輕烴裝置安全生產(chǎn)工藝優(yōu)化分析與討論

（大慶油田化工有限公司東昊分公司，黑龍江 大慶 163000）

輕烴裝置安全生產(chǎn)工藝優(yōu)化分析與討論

胡繼峰

（大慶油田化工有限公司東昊分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著應(yīng)用的廣泛普及，老舊輕烴回收裝置在生產(chǎn)過(guò)程中的一些問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)，分析目前輕烴裝置中存在的問(wèn)題，對(duì)輕烴裝置進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)優(yōu)，對(duì)工藝加以改進(jìn)，以達(dá)到增產(chǎn)減損的目的，是現(xiàn)今的主要研究課題所在，分析老舊輕烴裝置在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的問(wèn)題，針對(duì)其工藝進(jìn)行優(yōu)化，是生產(chǎn)發(fā)展的迫切需要。

輕烴裝置；調(diào)優(yōu)；改進(jìn)；優(yōu)化

輕烴裝置指的是輕烴的回收設(shè)備。輕烴，既天然氣凝液，輕烴回收的意義是以液態(tài)形式回收天然氣中比甲烷或乙烷更重的組分的過(guò)程，一方面是為了控制天然氣的烴露點(diǎn)以達(dá)到商品氣質(zhì)量指標(biāo)，避免氣液兩相流動(dòng)，另一方面所回收的液烴其經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高。輕烴回收裝置是處理油田不凝析氣、伴生氣的主要裝置，目前輕烴回收裝置運(yùn)行相對(duì)不穩(wěn)定，輕烴回收率低。我國(guó)當(dāng)前所使用的輕烴回收裝置普遍存在流程不合理、能耗大、成本高、設(shè)備老等弊端。正壓原穩(wěn)工藝簡(jiǎn)單,沒(méi)有壓縮機(jī)等大型轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備,維修、維護(hù)費(fèi)用較低,裝置拔出率遠(yuǎn)高于負(fù)壓原穩(wěn)工藝，在保證原油品質(zhì)的情況下,可提高輕烴收率。

1 輕烴裝置的構(gòu)成

輕烴作為一種石油產(chǎn)品的衍生產(chǎn)物,由碳和氫兩種元素組成,其來(lái)源包括兩部分:壓縮制冷天然氣并分離出其中重組分,密度為0.58～0.64 t/m～3;對(duì)原油進(jìn)行加熱,并分離出其輕組分,密度為0.62～0.69 t/m～3,兩者皆為物理過(guò)程。輕烴裝置的構(gòu)成十分復(fù)雜，主要由蒸發(fā)器、原料供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、燃?xì)庀到y(tǒng)和燃?xì)庑孤﹫?bào)警切斷系統(tǒng)構(gòu)成。

蒸發(fā)器為臥式罐，內(nèi)部設(shè)計(jì)有換熱器和氣床，外部設(shè)計(jì)有進(jìn)油口、出油口、空氣入口、燃?xì)獬隹?、平衡管口和傳感器接口等，是產(chǎn)生燃?xì)獾暮诵脑O(shè)備。

原料供給系統(tǒng)主要用于貯存原料油，其組成部分包括原料罐、供油管、電磁閥和流量計(jì)等。

空氣供給系統(tǒng)用于輸入空氣，起到將燃?xì)馀c空氣隔離的作用。變頻器、風(fēng)機(jī)、單向閥、集氣器和U形管都屬于空氣供給系統(tǒng)。其主要設(shè)備有空氣壓縮機(jī)、集氣器、空氣緩沖灌、電磁閥、空氣分配器、油封管輸氣管道等。

加熱系統(tǒng)主要用于補(bǔ)充氣化潛熱，包括水泵、熱源設(shè)備和高位水箱，另外還包含防雷防靜電系統(tǒng)和電氣保護(hù)接地系統(tǒng)，主要用于消除靜電。

電氣控制系統(tǒng)的組成有控制柜、壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、流量傳感器，主要用于保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。其包含的各種報(bào)警系統(tǒng)是輕烴裝置生產(chǎn)安全的重要保障所在，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)注油冒頂和原油液位過(guò)低、蒸發(fā)器失控、燃?xì)庑孤┑仁鹿?，并自?dòng)采取進(jìn)行斷電保護(hù)措施。

燃?xì)庀到y(tǒng)指的是燃?xì)庵鞴堋⑷細(xì)庖牍?、調(diào)壓器、檢修閥、燃?xì)獗?、放散管和閥門(mén)。

燃?xì)庑孤﹫?bào)警切斷系統(tǒng)主要是設(shè)備調(diào)試和檢修時(shí)發(fā)揮作用，由氣敏原件和報(bào)警裝置、切斷裝置組成。

2 影響輕烴收率的因素

2.1 原料

來(lái)油含水量超標(biāo)、組分過(guò)輕或過(guò)重，都會(huì)影響輕烴收率，原油含水率超標(biāo)的情況下，若操作不當(dāng)，會(huì)引起裝置沖塔染罐、塔液位出現(xiàn)較大波動(dòng)、加熱爐爐管結(jié)焦等問(wèn)題出現(xiàn)。正壓原油穩(wěn)定裝置能很好地應(yīng)對(duì)原油含水率超標(biāo)的問(wèn)題，在處理量不變的情況下，含水率超標(biāo)會(huì)造成入換熱器壓力升高、入爐壓力升高、入爐和出爐溫度降低、塔頂壓力升高及冷后溫度升高的現(xiàn)象。原油含水率超標(biāo)還會(huì)導(dǎo)致穩(wěn)后泵抽空、塔液位上升，如遇塔液位上升過(guò)快的情況要立即熄爐，裝置改站內(nèi)外循環(huán)。原油含水率超標(biāo)是很常見(jiàn)的情況，及時(shí)進(jìn)行正確的操作則可有效避免沖塔染罐事故的發(fā)生。

2.2 溫度

入爐溫度、出爐溫度、塔頂溫度、空冷和水冷溫度都會(huì)對(duì)輕烴收率造成影響。原油含水會(huì)導(dǎo)致入爐溫度和出爐溫度偏低，此時(shí)進(jìn)入穩(wěn)定塔的氣化率隨之降低，輕烴收率也就受到影響。而換熱器管束上的油垢嚴(yán)重影響著換熱器的使用效果和使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至堵塞，所以及時(shí)清洗換熱器是保障輕烴收率的重要工序。冷卻效果的好壞決定著輕烴產(chǎn)量，當(dāng)氣溫較高時(shí)需要注意采取各項(xiàng)措施來(lái)提升空冷效果，在流量、溫度、壓力一定時(shí)，穩(wěn)定塔中原油分餾出的氣量也是一定的，此時(shí)制冷溫度越低，輕烴收率就越好。

2.3 壓力

壓力影響輕烴收率主要指的是塔頂壓力，原油含水率超標(biāo)、回流帶水、壓縮機(jī)故障、冷卻系統(tǒng)故障等均會(huì)導(dǎo)致塔頂壓力高，影響著輕烴收率。

3 生產(chǎn)工藝技術(shù)改造方案

3.1 優(yōu)化分離工藝

為了提高回收率的效果，可以利用低溫凝析油經(jīng)絲網(wǎng)分離器分離后進(jìn)入脫乙烷塔塔頂換熱器，使脫乙烷塔中部進(jìn)料頂部分離的氣相通過(guò)多股流換熱器進(jìn)行壓縮。脫丁烷塔內(nèi)的氣相經(jīng)水換熱器換熱后進(jìn)入回流罐，經(jīng)過(guò)脫丁烷塔頂回流泵的增壓，將一部分氣相送回頂部，另一部分作為混合烴產(chǎn)品送至罐區(qū)，脫丁烷塔底部的液烴則作為穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品送至罐區(qū)。

3.2 采用多股流換熱器

為滿足機(jī)載設(shè)備需冷量不斷增大的要求,高效、緊湊的多股流板翅式換熱器成為發(fā)展趨勢(shì)。將原有兩相板式換熱器通過(guò)板翅式結(jié)構(gòu)改為三相組合，將脫乙烷塔塔頂?shù)蜏貧怏w回收的冷量充分利用起來(lái)，起到增加預(yù)冷換熱的效果。

3.3 采用雙螺桿制冷壓縮機(jī)

當(dāng)前比較常見(jiàn)的單螺桿制冷壓縮機(jī)的最大制冷功率只有100kW，電機(jī)功率則有15kW，功耗較大，而制冷量卻較小，性能比非常不理想，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如雙螺桿制冷壓縮機(jī)。雙螺桿制冷壓縮機(jī)是利用雙螺桿與壓縮機(jī)容腔內(nèi)壁做回轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氣體的連續(xù)的不間斷的容積式壓縮，不僅工藝更為先進(jìn)，性能比更高，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的噪音也比單螺桿活塞式壓縮機(jī)小。

3.4 增加天然氣壓縮機(jī)

壓縮機(jī)是用于壓縮氣體進(jìn)而提高氣體壓力的設(shè)備，是相當(dāng)重要的器械。在輕烴裝置的生產(chǎn)中，天然氣壓縮機(jī)必須達(dá)到三開(kāi)一備的標(biāo)準(zhǔn)，這樣才能最大限度地保證輕烴裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

3.5 氣體污染的控制

氣體泄漏是造成氣體污染的主要原因，控制氣體污染主要是針對(duì)閥門(mén)等容易發(fā)生泄漏的點(diǎn)采取有效的措施，要及時(shí)地防治氣體泄漏情況發(fā)生。輕油因?yàn)槠湟讚]發(fā)性質(zhì)，不宜用于設(shè)備的日常維護(hù)過(guò)程當(dāng)中。在裝置中添加丙烷、制冷機(jī)油等揮發(fā)性強(qiáng)的易燃物品時(shí)，必須要嚴(yán)格按照物料填、卸的規(guī)程進(jìn)行操作，對(duì)散落的物料必須及時(shí)進(jìn)行處理避免因其快速揮發(fā)而造成氣體污染。對(duì)加熱爐的燃燒狀況也要加以改善，使得天然氣的燃燒能夠充分進(jìn)行，以此來(lái)控制污染氣體的排放量。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)輕烴裝置分餾系統(tǒng)的優(yōu)化和改進(jìn)，令其工藝流程和制冷工藝相統(tǒng)一，采用高效分離器，使得輕烴裝置綜合回收率大大提高，在增加產(chǎn)量的同時(shí)降低能耗成本，更是降低了生產(chǎn)噪音，有效地控制了氣體污染的發(fā)生。另外，增加的備用天然氣壓縮機(jī)也很好地使系統(tǒng)壓力保持在設(shè)計(jì)壓力值標(biāo)準(zhǔn)上，使得輕烴回收生產(chǎn)過(guò)程更為安全穩(wěn)定。

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