提高天然氣集氣處理站輕烴收率的措施

袁鴻斌 王祥 陳海濤

摘要：主要針對某集氣處理站輕烴回收裝置運行狀況進(jìn)行分析，并針對該輕烴回收裝置在實際運行過程中對輕烴回收率產(chǎn)生影響的各種因素以及有效提升輕烴收率的具體對策進(jìn)行了探討。在該裝置投產(chǎn)運營后，為了進(jìn)一步提升其產(chǎn)品的收率，該集氣處理站先后采取了使用穩(wěn)定氣壓縮機、處理分離器壓力調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏現(xiàn)象等幾種措施將輕烴的收率提升到了95%左右。完全達(dá)到了設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：集氣處理站;天然氣;輕烴回收;收率優(yōu)化

引言

某集氣處理站在其運行過程中投產(chǎn)了一套大型的輕烴回收處理裝置，該裝置主要采用的是膨脹深冷分離回收工藝，充分利用膨脹機的作用將經(jīng)過脫水處理的天然氣進(jìn)行膨脹制冷處理，然后將經(jīng)過處理的天然氣輸送到分餾塔中，來實現(xiàn)液化氣、干氣的分離回收。該設(shè)備在投產(chǎn)后由于穩(wěn)定氣壓縮機存在調(diào)試問題，而且膨脹機實際的采購周期相對較長，因此對輕烴的收率也產(chǎn)生了巨大影響。

1影響輕烴收率的主要因素分析

1.1原料氣組份變化

在經(jīng)過對該集氣處理站原料氣成分進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，在天然氣組分出現(xiàn)差異的情況下，及時保證溫度以及壓力的相關(guān)條件相同，其實際的收率仍然與設(shè)計收率存在一定的差異，而且由于該集氣處理站原料氣中含有大量的C3+，而本身也存在較高的液化率。在其設(shè)計過程中C3+總體的數(shù)值能夠達(dá)到199.2kg/m3，但是在實際投產(chǎn)后C3+收率實際運行數(shù)值僅僅能夠達(dá)到172.48kg/m3，由此可以明顯的看出實際投產(chǎn)過程中產(chǎn)生的C3+收率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計值，如此也可以充分說明隨著原料氣中C3+組分含量的不斷下降，會對整個裝置的收率形成一定的影響[1]。

1.2溫度、壓力等對C3+收率造成的影響

該裝置在實際的運行過程中主要是通過透平膨脹機來實現(xiàn)制冷回收，如果其原料氣在固定的情況下，原料氣實際的冷凝溫度以及壓力等一旦出現(xiàn)變化就會對裝置最終的收率造成嚴(yán)重影響。利用P-R狀態(tài)方程經(jīng)過計算后最終得出低溫分離氣在實際運行過程中的液化率與溫度以及壓力之間的對應(yīng)關(guān)系。通過對其關(guān)系曲線圖進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在保持壓力恒定的條件下，隨著冷凝器內(nèi)部的溫度不斷降低，液烴的整體收率會呈現(xiàn)出上升趨勢，但是不同的組分實際上升的幅度不同，收率整體較大的是中間組分，由此可見，要想充分保證輕烴的收率，首先必須要讓冷凝溫度達(dá)到一定的要求;而通過對冷凝壓力與冷凝率的關(guān)系分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)保持溫度一定的情況下，隨著壓力的不斷上升，各種組分的收率也逐漸呈現(xiàn)出上升的趨勢，與溫度變化情況下的收率變化趨勢基本相似，但是整體來看，壓力的實際變化對于最終受力的影響要比溫度小很多。

而對該膨脹機原理進(jìn)行分析看出，隨著其實際膨脹比的不斷上升，會導(dǎo)致出現(xiàn)較大的溫度下降，但是當(dāng)溫度下降達(dá)到一定數(shù)值的時候，逐步趨于平緩，由此可見，合理的提升膨脹機的膨脹比和轉(zhuǎn)速，也能夠有效提升輕烴的收率。

2提升收率的主要對策

2.1膨脹機安裝階段

2.1.1針對該站內(nèi)原有的調(diào)解法內(nèi)漏問題進(jìn)行有效解決

該裝置在投產(chǎn)使用的初期階段，實際進(jìn)行干氣以及原料氣在線分析的過程中發(fā)現(xiàn)，干氣實際中含有的C3+含量普遍比較高，這也是導(dǎo)致C3+最終產(chǎn)品收率較低的主要原因。針對該現(xiàn)象進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn)，該集氣處理站內(nèi)部原有的壓力調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的內(nèi)漏現(xiàn)象，從而設(shè)備在運行過程中原料氣直接進(jìn)入了干氣管網(wǎng)中，這樣就對最終的C3+產(chǎn)品收率非常的嚴(yán)重的影響。

由于壓力調(diào)節(jié)閥在實際運行過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)部出現(xiàn)了大量的雜物堵塞，從而導(dǎo)致其不能夠?qū)崿F(xiàn)完全關(guān)閉。針對這種現(xiàn)象進(jìn)行有效的修復(fù)后，該集氣處理站每天的產(chǎn)品產(chǎn)量提升了20噸左右，而輕烴的收率也有效的提升了15%左右，每天能夠為該集氣處理站帶來5萬元左右的收益[2]。

2.1.2 優(yōu)化凝析油穩(wěn)定操作參數(shù)，保障穩(wěn)定氣壓縮機運行平穩(wěn)

通過對該集氣處理站內(nèi)部的凝析油穩(wěn)定單元閃蒸氣組分進(jìn)行分析后可以發(fā)現(xiàn)，其中含有大量的C3+組分，在其一級閃蒸分離系統(tǒng)C3+組分整體的含量能夠達(dá)到618.99kg/m3，而二級閃蒸分離器中C3+組分的整體含量能夠達(dá)到1832.32kg/m3，由此就會導(dǎo)致在整個系統(tǒng)穩(wěn)定氣去壓縮機還沒有正常運行前，閃蒸氣直接進(jìn)行了放空，從而導(dǎo)致其不能實現(xiàn)有效回收利用，形成了巨大的資源浪費現(xiàn)象。由此可見，設(shè)備在運行過程中穩(wěn)定氣壓縮機對液化氣以及輕油產(chǎn)量會產(chǎn)生巨大的影響，而穩(wěn)定氣壓縮機的平穩(wěn)運行，在很大程度上會受到凝析油穩(wěn)定單元實際運行狀況的影響。

針對該情況進(jìn)行深入研究后發(fā)現(xiàn)，在壓力不斷上升的情況下，穩(wěn)定塔塔底溫度以及實際的能耗也會不斷上升，在此情況下穩(wěn)定氣壓縮機實際的運行功率卻會不斷下降，但是從整體變化幅度來看，能耗增加的幅度要相對較大，也就是說，隨著穩(wěn)定壓力的不斷升高設(shè)備的總體能耗也在逐步增加。針對這種情況，在充分保證整個穩(wěn)定塔的塔頂壓力維持不變的狀況下，將穩(wěn)定塔塔底的溫度進(jìn)行了合理的下調(diào)，在完成下調(diào)后，針對運行過程中的凝析油進(jìn)行取樣分析可以發(fā)現(xiàn)，其含水率完全達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)要求。

由于在不同的季節(jié)下環(huán)境溫度會出現(xiàn)較大的差異，在經(jīng)過真實的溫度參數(shù)模擬后，對該設(shè)備的各項運行參數(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)置。經(jīng)過一系列參數(shù)優(yōu)化調(diào)整后使得該裝置輕烴的收率每天上升了14噸左右，整體的收率提升了10%左右，由此每天能夠為該集氣處理站4萬元左右的經(jīng)濟(jì)收益。

2.2膨脹機運行階段

充分結(jié)合膨脹機運行過程中的經(jīng)驗計算公式可以知道，當(dāng)膨脹機運行過程中出口溫度不斷升高的前提下會導(dǎo)致重接觸塔頂溫度不斷升高。針對這種情況，針對該裝置膨脹機的出口壓力進(jìn)行了下調(diào)。與此同時，合理的提升了膨脹機的膨脹比，并針對該集氣處理站實際應(yīng)用外輸干氣作為再生氣的狀況，針對干燥塔的時序以及具體的設(shè)定值進(jìn)行了合理調(diào)整，有效延長了干燥塔并流的運行時間，由此就達(dá)到了有效控制膨脹機出口溫度的目的。

3 結(jié)束語

集氣處理站在實際運行過程中輕烴收率始終是一個重要的問題，在針對集氣處理站輕烴回收裝置實際運行狀況進(jìn)行深入分析后，采取了一系列改進(jìn)措施，從而使得該集氣處理站實際的輕烴收率達(dá)到了95%左右，有效提升了集氣處理站實際的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]文軍紅，葉帆，付秀勇，吳成均，黃春劍. 雅克拉——大澇壩凝析氣田輕烴回收現(xiàn)狀[J]. 石油化工應(yīng)用，2007（02）：44-47.

[2]李寶棟，楊剛，胡平. 桁架密閉裝車技術(shù)在雅克拉輕烴裝車中的應(yīng)用[J]. 石油石化節(jié)能，2013，3（03）：37-38+60.