伴生氣處理裝置精餾塔優化改造技術

劉 波，劉元直，谷超楨，李彩紅，王春梅

(中國石油化工股份有限公司中原油田分公司天然氣處理廠，河南 濮陽 457162)

某石油伴生氣處理裝置利用中壓深冷分離工藝回收天然氣中的輕烴，設計日處理伴生氣能力為80×104～120×104m3/d，主要產品有干氣(甲烷)、液態乙烷、液態丙烷、液態丁烷和穩定輕烴等。

伴生氣處理裝置主要工藝系統包含原料氣壓縮機組、原料氣脫水單元、膨脹/增壓機組、NGL(天然氣凝液)回收單元、丙烷制冷機組、NGL精餾、導熱油系統等，如圖1所示。其中，NGL回收和NGL精餾單元的精餾塔主要包括脫甲烷塔、脫乙烷塔、脫丙烷塔和脫丁烷塔。

圖1 伴生氣處理裝置流程

1 生產現狀

1.1 伴生氣氣量降低

隨著油田原油產量自然遞減，油田伴生氣量逐年降低，截止到2019年底，伴生氣量已降至近40×104m3/d，未來還會繼續下降。據預測，到2027年，氣量將降至27.67×104m3/d。

當伴生氣量低于裝置設計運行下限(80×104m3/d)時，只能采取補充干氣的措施維持裝置運行，日均補干氣約40×104m3，生產效能降低，單位產品生產能耗增大，裝置運行存在嚴重的“大馬拉小車”現象。

1.2 伴生氣氣質變貧

為適應原料氣組成的不斷變化，原設計時考慮原料氣的組成范圍分為“富氣原料”和“貧氣原料”，整套裝置原料氣組成介于兩個組成之間。現有伴生氣與原設計“貧氣原料”相比，氣質進一步變貧(如表1所示)，這導致脫甲烷塔塔底NGL中重組分含量減少，塔內液相流量減小，氣液量變化無法保證塔盤上氣液兩相良好接觸狀態，導致氣液分離效率下降，精餾塔生產能力隨之降低。……