優(yōu)化參數·節(jié)能降耗·提高液烴產品收率

張小凱　羅保峰　李科

摘 要：雅克拉集氣處理站自2005年11月29日投產至2006年9月底，工藝上一直采用JT閥生產模式制冷生產液烴，JT閥后溫度可達到-60 ℃，液烴收率保持在70%左右。膨脹機組投運后，膨脹端出口達到-75℃，產品收率有了大幅度提高，液烴收率達到90%～93%。但隨著設備老化，產品收率受到很大影響，為提高產品收率，我們從人的操作方法、設備參數優(yōu)化、工藝設計上的缺陷以及環(huán)境因素做了研究，將液烴產品收率再提高2%。

關鍵詞：收率；操作方法；設備參數；設計缺陷；環(huán)境因素

中圖分類號：TQ441.41 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）23-0172-02

雅克拉集氣處理站位于雅克拉凝析氣田中心地域，2005年11月29日投產運行，設計規(guī)模：天然氣處理量為260×

104 Nm3/d，凝析油處理量為：17×104 t/a，它采用一級布站方式，凝析油采用的是正壓精餾穩(wěn)定，天然氣脫水采用分子篩干燥，天然氣處理使用膨脹機深冷分離工藝，生產運行模式隨用戶的用氣量不同分為膨脹機增壓單機模式，膨脹增壓雙機模式運行，主要產品為：

液化氣、輕油、凝析油和干氣。

1 影響收率的主要因素

我們對發(fā)生過的影響收率的因素進行了統(tǒng)計，情況見表1，排列圖，如圖1所示。

根據生產實際出發(fā)，由操作人員的運行記錄以及中控室參數曲線為依據，對影響收率的問題分成6個方面，并且繪制了排列圖，我們可以看出，因為工藝上的問題影響收率的成因占主要因素。

1.1 主因確認及論證

我們在原料氣，環(huán)境因素上做了大量改善工作，如調整合理的倒井制度，增加取樣化驗頻率。

根據冬夏季溫度對收率的影響，制定了一整套設備冬夏季操作制度，防止因為超壓、高溫以及凍堵而影響收率的各種不利因素。重點從設備的利用率，參數的調整，以及工藝流程的優(yōu)化三方面著手，把專業(yè)的技術和實踐經驗結合起來進行了討論最后確定了主要因素：

①操作人員技術層面上：中控室每個人操作方法的不同，對主要工藝段參數優(yōu)化并未取得統(tǒng)一意見。

②設備上：閑置的冷水機組未投運起來，熱物料不能及時的進行冷卻降溫；膨脹機組運行模式需要改變。

③工藝流程上：液化氣冷卻器流程和再生氣冷吹氣流程不合理，需要改造。

1.2 制定對策

制定的相關對策，見表2。

2 對策實施

①針對操作人員，尤其是中控室操作人員，首先統(tǒng)一了思想，在講究設備平穩(wěn)運行的前提下，以提高C3+產品收率為主線，由工藝技術員作為技術指導，中控室操作人員之間進行了多次技術交流，形成了統(tǒng)一的共識。

②由技術員提供每日的產量公告表，結合化驗室人員的化驗結果，找出最佳控制參數。通過對液化氣塔運行參數變化趨勢分析后，隨著環(huán)境溫度上升導致液化氣塔分離精度下降，塔頂空冷器冷量提供不足，造成塔壓變化、溫度增加，且塔頂回流量和塔底溫度控制較低，操作彈性受到限制。

針對上述原因，確定了增加塔頂冷量，提高回流流量，保證塔頂溫度穩(wěn)定。將塔頂2臺空冷器增加至3臺，將塔底溫度由原來的137 ℃提高至137.5 ℃，保證了塔底塔頂的產品質量，提高了產品收率。

③因冷水機組和再生空冷器的目的都是為脫去再生氣中的水，因空冷器單獨運行基本可以滿足脫水要求，冷水機組一直沒有正常投用，造成液化氣和輕油冷卻器沒有投用，使液烴產品進罐溫度比較高。投用冷水機組設備，對液化氣與輕油進行冷卻，使之進罐溫度降低，液化氣塔壓力平穩(wěn)，操作難度降低。

④對目前的膨脹機組運行模式（雙機自動運行）改為一臺手動一臺自動運行。

⑤對液化氣塔頂冷卻流程改造流程改造前，液化氣從塔頂出來經塔頂空冷器后進入回流罐，回流罐內液化氣溫度48 ℃左右，液化氣從回流罐出來進入回流泵，由于液化氣是易揮發(fā)的液體，容易造成回流泵的氣蝕；液化氣從塔頂出來，經過空冷器進入回流罐，塔頂溫度主要是通過空冷器和塔頂回流量來控制，而回流罐壓力卻不容易控制，經常造成回流罐壓力超高而進行自動放空，影響液化氣的產量。

流程改造后，液化氣介質通過空冷器冷卻后再串聯進行液化氣冷卻器進一步進行冷卻，再進入回流罐。液化氣從回流罐出來經過回流泵增壓后，一部分回流進塔，一部分跨過原流程中的液化氣冷卻器直接進儲罐。

通過對塔頂氣相的兩次冷卻可以解決夏季生產中液化氣塔壓力高不好控制的問題，并且降低了進回流泵液化氣的溫度，有利于延長泵的使用壽命。

⑥再生冷卻氣管線改造。

膨脹機組投運后，外輸干氣溫度由40 ℃左右提高至60 ℃左右，即提高了再生氣源的溫度，造成干燥塔再生過程中冷吹時間的延長，為減小干燥塔冷吹后溫度較高（60 ℃左右）對膨脹機制冷效果的影響，將并流時間由10 min延長至70 min，最終造成干燥塔的再生時間（12.5 h以上）長期大于其設定的規(guī)定時間（8 h），干燥塔脫水效果不理想，縮短干燥塔分子篩壽命?，F通過管線改造，讓進入再生氣系統(tǒng)的再生氣先經過再生氣冷卻器，在干燥塔冷吹時通過流程切換，將再生氣冷吹氣溫度由60℃左右降至40℃左右，冷吹結束后，通過關小冷卻水的閥門，減小對再生氣的冷卻，減少冷水機組的功率輸出。

這樣既縮短了干燥塔的再生時間，也減小了對膨脹機的制冷效果的影響。

3 效果檢查

①在對參數的優(yōu)化調整后，液化氣中nC5、iC5含量由0.2%降低倒0.04%，C2含量則由原來的3%左右降到了2%，提高了液化氣純度；輕油飽和蒸汽壓由60 kPa提升到70 kPa，輕油收率得以提高，產量隨之增加。

②投用冷水機組后，液化氣進罐溫度由原來的將近50 ℃降到現在的40 ℃，尤其使液化氣塔頂壓力得到了控制，減少了因為壓力的升高而產生的放空量，提高了液化氣的產量。

③改膨脹機運行為一臺手動另一臺自動運行模式，徹底解決了因流量不匹配的問題導致的停機次數。

④液化氣流程優(yōu)化后，在夏季液化氣塔壓力更容易控制，液化氣塔頂氣相經塔頂空冷器冷卻后再經液化氣冷卻器冷卻，液化氣進液化氣塔回流罐溫度可達到40 ℃，在冬季則可停運2臺或3臺空冷器，起到降低能耗的作用。

液化氣溫度降低后，液化氣塔回流泵運行溫度也得到相應的降低，有利于減少氣蝕的發(fā)生和延長泵的運行壽命，半年以來，回流泵未發(fā)生過異常情況。

其次流程優(yōu)化后液化氣塔的回流物料的溫度降低，在液化氣塔操作壓力不變的情況下，可以通過適當降低脫乙烷塔底溫度，適當調節(jié)回流比來控制液化氣塔的溫度來進一步提高輕烴收率。

估算在夏季3個月的高溫季節(jié)在200 m3/d的產氣量下液化氣產量可增加5t以上。

⑤通過流程優(yōu)化使再生冷吹氣先進入再生冷卻器冷卻，冷出氣溫度由60 ℃下降至40 ℃，冷吹結束進行到吸附階段后，分子篩脫水的操作溫度可達到40 ℃，滿足了分子篩吸附過程對溫度的要求，而且經過改造，縮短了干燥塔的再生時間，避免了由于干燥塔再生時間延長而造成其脫水效果不佳事情的發(fā)生，同時也減小了干燥塔并流時溫度高對膨脹機制冷效果的影響，維持了輕烴高收率。見表3。

4 體會和下一步打算

①通過研究改進，最終達到了產品收率達到95%以上的水平。

②現有的工藝還未達到完善的地步，仍然可以尋求到許多可以改進的地方。

③設備的老化必然會引起收率的降低，加強設備的保養(yǎng)，是維修人員和操作人員都應該引起重視的問題。

④操作人員的責任心是一個人為的因素，足夠強的責任心是保證精心操作的一個前提。

參考文獻：

[1] 蔣洪，朱聰，練章華.提高輕烴回收裝置液烴收率[J].油氣田地面工程，

2001，20（2）：26-27.