優(yōu)化回收液態(tài)丙烷工藝的途徑

張曉麗，周慶文，胡 洋，王燕妮，岳利英，江 燕

（1.中國石化中原油田分公司天然氣處理廠，河南濮陽 457001；2.中原油田普光分公司天然氣凈化廠，四川達(dá)州 635000）

天然氣處理廠有一套大型的采用深冷分離法回收天然氣液裝置。丙烷制冷系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)深冷分離的關(guān)鍵，它利用丙烷液體蒸發(fā)的吸熱效應(yīng)對原料氣預(yù)冷，達(dá)到工藝要求。丙烷儲(chǔ)罐3-V4用于儲(chǔ)存丙烷制冷系統(tǒng)的丙烷液體，停機(jī)檢修期間，儲(chǔ)罐內(nèi)的丙烷要通過丙烷外輸管線輸至罐區(qū)，以便對系統(tǒng)泄壓、置換，保證維修安全。在實(shí)際生產(chǎn)中，要專門啟動(dòng)丙烷壓縮機(jī)輸送丙烷，且總有一部分丙烷液體無法輸送，只能放空燒掉，造成電能和丙烷液體浪費(fèi)，既增加了成本，又有違清潔生產(chǎn)的方針。

1 原有流程

丙烷制冷系統(tǒng)原回收丙烷液體的方法（見圖1）：啟動(dòng)丙烷壓縮機(jī)3-K1，手動(dòng)打開一、二、三段防喘閥，利用高溫的防喘氣將三個(gè)分離器3-V1、3-V2、3-V3中的液體蒸發(fā)以便將分離器中液體收集到丙烷儲(chǔ)罐3-V4，利用丙烷壓縮機(jī)出口壓力為1.5 MPa的工藝氣將丙烷儲(chǔ)罐內(nèi)丙烷液體通過外輸管線輸至罐區(qū)。

圖1 丙烷制冷系統(tǒng)流程圖

丙烷液體的流程（見下頁圖2加粗管線）：丙烷儲(chǔ)罐 3-V4DN25截止閥1DN25單向閥（注① ）DN25截止閥2丙烷外輸管線。管線長約60 m。

2 存在缺點(diǎn)

2.1 耗電大

每次回收液態(tài)丙烷都需要啟動(dòng)丙烷壓縮機(jī)3-K1，丙烷壓縮機(jī)由電機(jī)帶動(dòng)，其功率為1 480 kW，運(yùn)轉(zhuǎn)24 h耗電35 520 kW·h。按每度電0.74元計(jì)算，共26 285元。

2.2 丙烷損耗大

丙烷壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)循環(huán)需要一定量的丙烷，停機(jī)后系統(tǒng)中的蒸汽又會(huì)冷凝為液體，無法再回收，最后只能放空燒掉，既增加了損耗，又污染了環(huán)境。每次回收丙烷時(shí)都有約0.5 t丙烷液體無法輸至罐區(qū)。按市場價(jià)每噸4000元的價(jià)格計(jì)算，造成2 000元的損失。

圖2 回收液態(tài)丙烷原工藝流程圖

2.3 回收丙烷時(shí)間長

一般情況下將丙烷儲(chǔ)罐內(nèi)的液體輸送完需要20 ～25 h。

2.4 流程冗長，操作繁瑣

在現(xiàn)場操作DN25截止閥1和2兩個(gè)閥門相隔30 m，且DN25截止閥2、DN25單向閥需要操作人員爬上5 m高的平臺(tái)操作和拆卸閥芯，操作十分不便。

2.5 存在不安全因素

DN25單向閥的閥芯由于經(jīng)常拆卸，增加了泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，以往有2次曾因此閥泄漏延誤開機(jī)2 h。操作人員上到5 m高的平臺(tái)上操作，增加了操作人員的不安全因素。

3 改進(jìn)流程

為了降低回收丙烷液體的電能和丙烷的消耗，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，利用現(xiàn)有管線，最終確定改造方案如下（見圖3加粗管線）

圖3 改進(jìn)后回收液態(tài)丙烷工藝流程圖

3.1 改進(jìn)說明

①利用丙烷壓縮機(jī)現(xiàn)有密封氣管線，引入燃料氣壓縮機(jī)5-K1提供的1.0 MPa干氣，將丙烷壓至罐區(qū)，不需再啟動(dòng)丙烷壓縮機(jī)。②新增一條從丙烷儲(chǔ)罐3-V4底部直接接入丙烷外輸管線的DN25管線。改進(jìn)后丙烷回收流程為：丙烷儲(chǔ)罐 3-V4DN25截止閥3DN25截止閥4丙烷外輸管線。管線長約25 m。

3.2 改進(jìn)后流程特點(diǎn)

①不需啟動(dòng)丙烷壓縮機(jī)。正常情況下還可利用另外一套運(yùn)行裝置的燃料氣壓縮機(jī)5-K1的干氣回收丙烷液體，不用再專門啟動(dòng)機(jī)組，極大地減少了能耗，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。②最大限度地回收丙烷。改進(jìn)流程后，待系統(tǒng)內(nèi)蒸汽冷卻后再回收丙烷液體，可將系統(tǒng)內(nèi)的丙烷全部壓至罐區(qū)，避免丙烷的浪費(fèi)。③時(shí)間短?；厥胀瑯訑?shù)量的丙烷液體，只需4～5 h。④操作簡便、安全。不需要再拆卸DN25單向閥的閥芯，降低了泄漏的危險(xiǎn)。且改進(jìn)后流程的閥門在地面就可以操作，直線距離只有8 m，操作安全方便。⑤兩條管線可互為備用，不會(huì)影響開機(jī)。目前該方案已投入使用，效果良好。

4 效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益分析

①改造前延誤開機(jī)2 h計(jì)算，按每小時(shí)生產(chǎn)輕烴10 t，每噸輕烴按4 000元的價(jià)格計(jì)算，改造后可減少損失8萬元；②改造前需啟動(dòng)丙烷壓縮機(jī)24 h，改造后無需啟動(dòng)，可節(jié)省電費(fèi)2.63萬元；③回收改造前每次放空的無法回收的丙烷0.5 t，價(jià)值0.2萬元。共可減少損失21.66萬元/a。

4.2 社會(huì)效益分析

該方案投入使用以來，此項(xiàng)工作在降低成本、提高效率、消除安全隱患，減少人員操作的不安全因素等方面均有明顯的改善，實(shí)現(xiàn)了安全、清潔生產(chǎn)。