凝析油、輕烴深加工處理設計*

楊　晟，李　靜，王克良，沈秋玉，杜廷召，鄒廣華

（1.六盤水師范學院化學與化學工程系，貴州六盤水553004；2.中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司，河北任丘062552）

工程師園地

凝析油、輕烴深加工處理設計*

楊晟1，李靜1，王克良1，沈秋玉1，杜廷召2，鄒廣華1

（1.六盤水師范學院化學與化學工程系，貴州六盤水553004；2.中國石油集團工程設計有限責任公司華北分公司，河北任丘062552）

摘要：以煤層氣處理出來的副產(chǎn)品——凝析油、輕烴為原料，進行深加工處理設計，得到經(jīng)濟附加值更高的幾種產(chǎn)品，對此方案進行了工藝流程設計和總體平面布置。

關鍵詞：凝析油；輕烴；設計

隨著人類工業(yè)活動對能源的需求，煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣，越來越受到人們的重視。我國煤層氣資源含量豐富，位居世界第三大煤層氣儲藏國[1]。因此，有效地開發(fā)利用煤層氣資源對于節(jié)能減排來說意義重大。目前，國內處理煤層氣的技術已經(jīng)相對成熟。大體都是在集注站內經(jīng)過分離、壓縮、脫水、二次分離，最終得到合格的氣體。但是在處理煤層氣的過程中，會伴隨著生產(chǎn)一定量的凝析油和輕烴[2]。凝析油主要是煤層氣中C5以上重組分，輕烴則主要是煤層氣中C2～C4組分。以前，國內對煤層氣加工處理過程中產(chǎn)生的凝析油和輕烴的利用不夠重視，很少考慮凝析油和輕烴的深加工處理，一般是將其作為燃料油出售，銷售價格遠低于液化石油氣等產(chǎn)品的價格，從經(jīng)濟上和能源使用上缺乏合理性。目前對凝析油和輕烴的回收技術也越來越得到人們的重視[3，4]。煤層氣伴生出來的凝析油和輕烴均是含有大量高附加值產(chǎn)品的超輕質油，該油密度小，是加工精細化工產(chǎn)品的優(yōu)質原料，可生產(chǎn)化工輕油、燃料油、溶劑油、發(fā)泡劑、苯等精細化工產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值高，市場前景非常廣闊。

1　原料與產(chǎn)品

1.1原料

本項目原料為凝析油和輕烴。是某集注站處理煤層氣得到的產(chǎn)品，其性質見表1。

表1　原料油性質（（V）%）Tab.1　 Properties of raw oil

1.2原料供應

本項目原料為凝析油及輕烴，是某集注站處理煤層氣得到的產(chǎn)品，原料運輸采用管網(wǎng)運送，某集注站每天生產(chǎn)凝析油及輕烴共2100t左右，本項目設計能力為2100t·d-1。

2　工藝方案

2.1工藝技術選擇

本設計輕烴首先經(jīng)過脫乙烷塔、脫丙烷塔和脫丁烷塔后，得到乙烷產(chǎn)品、丙烷產(chǎn)品和丁烷產(chǎn)品，塔底組分經(jīng)過泵輸送和凝析油混合后，經(jīng)過換熱系統(tǒng)，與溫度較高的蒸餾產(chǎn)品換熱，再經(jīng)加熱爐加熱，此時凝析油中一部分已經(jīng)汽化，油氣和未汽化的油一起進入常壓塔。原料油在常壓塔內進行精餾，塔頂餾出天然汽油產(chǎn)品，側線抽出200#溶劑油和260#溶劑油，經(jīng)氣提塔氣提后得到合格產(chǎn)品，塔底產(chǎn)出燃料油。

2.2工藝流程

本裝置工藝流程圖見圖1,該工藝流程主要由以下幾部分組成。

圖1　工藝流程圖Fig.1　 Process chart

2.2.1輕烴處理系統(tǒng)輕烴經(jīng)氣液分離罐后，氣體輸至自用氣；液體經(jīng)原料泵輸送到分餾系統(tǒng)（脫乙烷塔、脫丙烷塔和脫丁烷塔），從脫乙烷塔頂分出乙烷氣體，經(jīng)丙烷制冷系統(tǒng)降溫后，輸至乙烷儲罐；脫乙烷塔底組分送至脫丙烷塔，塔頂分出丙烷，冷凝后輸至丙烷儲罐，塔底組分送至脫丁烷塔；脫丁烷塔頂分出丁烷，冷凝后輸至丁烷儲罐，塔底組分經(jīng)過調壓閥降壓后則和凝析油混合送至常壓蒸餾塔進一步加工處理。

2.2.2丙烷制冷循環(huán)系統(tǒng)由脫乙烷塔塔頂換熱器來的丙烷氣體首先進入壓縮機入口分離器，經(jīng)螺桿壓縮機壓縮后變?yōu)橐后w，經(jīng)冷凝器冷卻降溫進入丙烷緩沖罐，經(jīng)過經(jīng)濟器后，進入脫乙烷塔頂換熱器，丙烷液體在入口處經(jīng)節(jié)流后壓力迅速下降，溫度相應降低，與乙烷氣體換熱后成為低壓丙烷氣體，丙烷氣體再經(jīng)壓縮機壓縮后，開始下一次循環(huán)。脫乙烷塔塔頂餾出的乙烷氣體經(jīng)丙烷制冷系統(tǒng)在冷凝器中冷凝為液體進入回流罐，一部分送入脫乙烷塔頂部作為回流，另一部分送至乙烷儲罐。

2.2.3常壓蒸餾塔輕烴經(jīng)過輕烴處理系統(tǒng)后，脫丁烷塔底組分和凝析油混合，經(jīng)換熱系統(tǒng)與常壓塔塔頂天然汽油餾分、側線260#溶劑油換熱后，再經(jīng)加熱爐加熱到360℃后，進入常壓塔汽化段,氣體由下而上在塔板上經(jīng)與回流液體充分交換接觸后,被分離成200#溶劑油、260#溶劑油（側線）和氣油餾分（塔頂）以及重油（塔底）。塔頂汽油餾分經(jīng)（與原料油）換熱冷卻后一部分作為回流返塔,一部分進入成品油儲罐。一側抽出的200#溶劑油經(jīng)汽提塔汽提合格后冷卻進入成品油罐；二側抽出的260#溶劑油經(jīng)汽提塔汽提合格后與凝析油原料換熱冷卻后進入成品油罐；塔底的重油經(jīng)冷凝器冷卻后進入燃料油儲罐。

2.2.4汽提塔常壓塔側線產(chǎn)品設汽提塔，在汽提塔底部出入少量過熱水蒸汽以降低側線產(chǎn)品的油氣分壓，使混入側線產(chǎn)品的較輕餾分汽化而返回常壓塔。側線產(chǎn)品200#溶劑油、260#溶劑油經(jīng)汽提塔汽提合格后冷卻進入成品油罐。

3　物料平衡

產(chǎn)品生產(chǎn)方案物料平衡見表2。

表2　各產(chǎn)品生產(chǎn)方案物料平衡Tab.2 Production plan

4　總圖平面布置

4.1總圖

凝析油及輕烴加工裝置場地的選擇，一方面需考慮裝置本身的占地面積和地質條件，另一方面還要考慮輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及配套工程的布置。工藝裝置本身占地面積大約為8000m2，工程地質條件要好。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及配套工程主要有：泵房,配電室,儀表間,操作室,占地約1000m2；冷卻水及循環(huán)水排放系統(tǒng)，占地4600m2；成品油儲罐占地23940m2。裝車區(qū)占地面積17000m2。場地的選擇還要考慮交通運輸便利，公用工程易得，三廢排放允許方便等因素。

本裝置平面布置綜合考慮場地地形/風向及周邊環(huán)境因素,設備布置采用流程及同類設備相對集中相結合的設計原則,既節(jié)省占地,又方便操作管理.裝置整體布局緊湊、整潔、美觀。平面布置詳見圖2。

圖2　總體平面布置圖Fig.2　 Plane layout

4.2運輸

本裝置的原料依靠管道由某集注站輸送到本站裝置區(qū),經(jīng)過加工處理后，產(chǎn)品通過管輸去成品油罐區(qū)。

產(chǎn)品外運采用汽車運輸,將產(chǎn)品用管道引到處理廠裝車區(qū),再由油槽車運出。

成品油裝車區(qū)設置13個裝油鶴管，能夠滿足7個品種的輕質油品的裝車運輸要求。

4.3儲運

4.3.1原料油的儲運本項目原料油來自某集注站,通過管輸至凝析油及輕烴加工處理廠。

4.3.2成品油儲運本項目需要建成成品油罐11 個,其中天然汽油罐2個, 200#溶劑油儲罐2個, 260#溶劑油儲罐2個，燃料油罐2個，乙烷儲罐1個，丙烷儲罐1個，丁烷儲罐1個。精制后成品油由泵送入各自的儲罐，具體情況見表3。

表3　儲罐狀況一覽表Tab.3 Storage condition

5　結語

通過對煤層氣處理出來的副產(chǎn)品——凝析油和輕烴的深加工處理，得到經(jīng)濟附加值更高的幾種產(chǎn)品，選擇合適的工藝流程方案，進行了整個廠區(qū)的平面布置效益。隨著煤層氣不斷地開采和利用，凝析油、輕烴深加工利用技術也會得到更加廣泛的應用。

參考文獻

［1］姚國欣,王建明.國外煤層氣生產(chǎn)概況及對加速我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考［J］.中外能源, 2010, 15（4）: 25- 32.

［2］王勇,王文武,郭亞紅,等.蘇里格氣田凝析油穩(wěn)定工藝及橇裝化研究［J］.天然氣與石油, 2010, 28（6）: 49- 51.

［3］王健.輕烴回收工藝的發(fā)展方向及新技術探討［J］.天然氣與石油, 2003, 21（2）: 20- 22.

［4］趙珊.天然氣中輕烴回收方法研究進展［J］.榆林學院學報, 2008, 18（2）: 76- 78.

中圖分類號：TE624.5

文獻標識碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tg 20150252

收稿日期：2014- 11- 19

基金項目：貴州省大學生創(chuàng)新訓練計劃項目（No.201310977002）；貴州省科技廳聯(lián)合基金項目（黔科合J字LKLS[2013]27號）

作者簡介：楊晟（1991-），男，工學學士，貴州黔西南人，主要從事煤層氣加工利用技術研究。

通信作者：李靜（1986-），女，工學碩士，工程師，河北石家莊人，主要從事能源高效利用技術研究。

Deep treatment design of condensate oil/light hydrocarbon*

YANG Sheng1，LI-Jing1，WANG Ke-liang1，SHEN Qiu-yu1，DU Ting-zhao2，ZOU Guang-hua1
（1.Department of Chemistry and Chemical Engineering, Liupanshui Normal University, Liupanshui 553004，China；
2.North China Company, China Petroleum Engineering Co.,LTD.,Renqiu 062552，China）

Abstract：Condensate oil and light hydrocarbon used as raw material, which were the byproduct of coal gas processing. Through the deep process design, more economic value-added product can be obtained. In this paper, process flow design and layout design were studied.

Key words：condensate oil；light hydrocarbon；design