輕烴裝置安全生產工藝優化分析與討論

（大慶油田化工有限公司東昊分公司，黑龍江 大慶 163000）

輕烴裝置安全生產工藝優化分析與討論

胡繼峰

（大慶油田化工有限公司東昊分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著應用的廣泛普及，老舊輕烴回收裝置在生產過程中的一些問題也逐漸暴露出來，分析目前輕烴裝置中存在的問題，對輕烴裝置進行有針對性的調優，對工藝加以改進，以達到增產減損的目的，是現今的主要研究課題所在，分析老舊輕烴裝置在生產運轉過程中所產生的問題，針對其工藝進行優化，是生產發展的迫切需要。

輕烴裝置；調優；改進；優化

輕烴裝置指的是輕烴的回收設備。輕烴，既天然氣凝液，輕烴回收的意義是以液態形式回收天然氣中比甲烷或乙烷更重的組分的過程，一方面是為了控制天然氣的烴露點以達到商品氣質量指標，避免氣液兩相流動，另一方面所回收的液烴其經濟價值很高。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行相對不穩定，輕烴回收率低。我國當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、設備老等弊端。正壓原穩工藝簡單,沒有壓縮機等大型轉動設備,維修、維護費用較低,裝置拔出率遠高于負壓原穩工藝，在保證原油品質的情況下,可提高輕烴收率。

1 輕烴裝置的構成

輕烴作為一種石油產品的衍生產物,由碳和氫兩種元素組成,其來源包括兩部分: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;對原油進行加熱,并分離出其輕組分,密度為0.62～0.69 t/m～3,兩者皆為物理過程。輕烴裝置的構成十分復雜，主要由蒸發器、原料供給系統、空氣供給系統、加熱系統、電氣控制系統、燃氣系統和燃氣泄漏報警切斷系統構成。

蒸發器為臥式罐，內部設計有換熱器和氣床，外部設計有進油口、出油口、空氣入口、燃氣出口、平衡管口和傳感器接口等，是產生燃氣的核心設備。

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

空氣供給系統用于輸入空氣，起到將燃氣與空氣隔離的作用。變頻器、風機、單向閥、集氣器和U形管都屬于空氣供給系統。其主要設備有空氣壓縮機、集氣器、空氣緩沖灌、電磁閥、空氣分配器、油封管輸氣管道等。

加熱系統主要用于補充氣化潛熱，包括水泵、熱源設備和高位水箱，另外還包含防雷防靜電系統和電氣保護接地系統，主要用于消除靜電。

電氣控制系統的組成有控制柜、壓力傳感器、溫度傳感器、液位傳感器、流量傳感器，主要用于保障設備的正常運轉。其包含的各種報警系統是輕烴裝置生產安全的重要保障所在，可及時發現注油冒頂和原油液位過低、蒸發器失控、燃氣泄漏等事故，并自動采取進行斷電保護措施。

燃氣系統指的是燃氣主管、燃氣引入管、調壓器、檢修閥、燃氣表、放散管和閥門。

燃氣泄漏報警切斷系統主要是設備調試和檢修時發揮作用，由氣敏原件和報警裝置、切斷裝置組成。

2 影響輕烴收率的因素

2.1 原料

來油含水量超標、組分過輕或過重，都會影響輕烴收率，原油含水率超標的情況下，若操作不當，會引起裝置沖塔染罐、塔液位出現較大波動、加熱爐爐管結焦等問題出現。正壓原油穩定裝置能很好地應對原油含水率超標的問題，在處理量不變的情況下，含水率超標會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象。原油含水率超標還會導致穩后泵抽空、塔液位上升，如遇塔液位上升過快的情況要立即熄爐，裝置改站內外循環。原油含水率超標是很常見的情況，及時進行正確的操作則可有效避免沖塔染罐事故的發生。

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對輕烴收率造成影響。原油含水會導致入爐溫度和出爐溫度偏低，此時進入穩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重影響著換熱器的使用效果和使用壽命，嚴重時甚至堵塞，所以及時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量，當氣溫較高時需要注意采取各項措施來提升空冷效果，在流量、溫度、壓力一定時，穩定塔中原油分餾出的氣量也是一定的，此時制冷溫度越低，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、回流帶水、壓縮機故障、冷卻系統故障等均會導致塔頂壓力高，影響著輕烴收率。

3 生產工藝技術改造方案

3.1 優化分離工藝

為了提高回收率的效果，可以利用低溫凝析油經絲網分離器分離后進入脫乙烷塔塔頂換熱器，使脫乙烷塔中部進料頂部分離的氣相通過多股流換熱器進行壓縮。脫丁烷塔內的氣相經水換熱器換熱后進入回流罐，經過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品送至罐區，脫丁烷塔底部的液烴則作為穩定輕烴產品送至罐區。

3.2 采用多股流換熱器

為滿足機載設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展趨勢。將原有兩相板式換熱器通過板翅式結構改為三相組合，將脫乙烷塔塔頂低溫氣體回收的冷量充分利用起來，起到增加預冷換熱的效果。

3.3 采用雙螺桿制冷壓縮機

當前比較常見的單螺桿制冷壓縮機的最大制冷功率只有100kW，電機功率則有15kW，功耗較大，而制冷量卻較小，性能比非常不理想，遠遠不如雙螺桿制冷壓縮機。雙螺桿制冷壓縮機是利用雙螺桿與壓縮機容腔內壁做回轉式運動來實現對氣體的連續的不間斷的容積式壓縮，不僅工藝更為先進，性能比更高，運轉時所產生的噪音也比單螺桿活塞式壓縮機小。

3.4 增加天然氣壓縮機

壓縮機是用于壓縮氣體進而提高氣體壓力的設備，是相當重要的器械。在輕烴裝置的生產中，天然氣壓縮機必須達到三開一備的標準，這樣才能最大限度地保證輕烴裝置的平穩運行。

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閥門等容易發生泄漏的點采取有效的措施，要及時地防治氣體泄漏情況發生。輕油因為其易揮發性質，不宜用于設備的日常維護過程當中。在裝置中添加丙烷、制冷機油等揮發性強的易燃物品時，必須要嚴格按照物料填、卸的規程進行操作，對散落的物料必須及時進行處理避免因其快速揮發而造成氣體污染。對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行，以此來控制污染氣體的排放量。

4 結語

通過對輕烴裝置分餾系統的優化和改進，令其工藝流程和制冷工藝相統一，采用高效分離器，使得輕烴裝置綜合回收率大大提高，在增加產量的同時降低能耗成本，更是降低了生產噪音，有效地控制了氣體污染的發生。另外，增加的備用天然氣壓縮機也很好地使系統壓力保持在設計壓力值標準上，使得輕烴回收生產過程更為安全穩定。

[1]李理. 影響輕烴回收裝置效益的因素分析[J]. 中國新技術新產品,2016,16:102.

[2]李鐵軍. 大慶油田原油穩定工藝技術發展及適應性分析[J]. 油氣田地面工程,2014,09:103-104.

[3]蘇世翱. 輕烴管輸過程中的計量輸差控制[J]. 石油石化節能,2016,08.

[4]李俊. 機載多股流板翅式換熱器性能研究[D].南京航空航天大學,2015.

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