輕烴裝置優(yōu)化運行研究與應用

蘇春明(黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)馬鞍山輕烴分餾分公司163000)

一.前言

在石油伴生氣當中大量的含有豐富的液化氣(C3c4)和混烴(高于cs)等液態(tài)烴資源,經(jīng)過輕烴處理裝置有效提取這些液態(tài)烴,生產(chǎn)出液態(tài)烴含量非常低的高質(zhì)量天然氣,不但要確保天然氣管道的運行安全,同時為用戶提供清潔而高效的天然氣干氣燃料,也大大增加災油田中包含的原油在內(nèi)的液態(tài)烴產(chǎn)量。

二.輕烴裝置現(xiàn)狀分析：

通過將大慶油田作為分析案例，對輕烴裝置的一些現(xiàn)狀做出分析。眾所周知，大慶油田位于我國黑龍江省，是我國重要的石油天然氣生產(chǎn)基地，同時具有較大的濕氣處理能力，可以每年達到二十億立方米，并且具有穩(wěn)定的原油生產(chǎn)能力二千八百噸，同時具有生產(chǎn)輕烴七十七萬噸的生產(chǎn)能力。在進行處理過程中，經(jīng)過處理后的天然氣和輕烴一般主要作為化工的原材料，并且能夠為發(fā)電提供燃料，并十分廣泛的應用于合成氨、甲醇、乙烯生產(chǎn)，其中一部分天然氣適用于工業(yè)發(fā)電、鍋爐和民用燃料。

天然氣公司分公司的輕烴生產(chǎn)裝置始建造于八十年代中期，因此，在長期的運行過程中，這些裝置和設備整體的運行時間都在二十九年以上，其超長的裝置運行周期，使得這些裝置和設備的老化程度嚴重，同時，管網(wǎng)的超期使用，使得整個輕烴儲運系統(tǒng)中存在在著很多的問題。

1.部分輕烴管道嚴重腐蝕和老化。

在天然氣分公司中，很多輕烴管網(wǎng)的一些管道都已經(jīng)運行了太長的時間年限，很大一部分都超過了二十年，據(jù)統(tǒng)計超過二十年的有十二條，總共長達156km，占總管道長度的44%，這種存在著運行隱患的管道因為建設時間太長，在防腐蝕和防止銹蝕方面存沒有采取先進的方式，因而管道的腐蝕和銹蝕嚴重，其嚴重老化后存在著較多的安全隱患。在筆者統(tǒng)計中，這些管道的運行年限如下表統(tǒng)計。

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問題二：輕烴管網(wǎng)管道在實際運行過程中很容易受到來自第三方的破壞而產(chǎn)生較為嚴重的安全隱患，比如一些管道網(wǎng)時常存在著泄露的事故，在進行統(tǒng)計過程中，發(fā)現(xiàn)，來自第三方對管道的破壞主要表現(xiàn)在施工作業(yè)不規(guī)范，或者是偷盜行為。這些不規(guī)范的操作或是違法行為都很大程度的造成了管道的泄露情況，同時，腐蝕銹蝕穿孔也是其中一個十分重要的原因。問題三：輕烴管道發(fā)生穿孔泄漏事故時造成輕烴損失嚴重。

當發(fā)生輕烴管道穿孔性泄漏事故時，按照現(xiàn)有的《管道事故應急反應預案》規(guī)定需要先對管道進行卸壓、掃線后才能進行管道維修。并且在卸壓、掃線過程中在泄漏點會有大量介質(zhì)外泄，對周邊環(huán)境造成污染，同時因為收油卸壓過程緩慢，拖延了搶修管道時間，達不到快速反應、最大限度地減少經(jīng)濟損失和減輕安全隱患的要求。

問題四：深冷烴與淺冷烴混輸能耗超高。

北I——11、南壓深冷烴與淺冷烴混合沒有單獨外輸，，容易發(fā)生汽化，極易造成計量誤差，增大外輸無誤差。由于深冷烴飽和蒸氣壓力具有1.9MPa左右，原穩(wěn)烴 達0.8MPa左右，淺冷烴達1.2MPa左右，然而光明總庫能接收淺冷、原穩(wěn)烴混輸壓力不超過1.65MPa。如果深冷烴直接與原穩(wěn)烴、淺冷烴混和外輸，為了避免深冷烴在混輸過程中在管道內(nèi)發(fā)生汽化，管網(wǎng)壓力必要達到混輸烴飽和蒸氣壓，這樣勢必造成原穩(wěn)和淺冷外輸輕烴泵壓力過高，增大了泵的電耗損，不利于節(jié)能降耗創(chuàng)收。

問題五：輕烴管網(wǎng)未實現(xiàn)不間斷輸送。

當前，薩南1#、2#線及北I－11#、2#線、北壓線都沒有能夠較好的實現(xiàn)不間斷的進行輸送，同時，在輕烴外輸時間上和設備調(diào)度上都缺乏統(tǒng)一的安排，沒有統(tǒng)一規(guī)范的進行調(diào)度，而是在實際運行過程中結合每中裝置自身所產(chǎn)生的輕烴產(chǎn)量和輕烴泵流量而進行決定的，因此，在實際運行過程中，管道網(wǎng)會所帶來的壓力和流量會產(chǎn)生較大的變化和波動，從而一定程度的讓管網(wǎng)的利用效率降低，管網(wǎng)的整體能耗增大等多種情況。

三.輕烴裝置運行優(yōu)化措施

1 經(jīng)過理論研究及計算分析,聯(lián)系油田開發(fā)生產(chǎn)經(jīng)營現(xiàn)狀,當各裝置在其單元體設備完好的時候,可以采用優(yōu)化運行方式來提高中國石油化工標準及質(zhì)量第九期(下)高液化氣的收率,增加液態(tài)烴生產(chǎn)產(chǎn)量,杜絕優(yōu)良資源浪費發(fā)生,有效增加油田經(jīng)濟效益。以大慶輕烴裝置為例,每當提高一個百分點的液化氣收率,就可以日增加三噸液化氣,按目前油價計算每日可創(chuàng)收18000余元。

2 當資源供給非常充足、各裝置達到滿負荷生產(chǎn)的時候,必須根據(jù)外部環(huán)境氣溫隨時變化,適當調(diào)整工藝參數(shù),主要調(diào)整制冷量的大小及脫乙烷塔和穩(wěn)定塔底溫度高低,以提高液化氣C3、C4產(chǎn)值。

3 當資源不充足,裝置能力存在過剩的時候,必須優(yōu)化管網(wǎng)、優(yōu)化資源配置,優(yōu)先保證中深冷工藝裝置進行滿負荷生產(chǎn),適當調(diào)整中深冷工藝裝置的運行工藝參數(shù),使得液化氣C3、C4值不會有較大幅度的降低。

4 在資源發(fā)生嚴重不足,裝置能力發(fā)生嚴重過剩的時候,要果斷立刻停掉淺冷工藝的處理裝置,調(diào)整出來的資源供應給中深冷工藝裝置進行處理,以便降低能耗,保證總體效益不受較大的影響。

5 在輕烴裝置的設計過程中,要充分聯(lián)系資源實際分布狀況并要詳細考慮資源在開發(fā)生產(chǎn)中的存在綜合遞減的規(guī)律,選擇裝置處理能力不能一味求大，管網(wǎng)布局也要符合裝置的設計能力，便于資源遞減發(fā)生時的優(yōu)化處理。

四.結束語：

大慶油田輕烴裝置在運行管理的過程中，通過對輕烴裝置現(xiàn)狀進行細致的分析，并以實例進行論證，在輕烴裝置運行優(yōu)化的過程中，采取有力措施，對于輕烴裝置運行存在的問題提出了有效的解決措施，并為以后的輕烴裝置的發(fā)展提供參考依據(jù)。

[1]潘海源《輸油管線優(yōu)化運行技術研究》中國石油大學，2007

[2]嚴宏東，汪玉春《用改進混沌綜合法實現(xiàn)熱油管道的優(yōu)化設計》油氣儲運，2005，