, trampas de partículas o cualquier número de otros sistemas de control de la contaminación, incluidas combinaciones adecuadas de los mismos.

Una válvula 72 puede aislar el paquete de motogenerador 64 del cabezal 38 de alimentación de antorcha. Una vez abierta, la válvula 72 permite que el gas fluya desde el cabezal 38 de alimentación de antorcha hacia la entrada de un ventilador centrífugo 74, donde el gas se comprime. La disminución de la presión en la entrada del ventilador centrífugo 74 proporciona la fuerza motriz para extraer el gas del cabezal 38 de alimentación de antorcha para quemarlo en el motogenerador 64. El gas comprimido descargado del ventilador centrífugo 74 es empujado luego hacia la línea de entrada 76 del paquete de motogenerador 64. Una válvula 78 con un accionador 80 puede permitir que se introduzca una cantidad adicional de gas combustible en la línea de entrada 76 desde la línea de gas combustible 62. La introducción de gas combustible puro en la línea de entrada 76 puede ser beneficiosa durante la puesta en marcha del paquete de motogenerador 64. Durante las operaciones normales, esta válvula 78 puede cerrarse, lo que permite que el motor elimine los gases extraídos del cabezal 38 de alimentación de antorcha.

La velocidad del paquete de motogenerador 64 puede ser controlada por la presión en los cabezales 20 y 38 de antorcha, como también se explica con respecto a la figura 5, a continuación. Un controlador de presión 82 monitoriza la presión en los cabezales 20 y 38 de antorcha. El controlador de presión 82 puede tener una conexión de control 84 al control de velocidad del paquete de motogenerador 64, aumentando la velocidad cuando aumenta la presión en los cabezales 20 y 38 de antorcha, y disminuyendo la velocidad cuando disminuye la presión en los cabezales 20 y 38 de antorcha. Durante el funcionamiento normal, los gases de los cabezales 20 y 38 de antorcha se queman en el paquete de motogenerador 64 que se utiliza para generar potencia 66.

En la realización explicada con respecto a la figura 2, no está dispuesta ninguna obstrucción en la línea de alimentación 38 de la antorcha entre el depósito de separación 32 de la antorcha y la antorcha 22. En consecuencia, la cantidad total de gas quemado en el paquete de motogenerador 64 puede ser controlada cuidadosamente para evitar que la llama 40 se apague. Además, si la presión en la entrada del ventilador centrífugo 74 se reduce demasiado, se puede aspirar aire en la antorcha 22, con la posibilidad de crear una atmósfera combustible en la antorcha 22 (debajo de la punta de la antorcha 22) o en el cabezal de alimentación 38 de la antorcha. Se puede usar una línea de retorno con válvula de control y enfriamiento (no se muestra) para evitar una baja presión de aspiración al ventilador centrífugo 74. Esta línea de retorno puede evitar la formación de un vacío en la entrada, lo que podría provocar la infiltración de aire en la línea de entrada 76 y la posible formación de una mezcla inflamable en la línea de entrada 76. A presiones más altas, la automatización de la válvula 72 puede permitirle controlar la presión de entrada al ventilador 74 a un nivel aceptable. Alternativamente, la necesidad de un control preciso, o de una línea de retorno, se puede reducir aislando la antorcha 22 del cabezal 38 de alimentación de antorcha con flujo hacia la antorcha 22 solo durante la puesta en marcha o una gran descarga del proceso.

El sistema de antorcha fría

Otra realización actualmente contemplada de un sistema que puede ser útil para recuperar energía de una corriente de gas de antorcha se muestra en el dibujo de la tubería de la figura 3. En este sistema, que puede denominarse sistema de antorcha fría 90, sustancialmente la totalidad del gas de antorcha procedente de operaciones normales es desviado hacia el paquete de motogenerador 64, estando solo el quemador del piloto 46 normalmente encendido en la punta de la antorcha 22. Como se explica a continuación, una vasija 92 que tiene un rebosadero 94 de líquido (por ejemplo, agua) puede estar dispuesto en el cabezal 38 de alimentación de la antorcha entre el depósito de separación 32 de la antorcha y la antorcha 22, para facilitar el control de la presión en el sistema de antorcha fría 90 durante las descargas de gran volumen del proceso Otro equipo es similar al explicado con respecto a la figura 2 anterior.

En la vasija 92, una tubería de entrada 96 desde el cabezal 38 de alimentación de la antorcha se extiende por debajo de la superficie del agua 98 del rebosadero 94 de líquido. El nivel de agua 100 por encima de la abertura 102 de la tubería de entrada 96 se usa para controlar la presión máxima del sistema de antorcha fría 90. Si se supera esta presión máxima, por ejemplo, por una gran descarga de gas o por la desconexión del paquete de motogenerador 64, el gas sale de la tubería de entrada 96, burbujea a través del agua 98 y se desplaza hacia la antorcha 22. Luego, el quemador del piloto 46 enciende el gas en la punta 99 de la antorcha 22. El nivel de agua 100 por encima de la abertura 102 en la tubería de entrada 96 y, por lo tanto, la presión máxima en el sistema de antorcha 90, es mantenido mediante un controlador de nivel 104, que mide la presión diferencial entre dos puntos 106 en la vasija 92. El controlador de nivel 104 está conectado a un accionador 108, que puede controlar una válvula 110 en una línea de agua 112 conectada a la vasija 92. El controlador de nivel 104 abre la válvula 110 cuando el nivel de agua 100 desciende demasiado, permitiendo que el agua fluya hacia la vasija 92 hasta que se restablece el nivel de agua 100. Además, la vasija 92 puede tener una válvula de drenaje 113 para bajar el nivel de agua 100 o para eliminar toda el agua de la vasija 92. El rebosadero 94 de líquido se puede combinar con el depósito de separación 32 de la antorcha o se puede utilizar cualquier número de otros diseños que incorporen un rebosadero 94 de líquido.

Se puede conectar una línea de derivación 114 a través de las líneas de entrada y salida, a la vasija 92. Una válvula 116 montada en la línea de derivación 114 puede tener un accionador 118 para permitir que la vasija 92 sea sorteada de manera remota bajo el control del operador, como indica el número de referencia 120, antes de la puesta en marcha del paquete de motogenerador 64. Finalmente, se puede conectar una línea 122 de nitrógeno a la vasija 92, para mantener una pequeña purga de nitrógeno a través de la vasija 92, a la línea 38 del cabezal de alimentación de la antorcha y a la punta 99 de la antorcha 22, para garantizar que haya una atmósfera inerte a través de la tubería más abajo de la vasija 92.

Procedimientos operativos para el sistema de antorcha fría

La figura 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de un procedimiento 130 que puede usarse para poner en marcha el sistema de antorcha fría 90, según realizaciones de las presentes técnicas. Con referencia también a la figura 3, el bloque 132 de la figura 4 muestra que el sistema 14 de antorcha puede iniciarse con la válvula de derivación 116 en la posición abierta. Alternativamente, el sistema 14 de antorcha puede iniciarse con la vasija 92 vacía o con un nivel de agua por debajo de la tubería 96. Iniciar el sistema 14 de antorcha puede incluir purgar los cabezales 20 y 38 de antorcha para eliminar el oxígeno y luego encender el quemador del piloto 46 de la antorcha. Una vez que el quemador del piloto 46 está funcionando, la línea 28 de gas de barrido se puede abrir hacia el sistema de antorcha, para iniciar un flujo de gas inflamable hacia la antorcha 22.

Una vez que el sistema 14 de antorcha está operativo, la planta 12 puede ser puesta en marcha y lograr un funcionamiento estable, como se muestra en el bloque 134. Esto implicará muchas etapas diferentes, que dependerán del tipo y tamaño de la planta, entre otros factores. Una vez que el funcionamiento de la planta 14 es estable, el paquete de motogenerador 64 puede ser puesto en marcha.

El paquete de motogenerador 64 se puede poner en marcha con la válvula de gas combustible 78 abierta, para proporcionar un combustible de alto contenido de energía al motor, para la puesta en marcha, como se muestra en el bloque 136. A continuación, el paquete de motogenerador 64 puede ser cambiado lentamente a gas de antorcha arrancando el ventilador centrífugo 74 y cerrando la válvula de gas combustible 78, como se muestra en el bloque 138. En este momento el paquete de motogenerador 64 funcionaría a baja velocidad y consumiría menos que todo el gas de antorcha en el cabezal, dejando la llama principal ardiendo, como se describe en el caso de la antorcha caliente. Como se muestra en el bloque 140, después de que el paquete de motogenerador 64 está funcionando y la presión de la antorcha es baja, se puede cerrar la válvula de derivación 116 o se puede agregar agua a la vasija 92 desde la línea 112, hasta que se apague la llama de la antorcha 22, después de lo cual se puede eliminar sustancialmente todo el gas de antorcha desviado al paquete de motogenerador 64. Cuando la válvula de derivación 116 está cerrada, o el nivel de agua 100 aumenta por encima de la tubería de entrada 96, el paquete de motogenerador 64 está quemando todo el gas de antorcha y el control del sistema de antorcha fría 90 puede ponerse en control automático, como se muestra en el bloque 142.

Un ejemplo de un procedimiento 150 que puede usarse para controlar el paquete de motogenerador 64 durante el funcionamiento normal del sistema de antorcha fría 90 se muestra en el diagrama de bloques de la figura 5. Como se muestra en el bloque 152, el procedimiento 150 comienza con el paquete de motogenerador 64 funcionando en una situación estable. La presión del sistema 14 de antorcha se puede usar para controlar la velocidad del paquete de motogenerador 64. Como se muestra en el bloque 154, si la presión del sistema 14 de antorcha ha aumentado por encima de un punto de referencia introducido previamente, la velocidad del motor puede ser aumentada, como se muestra en el bloque 156, para quemar más gas de antorcha. Si la presión de la antorcha ha disminuido por debajo de un punto de referencia introducido previamente, como se muestra en el bloque 158, la velocidad del motor puede ser reducida, como se muestra en el bloque 160, para reducir la cantidad de gas combustible quemado. Después de cada cambio en la velocidad del motor, el control se reanuda después del bloque 152.

Se pueden usar esquemas de control más complejos para controlar la velocidad del paquete de motogenerador 64, y por lo tanto la presión en el sistema 14 de antorcha. Por ejemplo, un controlador proporcional-integral-derivativo (PID) puede usar la presión en el sistema de antorcha como entrada, y la velocidad del paquete de motogenerador 64 como salida. Cuando se sintoniza adecuadamente, dicho controlador PID ajustaría continuamente la velocidad del paquete de motogenerador 64 basándose en la presión en el sistema 14 de antorcha, aumentando o disminuyendo la velocidad del motor para mantener constante la presión de la antorcha. Sistemas de control más avanzados, tales como los esquemas de lógica difusa, pueden ser deseables para controlar la velocidad del motor basándose en la presión de la antorcha, ya que estos esquemas pueden tener menores variaciones incrementales en la potencia de salida.

Por ejemplo, en un esquema de control de lógica difusa, se permitiría que la presión en el sistema 14 de antorcha varíe dentro de pequeños rangos ajustables, variando la velocidad del motor de manera escalonada, dependiendo del rango de la presión actual. Si la presión entra en un rango de presión más alto, por ejemplo, la velocidad del motor puede ser incrementada ligeramente, por ejemplo, ser incrementada escalonadamente, para quemar más gas de antorcha y así reducir la presión en el sistema 14 de antorcha. Por el contrario, si la presión entra en un rango más bajo, la velocidad del motor puede ser reducida ligeramente, por ejemplo, ser reducida escalonadamente, para permitir que aumente la presión en el sistema 14 de antorcha. Además, entradas de avance de los sensores de presión de la antorcha, o los operadores del equipo conectado a la antorcha, podrían usarse para controlar el paquete de motogenerador 64 o colocarlo en un modo seguro si se produce una gran descarga en el cabezal de la antorcha.

Puede utilizarse cualquier número de esquemas de control combinados. Por ejemplo, un esquema de control de lógica difusa se puede combinar con un controlador PID, donde el controlador PID proporciona cambios pequeños y suaves en la velocidad del paquete de motogenerador 64, mientras que el esquema de lógica difusa puede evitar el sobreimpulso del controlador PID, que podría conducir a la oscilación de la velocidad del motor y, por lo tanto, a variaciones en la potencia de salida.

Si el paquete de motogenerador 64 ha dejado de funcionar, como se muestra en el bloque 162, pueden implementarse automática o manualmente una serie de procedimientos para prepararse para volver al funcionamiento normal. Como se muestra en el bloque 164, el estado de ignición de la antorcha 22 puede ser confirmado, para garantizar que los gases descargados se quemarán. Esto se puede realizar mediante una comprobación visual del estado del quemador del piloto 46 de la antorcha por parte de un operador, por ejemplo, utilizando una imagen de cámara, para garantizar que el quemador 46 está encendido. Se pueden utilizar otras técnicas, tal como la medición del calor con un sensor de temperatura (termopar) dispuesto en el quemador 46, para garantizar automáticamente que el quemador del piloto 46 de la antorcha esté encendido. También se puede utilizar una combinación de estas técnicas. Si el quemador del piloto 46 de la antorcha no está encendido, puede encenderse antes de que el gas llegue a la punta 99. Se puede utilizar cualquier número de técnicas para encender la antorcha 22. Por ejemplo, se puede usar un encendedor remoto (no mostrado) para generar una chispa que encienda el quemador del piloto 46.

Una vez que se ha confirmado el estado de encendido de la antorcha 22, se puede abrir la válvula de derivación de la antorcha 116 o abrir la válvula de drenaje 113 para descargar el agua 98, como se muestra en el bloque 168, lo que permite que el gas de antorcha fluya directamente hacia la antorcha 22, lo que puede reducir la presión en el sistema de antorcha fría 90. El gas de antorcha puede entonces encenderse mediante el quemador del piloto 46 de la antorcha en la punta 99 de la antorcha 22 y, posteriormente ser quemado. Como se muestra en el bloque 170, se puede tomar la determinación de reiniciar el proceso. Si se toma la decisión de reanudar, como se muestra en el bloque 172, el procedimiento se reinicia con los actos en el bloque 134, como se explica con respecto a la figura 4. Si no se reanuda, el proceso finaliza en el bloque 174.

El paquete de motogenerador 64, en general, tendrá un límite en la cantidad de gas de antorcha que se puede quemar. En el caso de que se libere demasiado gas de antorcha de una vasija de proceso, para ser quemado por el paquete de motogenerador 64, el exceso de gas descargado puede ser quemado en la antorcha 22. Por ejemplo, en el diagrama de flujo de la figura 6 se muestra una secuencia de eventos que pueden tener lugar en caso de una descarga de gas en exceso. En cuanto a la figura 5, este procedimiento 180 puede comenzar con operaciones estables del paquete de motogenerador 64, como se muestra en el bloque 182. En el caso de una descarga de gran volumen o alta presión, el gas se descargará a través de la tubería de entrada 96 (es decir, el tubo de inmersión) en la vasija 92 y el rebosadero 94 de líquido, como se muestra en el bloque 184. Como se muestra en el bloque 186, el gas se encenderá mediante el quemador del piloto 46 de la antorcha que, en general, permanece encendido en todo momento.

La sobrepresión puede resultar en que el paquete de motogenerador 64 funcione a velocidad máxima, como se explica con respecto a la figura 5. En el bloque 188, se le puede preguntar al operador de la planta si el paquete de motogenerador 64 puede continuar funcionando. El paquete de motogenerador 64 puede ser detenido por varias razones, por ejemplo, para estabilizar las operaciones de la planta sin causar variaciones en los niveles de potencia, entre otras. Si la descarga es transitoria o no crítica, como se muestra en el bloque 190, el paquete de motogenerador 64 se puede dejar funcionando en funcionamiento automático para quemar la mayor cantidad posible de gas de antorcha, siendo consumido cualquier exceso de gas sobre la capacidad del paquete de motogenerador 64, en la antorcha 22. Sin embargo, el paquete de motogenerador 64 puede ser detenido, como se muestra en el bloque 192. Si el paquete de motogenerador 64 se detiene, en el bloque 194, se puede tomar la decisión de reiniciar el motor. Si el paquete de motogenerador 64 debe reiniciarse, en el bloque 196 el proceso se reanudaría con los actos que comienzan en el bloque 134, explicados con respecto a la figura 4. Si el proceso no se reinicia, finaliza en el bloque 198.

Sistema a modo de ejemplo utilizado en una planta de poliolefinas

Como se explicó anteriormente, el sistema 10 de recuperación de energía de las presentes técnicas se usa para recuperar energía del gas de antorcha en un proceso de producción de poliolefinas. Un proceso 200 de fabricación a modo de ejemplo para producir poliolefinas, tales como homopolímero de polietileno, homopolímero de polipropileno, y/o sus copolímeros, se representa en el diagrama de bloques de la figura 7. Cada etapa del proceso puede tener descargas rutinarias que se envían al sistema 14 de antorcha, como se explica a continuación. Las alimentaciones no rutinarias no se detallan específicamente, pero pueden incluir materiales inflamables y no inflamables, por ejemplo, nitrógeno, utilizado para purgar hidrocarburos de las vasijas, o gases y líquidos provenientes de descargas de sobrepresión, entre otros. Como se describió anteriormente con respecto a la figura 6, dicha descarga no rutinaria puede ser enviada a un sistema 14 de antorcha para su ignición, o puede ser quemada en un sistema 16 de motogenerador para recuperación de energía.

Como se muestra en la figura 7, diversos proveedores 202 pueden proporcionar materias primas del reactor 204 al sistema 200 de fabricación por medio de tuberías, camiones, cilindros, depósitos, etc. Los proveedores 202 pueden incluir instalaciones fuera del sitio y/o in situ, tales como, por ejemplo, plantas de olefinas, refinerías, plantas de catalizadores y similares. Ejemplos de posibles materias primas 204 incluyen monómeros y comonómeros de olefinas (tales como etileno, propileno, buteno, hexeno, octeno y deceno), elemento diluyentes (tales como propano, butano, isobutano, hexano, heptano y sus isómeros o mezclas), agentes de transferencia de cadena (tal como hidrógeno), catalizadores (tales como catalizadores de Ziegler, catalizadores de Ziegler-Natta, catalizadores de cromo y catalizadores de metaloceno), cocatalizadores (tales como alquilo de trietilaluminio, trietilboro y metilaluminoxano) y otros aditivos. Los hidrocarburos y el nitrógeno pueden descargarse a la antorcha desde diversos puntos en el envío y almacenamiento de las materias primas 204, por ejemplo, purgando las líneas sin hidrocarburos después de su uso, o limpiando las vasijas de almacenamiento para el servicio, entre otros.

Las materias primas 204 se proporcionan a un sistema de alimentación del reactor 206, donde pueden almacenarse, tal como en tanques de almacenamiento y alimentación de monómeros, vasijas de elemento diluyente, tanques de catalizador, cilindros y tanques de cocatalizador, etc. En el sistema de alimentación 206, las materias primas 204 pueden tratarse o procesarse antes de su introducción como alimentación 208 al sistema 210 de reactor. Por ejemplo, las materias primas 204, tales como monómero, comonómero y elemento diluyente, pueden ser enviadas a través de lechos de tratamiento (p. ej., lechos de tamiz molecular, relleno de aluminio, etc.) para eliminar los venenos del catalizador. Dichos venenos de catalizadores pueden incluir, por ejemplo, agua, oxígeno, monóxido de carbono, dióxido de carbono y compuestos orgánicos que contienen azufre, oxígeno o halógenos. Los venenos de catalizadores gaseosos, separados de las materias primas en el proceso de tratamiento, pueden enviarse al sistema 14 de antorcha como una descarga rutinaria. El monómero de olefina y los comonómeros pueden ser un fluido líquido, gaseoso o supercrítico, dependiendo del tipo de reactor que se alimenta. Además, habitualmente solo se puede añadir una cantidad relativamente pequeña de elemento diluyente de reposición nuevo como materia prima 204, recuperándose la mayoría del elemento diluyente alimentado al sistema 210 de reactor, del efluente del reactor.

El sistema 210 de reactor puede incluir una o más vasijas de reactor de polimerización, tal como polímero sólido disperso en una fase líquida continua, fase gaseosa o supercrítica, o un polímero líquido disuelto o disperso en un líquido. En algunos casos, el sistema 210 de reactor puede incluir combinaciones de reactores de fase líquida y gaseosa, así como combinaciones de múltiples reactores de fase líquida o gaseosa. Si varios reactores forman el sistema 210 de reactor, los reactores pueden disponerse en serie, en paralelo o en cualquier otra combinación o configuración adecuada. En general, no se esperan descargas rutinarias desde los reactores al sistema 14 de antorcha.

En las vasijas del reactor de polimerización, uno o más monómeros de olefina se polimerizan para formar un producto que incluye partículas de polímero, habitualmente llamado pelusa. La pelusa puede poseer una o más propiedades de fusión, físicas, reológicas, y/o mecánicas de interés, tales como densidad, índice de fusión (MI, Melt Index), caudal de fusión (MFR, Melt Flow Rate), contenido de copolímero o comonómero, módulo y cristalinidad. Habitualmente se añaden uno o más catalizadores, que facilitan la polimerización del monómero, a las vasijas del reactor de polimerización. El catalizador o catalizadores pueden seleccionarse para lograr las propiedades de pelusa deseadas para cada polímero componente en la resina multimodal. Además, las condiciones de reacción, tales como temperatura, presión, caudal, agitación mecánica, eliminación del producto, concentraciones de componentes, velocidad de producción de polímero, etc., también pueden seleccionarse para lograr las propiedades deseadas.

Si el reactor o los reactores son de fase líquida, habitualmente se suministra un elemento diluyente al reactor. El elemento diluyente puede ser un hidrocarburo inerte que sea líquido en las condiciones de reacción, tal como isobutano, propano, n-pentano, i-pentano, neopentano, n-hexano, ciclohexano, ciclopentano, metilciclopentano, etilciclohexano y similares. Un propósito del elemento diluyente es, en general, suspender las partículas de catalizador y el polímero dentro del reactor (p. ej., en la circulación de la suspensión de polímero en un reactor de bucle). El elemento diluyente también está presente para transportar el calor descargado de la reacción de polimerización hacia las superficies de refrigeración de los reactores.

La descarga 212 de los reactores dentro del sistema 210 de reactor puede incluir la pelusa de polímero así como componentes no poliméricos, tales como elemento diluyente, monómero/comonómero sin reaccionar, y catalizador residual. La descarga 212 puede ser procesada posteriormente, tal como por un sistema 214 de recuperación de elemento diluyente/monómero, para separar los componentes no poliméricos 216 (p. ej., elemento diluyente y monómero sin reaccionar) de la pelusa de polímero 218. El sistema 214 de recuperación de elemento diluyente/monómero puede tener un destello de recuperación de baja presión del elemento diluyente/monómero con una compresión de reciclaje asociada, o puede eliminar esta etapa del proceso usando solo un destello de alta presión.

Con o sin destello de baja presión, los componentes no poliméricos 216 recuperados sin tratar pueden ser procesados adicionalmente, por ejemplo mediante un sistema 220 de fraccionamiento, para eliminar los componentes pesados y ligeros no deseados. El sistema 220 de fraccionamiento puede ser una fuente importante de descargas rutinarias a un sistema de antorcha, ya que los componentes no reactivos pueden ser eliminados de los componentes no poliméricos 216 antes de devolverlos al sistema 206 de alimentación para su uso como alimentación 208 al sistema 210 de reactor. Por ejemplo, la eliminación de etano de los componentes no poliméricos 216 evita su acumulación en el sistema 210 de reactor. El etano se descarga rutinariamente en la antorcha para su eliminación. Además, también se pueden descargar pequeñas cantidades de hexano y hexeno al sistema 90 de antorcha desde el sistema 220 de fraccionamiento para evitar que estos compuestos se acumulen en los componentes no poliméricos 216. También se pueden descargar otros componentes en el sistema 14 de antorcha, incluido el nitrógeno, entre otros.

Las corrientes 222 de productos fraccionados pueden ser devueltas a continuación al sistema 210 de reactor a través del sistema 206 de alimentación. Por otro lado, los componentes no poliméricos 216 pueden reciclarse más directamente al sistema 206 de alimentación (como se indica con el número de referencia 224), sin pasar por el sistema 220 de fraccionamiento y evitando así el consumo de energía del sistema 220 de fraccionamiento. De hecho, en ciertas realizaciones, hasta el 50-95 % del elemento diluyente descargado del reactor se desvía del sistema 220 de fraccionamiento en ruta hacia el sistema 210 de reactor. La alimentación de reciclado directo lleva los componentes no reactivos de regreso al reactor, y no es una fuente de descarga al sistema 14 de antorcha.

También en la zona 214 de recuperación de elemento diluyente, la pelusa de polímero del producto habitualmente se purga con nitrógeno u otros gases inertes para eliminar el elemento diluyente de hidrocarburo, los monómeros y otros componentes de la pelusa. La purga puede reducir los residuos en la pelusa de polímero a niveles bajos antes de la extrusión en el sistema 226 para que los usuarios finales del producto no estén expuestos a hidrocarburos residuales. La mezcla de nitrógeno e hidrocarburos provenientes de la purga habitualmente se envía a un sistema de recuperación (no mostrado), donde la mayoría de los hidrocarburos se reciclan al reactor a través de la corriente 216, y parte del nitrógeno se puede reciclar al sistema de purga. Para evitar la acumulación de etano y etileno en el nitrógeno recuperado, una parte del nitrógeno recuperado se envía al cabezal 20 de antorcha para su eliminación. Esta puede ser otra fuente importante de descargas rutinarias a un sistema 14 de antorcha.

En los sistemas 226 de extrusión/carga, la pelusa 218 habitualmente se extruye para producir gránulos de polímero 228 con las características mecánicas, físicas y de fusión deseadas. En general, los gránulos de poliolefina se pueden transportar luego a una zona de descarga de productos, donde los gránulos se pueden almacenar, mezclar con otros gránulos, y/o cargar en vagones, camiones, sacos, etc., para su distribución a los clientes 230.

En una instalación de poliolefina grande a modo de ejemplo, como se ha descrito anteriormente, el flujo de gases al sistema 14 de antorcha puede ser de alrededor de 5000 lbs/hora (2268 kg/hora) o alrededor de 68,000 pies cúbicos estándar por hora (1926 metros cúbicos por hora) de promedio. A un poder calorífico medio de unas 455 BTU/SCF (16953 kJ/m3), esto corresponde a unos 30 millones de BTU/hora (31651676 kJ/hora). El flujo de gases al sistema 14 de antorcha no está limitado a estas cantidades. Dependiendo del tamaño de la planta, la descarga puede ser mucho menor o mucho mayor. Por ejemplo, en una planta pequeña, el flujo de gases al sistema 14 de antorcha puede ser de 2000 lbs/hora (907.2 kg/hora), 1000 lbs/hora (454.6 kg por hora), 500 lbs/hora (226.8 kg/hora), o incluso menos. Por el contrario, en plantas grandes el flujo de gases a la antorcha puede ser de 10,000 lbs/hora (4536 kg/hora), 20,000 lbs/hora (9072 kg/hora), 60,000 lbs/hora (27215 kg/hora) o incluso mayor. Como el uso de múltiples cabezales de antorcha puede ser común en plantas grandes, se pueden usar múltiples dispositivos de recuperación de energía.

La cantidad de gases que fluyen hacia el sistema 14 de antorcha puede influir en la selección del motogenerador 64. Por ejemplo, para una planta más grande, un quemador utilizado para generar vapor para los servicios de la planta o para la generación de energía secundaria puede ser más eficiente que otras opciones. Alternativamente, para los sistemas más pequeños, se puede seleccionar un motor alternativo que acciona un generador eléctrico o un compresor.

Por ejemplo, un paquete de motogenerador 64 que se puede usar en las realizaciones actualmente contempladas de las presentes técnicas usa un motor alternativo y puede ser suministrado por la firma Cummins Power Generation. Este paquete de motogenerador 64 puede desarrollar toda su potencia con combustible tan diluido como un 40 % de metano en volumen, y funcionar a potencia reducida en concentraciones de hasta un 30 % de metano en volumen.

Una paquete de motogenerador 64 consume 16 millones de BTU / hora (16880893.642 kJ/hora) de gas combustible, generando alrededor de 1750 kilovatios (KW) de electricidad.

Usando un solo paquete de motogenerador 64 quemando alrededor de 16 millones de BTU / hora (16880893.642 kJ/hora), como se describió anteriormente, alrededor de la mitad de los aproximadamente 30 millones de BTU / hora (31651675 kJ.hora) se podría consumir gas de antorcha de la planta de poliolefina a modo de ejemplo, generando alrededor de 1,75 megavatios (MW) de electricidad. El gas de antorcha restante podría enviarse a la antorcha en un sistema 14 de antorcha para su combustión, como se describe con respecto a la figura 2. Además, el exceso de gas puede comprimirse y almacenarse para una combustión posterior en el paquete de motogenerador 64.

Si se desea recuperar más energía, dos paquetes de motogenerador 64, cada uno quema 16 millones de BTU / hora (16880893.642 kJ/hora) podría usarse junto con el sistema 14 de antorcha. Como la energía total disponible es menor que la capacidad de los dos paquetes de motogenerador, la potencia eléctrica generada sería algo menos del doble de 1,75 MW, con los motores funcionando a menor velocidad.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un método para recuperar energía del gas de antorcha en un proceso (200) de producción de poliolefinas, que comprende:

desviar al menos una parte de un gas de antorcha desde un cabezal (20) de antorcha para formar un gas de antorcha desviado, donde el cabezal de antorcha está acoplado de manera fluida entre una vasija de proceso (18) y una antorcha (22) en una planta química (12) que comprende una instalación de producción de poliolefinas; quemar el gas de antorcha desviado en un sistema (16) de generación de potencia, para generar potencia.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el sistema (16) de generación de potencia comprende un motor alternativo, o un quemador, o una combinación de los mismos.

3. El método de la reivindicación 1, que comprende agregar un gas combustible al gas de antorcha desviado, opcionalmente agregar el gas combustible al gas de antorcha desviado durante la puesta en marcha del sistema (16) de generación de potencia.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el sistema (16) de generación de potencia comprende un generador eléctrico, o un compresor de aire, o una combinación de los mismos.

5. El método de la reivindicación 1, que comprende desviar sustancialmente todo el gas de antorcha del cabezal (20) de antorcha para ser quemado en el sistema (16) de generación de potencia.

6. El método de la reivindicación 1, en el que, en respuesta a un cambio de proceso en el sistema (16) de generación de potencia, o en la vasija de proceso (18):

la antorcha (22) es colocada en una situación activa; y

cualquier gas de antorcha no consumido en el sistema (16) de generación de potencia se quema en la antorcha (22).

7. El método de la reivindicación 1, que comprende almacenar una potencia generada desde el sistema (16) de generación de potencia durante un primer período de tiempo, y liberar la potencia almacenada durante un segundo período de tiempo, opcionalmente en el que el primer período de tiempo tiene temperaturas ambientales relativamente más bajas de manera constante con respecto al segundo período de tiempo.

8. El método de la reivindicación 1, que comprende quemar el gas de antorcha desviado en el sistema (16) de generación de potencia hasta un máximo, y luego almacenar una cantidad restante del gas de antorcha desviado en el sistema (16) de generación de potencia y/o quemar la cantidad restante del gas de antorcha desviado, en la antorcha (22).

9. Un sistema (10) para recuperar energía del gas de antorcha en un proceso (200) de producción de poliolefinas, que comprende:

un sistema (14) de antorcha, que comprende una antorcha (22) y un cabezal (20) de antorcha, en el que el cabezal (20) de antorcha acopla en acoplamiento de fluido la antorcha (22) a una vasija de proceso (18) en una planta química (12) que comprende una instalación de producción de poliolefinas; y

un conducto configurado para transferir al menos una parte del gas de antorcha desde el cabezal (20) de antorcha a un sistema (16) de generación de potencia,

estando configurado el sistema (16) de generación de potencia para quemar el gas de antorcha y producir potencia.

10. El sistema (10) de la reivindicación 9, en el que el sistema (16) de generación de potencia comprende una máquina que incluye un motor alternativo, un quemador, una caldera o un compresor, o cualquier combinación de los mismos que, opcionalmente, comprende, además: (i) un ventilador centrífugo (74) con una entrada acoplada al cabezal (20) de antorcha y una salida acoplada a la entrada de la máquina, en el que el ventilador centrífugo (74) está configurado para aumentar la presión del gas de antorcha quemado en la máquina; o (ii) un conducto (28) de gas combustible configurado para agregar un gas combustible a la entrada de la máquina, que comprende, opcionalmente, un conducto de mezcla configurado para formar una mezcla del gas combustible con el gas de antorcha, donde el conducto de mezcla está configurado para añadir la mezcla a la entrada de la máquina.

11. El sistema de la reivindicación 9, que comprende un rebosadero (36) de agua que aísla la antorcha (22) del cabezal (20) de antorcha, en el que el rebosadero de agua está configurado para desviar sustancialmente todo el gas de antorcha al sistema (16) de generación de potencia para quemar, y en el que el agua en el rebosadero (36) de agua está configurada para ser desplazada por una descarga de gas a alta presión para abrir un camino hacia la antorcha (22).

12. El sistema de la reivindicación 11, en el que el rebosadero (36) de agua comprende una vasija acoplada de manera fluida entre un depósito de separación (34) de la antorcha y la antorcha (22).

13. El sistema de la reivindicación 11, en el que el rebosadero (36) de agua está incorporado en el depósito de separación (34) de la antorcha.

14. El sistema de la reivindicación 9, en el que el sistema de generación de potencia comprende un motor alternativo o un quemador configurado para quemar una BTU baja (1 BTU = 1055 J), en el que el gas de BTU baja comprende un gas de antorcha que tiene un contenido de energía superior a aproximadamente 30 % de metano en volumen; en donde el sistema (10) de antorcha que comprende la antorcha (22) y el cabezal (20) de antorcha acopla en acoplamiento de fluido la antorcha (22) a la vasija de proceso (18) en la planta química (12);

un conducto desde el cabezal (20) de antorcha hasta el motor alternativo o el quemador, en el que el conducto está configurado para desviar el gas de antorcha desde el cabezal (20) de antorcha para accionar el motor alternativo o el quemador; y

un dispositivo de recuperación de energía accionado por el motor o el quemador.

15. El sistema (10) de la reivindicación 14, que comprende una fuente de combustible acoplada al motor alternativo para proporcionar combustible, que comprende, opcionalmente, un conducto de mezcla, configurado para mezclar el combustible con el gas de antorcha antes de alimentar la mezcla al motor alternativo.