不凝气在污油处理厂的回收利用

李军 石凯 秦丽丽(长庆油田分公司第三采气厂)

一、不凝气的组成

不凝性气体是指混在系统里的碳、氢、油蒸气等。这些气体在系统中循环，但不能被冷凝。

污油处理装置常压塔顶不凝气组分分析如表1所示，不凝气中C3及以上组分的体积比占67.86%，是液化天然气和轻石脑油的潜在组份，如能充分利用该部分资源，将是提高收液率，增加效益的好方法。

二、不凝气存在的影响

生产装置运行中产生的不凝气经塔顶回流罐排至放空罐就地放空，为了控制塔顶压力，不凝气放空时间随着塔顶的压力而进行自动调节放空。不凝气的瞬时放空不仅影响装置参数，而且每次放空需进行可燃气体检测，必须两名员工进行配合作业，极大的增加了员工的劳动强度。

1.不凝气就地放空的影响

由于放空罐距离产品罐区直线距离较近，不凝气在放空后，对罐区的日常安全运行存在着极大的安全隐患，同时影响整个装置的安全平稳运行；如经常进行放空操作，放空后油气味大，对厂区周边环境及员工健康、厂区安全生产带来极大的危害和隐患。

2.不凝气对装置各项参数的影响

由于塔内不凝气的不断产生，影响整个塔的整体操作，塔顶的不凝结气体排放不出去，会积攒增多，从而影响塔的压力，塔内压力升高，塔顶温度降低，装置各项参数波动较大；从而影响装置产品合格率，而且影响整个塔的收率。

图1 不凝气增多对塔顶压力的影响

图2 不凝气增多对塔顶温度的影响

装置设计塔顶油品密度小于700kg/m3，初馏点高于40℃。因不凝气影响，据2013年9月塔顶稳定轻烃化验数据不合格8次，不能满足生产需要。

3.不凝气对冷凝器的换热效率的影响

从化工原理上分析，不凝气体的存在影响冷凝器的换热效率，在塔顶，不凝气体的含量每增加1%，冷凝器的换热效率下降60%。塔顶的蒸汽由于不能被充分冷凝，造成的塔顶压力增加，不能满足生产需求。

三、改进工艺流程，对不凝气进行循环利用

1.不凝气流程改进

项目建设初期，设计院采用将不凝气经塔顶回流罐排放至50m3罐区放空罐（D-213）后直接放空。现增加一条放空罐不凝气通至加热炉管线，将不凝气通入加热炉燃烧，作为加热炉燃烧辅料。

2.回收装置不凝气，降低加热炉能耗

为了更好的利用不凝气，使其产生经济效益现将不凝气直接通入加热炉做为加热炉燃烧辅料。同时在热炉前加装控制阀、阻火器，更好的控制不凝气进入加热炉的流速，且在应急情况下起到紧急切断作用，同时防止不凝气进加热炉燃烧前带液加热炉回火，阻止火源进入不凝气系统，造成燃烧爆炸事故。

3.现场操作方法

在新增的放空罐不凝气通至加热炉管线上加装远程控制阀，控制室员工与现场员工互相配合，控制室远程开启放空罐不凝气阀门，现场员工手动打开阻火器下游控制手阀，将不凝气通入加热炉燃烧。

四、不凝气进入加热炉后运行效果对比

1.加热炉温度及能耗对比

不凝气通入加热炉燃烧后，炉膛温度同比提高5—10℃，同时每小时能耗可降低20—30m3左右。

加热炉在不凝气未通入前，按每小时能耗为：290m3，每天耗能为：6960m3，按每方气2.9元计算，每天消耗费运为2万元。

2.装置塔顶压力、温度对比

不凝气通入加热炉燃烧后，塔顶压力得到了有效的控制，由于在不凝气进加热炉前加装了控制阀，对不凝气压力和流量起到的调节作用，使得塔顶压力、温度运行平稳，有效的保证了产品了合格率。

五、建议将不凝气的压缩回收技术

常压塔顶不凝气全部进入低压瓦斯系统作为燃料气通入加热炉燃烧，随着处理量的不断加大，不凝气也在与日俱增，为了解决这一问题，经过对塔顶不凝气组分的详细分析，建议在常压装置设置压缩机用来回收塔顶不凝气，提高收液率。

1.不凝气压缩再回收工艺流程

常压塔顶油气经塔顶空冷器冷却至40℃，再经过塔顶冷却器冷却至15℃，进入回流罐一部分经回流泵打入常压塔顶作冷回流，另一部分油和油气进入分离塔，大量常压塔顶油气进入低压瓦斯系统排入放空罐，一部分不凝气进入加热炉燃烧，另一部分进入不凝气压缩机压缩后排出，经过冷凝水冷凝，冷凝后的液态排入地下罐。

2.不凝气的压缩回收的经济效益

（1）已经技改部分取得的经济效益从加热炉运行情况分析，在节能方面取得了较大成绩，参数运行稳定，分离效率高，效果显著。

按每日节省天然气600m3左右；如果按每年运行300天计算，每年节约天然气就是180000m3，每方气价按2.9元计算，每年节省天然气费用52.2万元。

（2）建议计划设想的经济效益

按每天回收不凝气6吨计算，如液化气产率平均按60%，一年共回收6吨×360天×60%=1296吨，按液化气和燃料气差价1050元，该系统投资150万元，运行后增加电耗30kw，每月增加费运4.3万，则投运期间增效益1296×0.11万元—4.3万/月×12月=90.96万元。

结论

不凝气引至加热炉进行燃烧的投运，解决了处理装置运行参数波动较大的问题，同时降低了天然气的消耗，有效推动节能减排工作,保证了处理厂安全平稳运行，进一步消除环境污染。

[1]从初常压顶瓦斯回收轻烃增效显著；李国梁、连喜增、李茂盛（中国石化股份公司济南分公司，济南，250101）.

[2]探讨加热炉的主要节能措施及制约因素；潘诚（塔里木油田公司塔西南石化厂炼油二车间新疆泽普.