北Ⅰ-1原油穩(wěn)定裝置油吸收技術(shù)試驗(yàn)

丁建成 劉小東 代勇 （大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

北Ⅰ-1原油穩(wěn)定裝置油吸收技術(shù)試驗(yàn)

丁建成 劉小東 代勇 （大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

大慶油田北I-1原油穩(wěn)定裝置首次采用常溫油吸收技術(shù)，不但能解決北I-1天然氣深冷裝置負(fù)荷低和分子篩吸烴的問(wèn)題，而且可避免原油穩(wěn)定裝置與天然氣深冷裝置檢修期相互制約的問(wèn)題。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后，不凝氣輕烴收率達(dá)到16.3 t/104m3，關(guān)鍵組分C2收率達(dá)到85%，天然氣深冷裝置年可增加濕氣處理量990×104m3，減少分子篩吸烴損失800 t/a、輕烴2780 t/a。降低了丙烷制冷機(jī)耗電量，原油穩(wěn)定和深冷裝置合計(jì)年節(jié)電量為60×104kWh。

原油穩(wěn)定；輕烴；不凝氣

1 概述

原北I-1原油穩(wěn)定裝置不凝氣處理存在以下問(wèn)題：北I-1原油穩(wěn)定裝置不凝氣壓力較低，天然氣深冷裝置入口氣量的增大抑制不凝氣進(jìn)入天然氣深冷裝置，導(dǎo)致天然氣深冷裝置一般運(yùn)行在低負(fù)荷工況下；在天然氣深冷裝置分子篩存在吸烴現(xiàn)象，而在沒(méi)有原油穩(wěn)定裝置不凝氣進(jìn)入的薩南天然氣深冷裝置、南壓天然氣深冷裝置和紅壓天然氣深冷裝置均沒(méi)有輕烴吸出，取樣化驗(yàn)分子篩吸出輕烴組分主要是原油穩(wěn)定裝置不凝氣中組分。天然氣深冷裝置檢修期安排受制約，天然氣深冷裝置檢修時(shí)原油穩(wěn)定裝置需同時(shí)檢修，否則不凝氣無(wú)去向。

2 工藝方案設(shè)計(jì)

北I-1原油穩(wěn)定裝置于2005年建成投產(chǎn)，裝置整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，按常規(guī)設(shè)計(jì)場(chǎng)地?zé)o法滿足應(yīng)用要求，為此提出了常溫油吸收技術(shù)應(yīng)用。北I-1原油穩(wěn)定裝置應(yīng)用油吸收技術(shù)占地面積由常規(guī)的86 m2降至36 m2，投資由476萬(wàn)元減少到190萬(wàn)元。

模擬計(jì)算得出，增壓后不凝氣冷卻溫度在20～50℃之間對(duì)輕烴收率影響較??；因此，采用空冷器冷卻，冬季確定冷凝溫度為38℃，夏季確定為45℃[1]。

2.1吸收油（原油穩(wěn)定裝置產(chǎn)的輕烴）流量

保持塔頂壓力0.4 MPa和不凝氣冷卻溫度40℃不變，模擬計(jì)算輕烴收率隨吸收油流量的變化規(guī)律（圖1），乙烷收率隨吸收油流量的增大而增大。原油穩(wěn)定裝置輕烴泵后有足夠壓力引入油吸收塔，不會(huì)增加輕烴泵能耗和投資，所以可利用輕烴泵將原油穩(wěn)定裝置產(chǎn)的輕烴增壓后全部作為吸收油。為保證平穩(wěn)運(yùn)行確定北I-1原油穩(wěn)定裝置吸收油流量為5 t/h。

圖1 輕烴收率隨吸收油流量的變化情況

2.2吸收塔壓力

保持吸收油流量5 t/h和不凝氣冷卻溫度40℃不變，模擬計(jì)算輕烴收率隨塔頂壓力的變化規(guī)律（圖2），輕烴及組分收率均隨吸收塔壓力的增加而增加。當(dāng)吸收塔壓力達(dá)到0.45 MPa后，輕烴及組分收率無(wú)明顯變化?？紤]壓降問(wèn)題，此時(shí)要求壓縮機(jī)出口壓力達(dá)0.5 MPa，而將原油穩(wěn)定裝置不凝氣由0.05 MPa增壓到0.55 MPa后，壓縮機(jī)機(jī)體采用空冷冷卻實(shí)現(xiàn)難度較大，綜合經(jīng)濟(jì)效益分析，設(shè)計(jì)吸收塔壓力為0.4 MPa。

2.3工藝流程

原油穩(wěn)定裝置產(chǎn)的不凝氣首先進(jìn)入壓縮機(jī)緩沖罐，分離出少量液滴后，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至0.45 MPa，再經(jīng)空冷卻器冷卻至45℃進(jìn)入吸收塔底部。輕烴進(jìn)入吸收塔頂部，與氣體逆向交換，C2+組分被吸收，塔頂出來(lái)的氣體進(jìn)入天然氣深冷裝置，當(dāng)天然氣深冷裝置檢修時(shí)作為原油穩(wěn)定裝置的加熱爐燃料氣，塔底輕烴外輸[2]。工藝流程見(jiàn)圖3。

圖2 輕烴收率隨塔頂壓力的變化情況

圖3 流程示意圖

3 裝置考核

2011年4月6日—4月7日，對(duì)常溫油吸收裝置完成考核[3]（表1）。

表1 考核期平均運(yùn)行參數(shù)

考核期間不凝氣量為8181 m3/d，在設(shè)計(jì)值8000～12 000 m3/d范圍內(nèi)，其他運(yùn)行參數(shù)也在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，主要指標(biāo)分析如下：

◇輕烴收率16.3 t/104m3，高于預(yù)期指標(biāo)12.5 t/104m3，主要是由于不凝氣組分變富；C2以上輕烴的體積分?jǐn)?shù)由2010年的73.6%增加到78.9%，不凝氣中輕烴的潛質(zhì)量濃度由14.0 t/104m3增加到17.2 t/104m3。

◇關(guān)鍵組分C2收率達(dá)到85%，比預(yù)期指標(biāo)80%高出6.3百分點(diǎn)。

◇日產(chǎn)輕烴13.35 t，年運(yùn)行時(shí)間以330 d計(jì)算，年產(chǎn)輕烴4405 t。

4 結(jié)論

1）首次提出了常溫油吸收技術(shù)，能有效地減少場(chǎng)地面積和投資對(duì)技術(shù)應(yīng)用的限制。

2）降低了原油穩(wěn)定裝置不凝氣處理上對(duì)北I-1天然氣深冷裝置的依賴程度，增加了2套裝置檢修期安排的自由度。

3）北I-1油氣處理站（天然氣深冷+原油穩(wěn)定）年增加濕氣處理量990×104m3，多回收輕烴1980 t；避免分子篩吸烴年可多回收輕烴800 t,合計(jì)年可增產(chǎn)輕烴2780 t。

4）減少了丙烷制冷機(jī)耗電，原油穩(wěn)定裝置和天然氣深冷裝置合計(jì)年可節(jié)電60×104kWh。

[1]劉嘉,肖婷,李憲昭,等.原油分餾穩(wěn)定工藝計(jì)算[J].當(dāng)代化工, 2015（2）:15-17.

[2]曹登巨,劉仲敕.油田伴生氣綜合利用分析[J].石油與天然氣化工,2015（2）:23.

[3]于朋朋.樁西采油廠樁西聯(lián)合站原油穩(wěn)定工藝研究[J].中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報(bào),2015（1）:31-33.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.04.008

2015-12-28

（編輯 王艷）

丁建成，高級(jí)工程師，1993年畢業(yè)于西南石油學(xué)院，從事油田伴生氣處理和原油穩(wěn)定等研究工作,E-mail：dingjc@petrochina. com.cn,地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司，163416。