淺談?shì)p烴回收裝置運(yùn)行系統(tǒng)的優(yōu)化改造

于云龍（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司油氣加工三大隊(duì)，黑龍江 大慶 163453）

淺談?shì)p烴回收裝置運(yùn)行系統(tǒng)的優(yōu)化改造

于云龍（大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司油氣加工三大隊(duì)，黑龍江 大慶 163453）

油田的不斷深入勘探開發(fā)導(dǎo)致輕烴回收裝置原料氣氣質(zhì)、進(jìn)口壓力和氣量變化等工藝運(yùn)行條件隨之改變，特別是老區(qū)伴生氣氣質(zhì)的不斷下降極大地影響了現(xiàn)有工藝裝置的產(chǎn)品質(zhì)量和效益，同時(shí)新區(qū)塊的不斷投產(chǎn)又給現(xiàn)有工藝裝置提出了新的生產(chǎn)要求，而現(xiàn)行工藝運(yùn)行系統(tǒng)存在的不足使其對(duì)新的生產(chǎn)要求適應(yīng)性差從而導(dǎo)致裝置運(yùn)行不穩(wěn)定、輕烴收率降低，因此本文以A輕烴回收裝置為例，分析其現(xiàn)行工藝運(yùn)行系統(tǒng)存在的問題并提出優(yōu)化改造方案，旨在為改造輕烴裝置提升輕烴收率提供參考。

輕烴回收；循環(huán)水；振動(dòng)

A輕烴回收工藝裝置投產(chǎn)于2005年6月，原料氣經(jīng)透平膨脹機(jī)工藝制冷后經(jīng)填料塔分離獲得輕烴產(chǎn)品，目前年運(yùn)轉(zhuǎn)8016小時(shí)，天然氣處理量為29.2×104m3/d，日產(chǎn)輕烴約2.853噸，輕烴收率可達(dá)80%以上。但在隨著近年來工藝運(yùn)行條件的變化，該裝置輕烴收率有所下降，逐步趨近于輕烴收率設(shè)計(jì)值80%，需要對(duì)輕烴回收裝置主體的運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析，對(duì)存在問題加以改造。

1 預(yù)處理單元的運(yùn)行狀況及優(yōu)化改造

1.1 運(yùn)行狀況及存在問題

A輕烴回收裝置預(yù)處理單元工藝流程采用順流再生流程，通過脫水干燥塔和粉塵過濾器等設(shè)備對(duì)原料氣實(shí)施除雜質(zhì)、脫油和脫水干燥等工藝處理，進(jìn)而使原料氣能夠按照規(guī)定的水露點(diǎn)進(jìn)入輕烴回收單元。目前，隨著工藝運(yùn)行條件的變化，該預(yù)處理單元運(yùn)行狀況與設(shè)計(jì)理想狀況的偏離值日益增大，主要出現(xiàn)如下問題：

一是冰堵現(xiàn)象頻繁發(fā)生，2015年四季度因冰堵被迫停車四次。經(jīng)事故分析，其原因是順流再生效果下降導(dǎo)致原料氣在脫水干燥塔內(nèi)脫水不充分，致使預(yù)處理單元流程后端發(fā)生冰堵迫使換熱器前段壓力過高而停車。

二是諸如因冰堵等原因?qū)е鹿芫W(wǎng)壓力過高甚至緊急停車時(shí)，利用原料氣補(bǔ)氣增加外輸氣壓力效果不佳，緊急停車情況下不能為壓縮機(jī)運(yùn)行提供有效保障。分析其原因，是由于當(dāng)前該輕烴回收裝置在臨時(shí)停車發(fā)生時(shí)原料氣和外輸氣管線采用手動(dòng)補(bǔ)氣而非通過連鎖閥根據(jù)壓差的變化自動(dòng)補(bǔ)氣，不僅人為操作的時(shí)效性較連鎖閥差，而且補(bǔ)多少氣量才能實(shí)現(xiàn)壓力平衡主要靠人為經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)，準(zhǔn)確性遠(yuǎn)低于連鎖閥控制，實(shí)現(xiàn)壓力平衡的操作難度大大增加。

1.2 改造方案

以解決A輕烴回收裝置冰堵導(dǎo)致原料氣脫水不充分被迫停車的問題，考慮對(duì)現(xiàn)有的預(yù)處理單元工藝流程進(jìn)行改進(jìn)。由于目前預(yù)處理單元工藝流程原料氣與再生氣均自上而下進(jìn)入干燥塔，在原料氣通過干燥塔被脫水吸附后到達(dá)塔底出口，而分子篩塔也是自上而下吸附再生氣的水蒸氣，倘若此時(shí)熱吹未達(dá)到要求則會(huì)導(dǎo)致脫水后的原料氣又吸收了積聚在分子篩下部的水分，造成原料氣未能按照規(guī)定的水露點(diǎn)進(jìn)入膨脹機(jī)降溫，發(fā)生冰堵。

相比較，采用逆流再生流程則是再生氣從干燥塔底部向上吸附脫水，原料氣脫水后到達(dá)塔底出口接觸的分子篩與順流再生相反，剛好是最先達(dá)到再生合格的分子篩，因此逆流再生流程脫水干燥的穩(wěn)定性要優(yōu)于順流再生流程?；诖耍捎脤輕烴回收裝置預(yù)處理單元工藝流程改造為逆流再生流程的方案。同時(shí)，在原料氣和外輸氣之間安裝連鎖閥，為冰堵被迫臨時(shí)停車時(shí)裝置的壓力平衡提供有效保障。

1.3 改造效果

通過檢修期將預(yù)處理單元工藝流程由順流再生改造為逆流再生后，有效解決了冬季冰堵頻發(fā)發(fā)生問題，提高了A輕烴回收裝置全年生產(chǎn)時(shí)間，由年運(yùn)轉(zhuǎn)8016小時(shí)上升至8165.27小時(shí)，開工率提升1.86%，達(dá)到95.36%。

2 輕烴回收單元的運(yùn)行狀況及優(yōu)化改造

2.1 運(yùn)行狀況及存在問題

A輕烴回收裝置輕烴回收單元采用膨脹機(jī)制冷工藝，將通過預(yù)處理單元脫水干燥后的原料氣進(jìn)入由板翅式換熱器、增壓透平膨脹機(jī)、低溫分離器、脫甲烷塔、活塞式壓縮機(jī)等設(shè)備組成的輕烴回收單元處理獲取穩(wěn)定輕烴（C5+）產(chǎn)品。目前運(yùn)行存在的問題主要是脫甲烷塔底溫波動(dòng)大且難以精確控制，直接影響裝置精餾水平，降低了C4+、C5+組份的收率，最終導(dǎo)致裝置產(chǎn)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

2.2 改造方案

對(duì)脫甲烷塔工藝流程分析后發(fā)現(xiàn)，目前脫甲烷塔底溫完全通過連鎖閥自動(dòng)調(diào)節(jié)泠凝水的排量和進(jìn)入換熱器給脫甲烷塔底加熱的蒸汽量，而由于蒸汽加熱具有滯后效應(yīng)的特點(diǎn)，連鎖閥自動(dòng)控制也相對(duì)滯后，特別是對(duì)于瞬時(shí)冷凝水的排量調(diào)節(jié)精度不佳，致使塔底底溫波動(dòng)較大，瞬時(shí)底溫甚至高達(dá)70℃ ，隨之影響脫甲烷塔塔頂溫度，降低輕烴收率。此外，目前脫甲烷塔底升溫的介質(zhì)采用的是直接從鍋爐輸送的高壓蒸汽，壓力約為0.65MPa，而通常脫甲烷塔底部加熱僅需0.3MPa左右的蒸汽就可滿足，而目前蒸汽進(jìn)入換熱器壓力過高則會(huì)導(dǎo)致瞬時(shí)冷凝水排出量過多，進(jìn)一步加大了連鎖閥精確控制底溫的難度，塔底溫度急劇上升。

基于此，對(duì)輕烴回收單元工藝流程優(yōu)化改造可采取兩個(gè)方案：一是提高底溫控制閥控制精度，將過去“完全自動(dòng)”控制模式改為“自動(dòng)+手動(dòng)”控制模式，以連鎖閥自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度為主，配合手動(dòng)控制瞬時(shí)冷凝水的排出量和速度，經(jīng)實(shí)際操作反復(fù)探索，目前將底溫控制閥手閥開度控制在4%～7%效果較好；二是在裝置鍋爐出口加裝高、低壓分離設(shè)備，降低脫甲烷塔加熱蒸汽的壓力，或者適度控制蒸汽出口閥壓力，適度減少加熱蒸汽的流量，已保持脫甲烷塔塔底平穩(wěn)升溫。

2.3 改造效果

通過上述改造，脫甲烷塔塔底升溫平穩(wěn)，急劇升溫情況鮮有發(fā)生，杜絕了嚴(yán)重超溫超壓情況的發(fā)生，輕烴收率約提升2.3%。

[1]張東華，賀瑞萱.輕烴回收工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[M].2014,42 (8):22-25.

[2]張東華.輕烴回收工藝技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].廣東化工，2014 (04).