原油穩(wěn)定不凝氣吸收裝置效果分析

高明明

（大慶油田化工有限公司東昊分公司油氣處理廠，黑龍江 大慶 163000）

目前油田的原油穩(wěn)定裝置在加工過程中自產(chǎn)的不凝氣，除利用深冷、淺冷裝置進(jìn)行處理外，還有較大的一部分是直接作為加熱爐的燃料燒掉，這種做法是對輕烴資源極大的浪費(fèi)，同時(shí)未經(jīng)過處理的不凝氣屬于濕氣，當(dāng)其作為燃料氣時(shí)，存在燃料氣帶液情況，極易造成火嘴堵塞加熱爐熄火，導(dǎo)致裝置運(yùn)行波動，嚴(yán)重時(shí)可能引發(fā)爐膛爆燃事故。因此，如何將這部分不凝氣中C2～C5烷烴組分進(jìn)行有效回收，是提高油田輕烴產(chǎn)量、減少輕烴資源浪費(fèi)、增加原油穩(wěn)定裝置經(jīng)濟(jì)效益亟待解決的問題。

1 問題提出

某油田油氣廠原油穩(wěn)定裝置主要處理聯(lián)合輸油站的不穩(wěn)定原油，來油經(jīng)加熱爐加熱后進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行氣液分離，塔頂氣相經(jīng)空冷器、水冷器冷卻后進(jìn)入回流罐，液相作為輕烴產(chǎn)品外輸，而未被冷凝的氣相經(jīng)不凝氣回收系統(tǒng)壓縮冷卻后進(jìn)入三相分離器，其中的液相為輕烴產(chǎn)品外輸至輕烴儲罐，分離出的不凝氣作為燃料氣供加熱爐使用，工藝流程圖見圖1。受不凝氣壓縮機(jī)工作效率及冷卻能力限制，每年約有265萬Nm3的不凝氣被燒掉，折合輕烴產(chǎn)品約4417噸，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到2650萬元以上。

表2 不凝氣進(jìn)、出吸收塔組分變化對比表（單位：mol%）

表3 改造后的不凝氣回收系統(tǒng)的新增經(jīng)濟(jì)效益及能耗消費(fèi)明細(xì)

圖1 原油穩(wěn)定裝置工藝流程圖

2 改造方案

利用相似相容原理，當(dāng)氣相烷烴接觸液相烷烴時(shí)，不凝氣中的C2～C5烷烴組分被液態(tài)輕烴所吸收，增加了輕烴中的C2～C5烷烴組分含量，從而實(shí)現(xiàn)回收不凝氣中的C2～C5烷烴組分，并最終達(dá)到增加輕烴產(chǎn)量的目的。

為此，油氣廠原穩(wěn)裝置對原設(shè)計(jì)的不凝氣回收系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)改造，此次改造新建吸收塔1座、吸收泵2臺及吸收泵房1個(gè)。具體改造后的工藝流程如下：將自產(chǎn)不凝氣回收裝置三相分離器的不凝氣，引入吸收塔底部；原穩(wěn)回流泵出口液態(tài)輕烴做為吸收劑由吸收塔頂部進(jìn)入，在塔內(nèi)與自下而上的不凝氣逆向流動，使氣相中的C2+組分被輕烴吸收。吸收塔頂部的出來的氣相成為干氣作為加熱爐燃料，吸收塔底部抽出的輕烴做為產(chǎn)品外輸至輕烴儲罐。改造后工藝流程圖見圖2。

圖2 不凝氣回收裝置改造后的工藝流程圖

3 效果分析

（1）實(shí)際運(yùn)行情況。新增的不凝氣吸收裝置主要運(yùn)行控制指標(biāo)見表1。

（2）不凝氣組分變化情況。不凝氣吸收裝置投用后，委托石油工業(yè)原油及石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對進(jìn)、出吸收塔的不凝氣組分進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果見表2。

由表2和圖3可以看出，吸收后的不凝氣中C2+組分明顯減少，C2～C5組分的體積分?jǐn)?shù)由37.81 mol %減少到22.77 mol %，吸收效果較明顯。

表1 新增的不凝氣吸收裝置主要運(yùn)行控制指標(biāo)

圖3 不凝氣進(jìn)、出塔組分變化對比圖

（3）吸收率計(jì)算。

根據(jù)公式?A=（Y1-Y2）/Y1

式中：?A——吸收百分比，%；

Y1——不凝氣中重組分吸收前的摩爾比，mol%；

Y2——不凝氣中重組分吸收后的摩爾比，mol%。

計(jì)算出裝置的吸收效率為51.5%。

（4）不凝氣量及輕烴產(chǎn)量變化情況。通過計(jì)量進(jìn)、出吸收塔的不凝氣量，不凝氣量由平均8000Nm3/d減少至5180Nm3/d。通過計(jì)量進(jìn)、出吸收塔的輕烴量，輕烴產(chǎn)品平均增量 5.42t/d。

4 經(jīng)濟(jì)效益核算

目前新增的不凝氣吸收裝置累計(jì)運(yùn)行205天，共增產(chǎn)輕烴1110t，增加產(chǎn)值666.6萬元。由于不凝氣回收系統(tǒng)減少了作為燃料氣的不凝氣量，因此增加了外購天然氣量153×104Nm3，同時(shí)新增的2臺22kW吸收泵電量消耗10.82×104kW·h。

（1）經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算。新增的不凝氣吸收裝置的經(jīng)濟(jì)效益及能耗消費(fèi)明細(xì)表如表3所示。

由上表可計(jì)算出最終經(jīng)濟(jì)效益為429.04萬元，預(yù)計(jì)全年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益520萬元左右。

（2）投資回收期。不凝氣回收系統(tǒng)改造項(xiàng)目總投資為240萬元。根據(jù)預(yù)計(jì)每年可創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算，該項(xiàng)目的投資回收期為0.46年。

5 結(jié)語

通過增設(shè)不凝氣吸收裝置對原有不凝氣回收系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，是一種有效的回收原油穩(wěn)定裝置自產(chǎn)不凝氣中C2～C5烷烴組分的方案，其吸收率達(dá)到50%以上，在增加油田輕烴產(chǎn)量的同時(shí)，減少輕烴資源的浪費(fèi)，并可創(chuàng)造較大的經(jīng)濟(jì)收益。