优化参数·节能降耗·提高液烃产品收率

张小凯　罗保峰　李科

摘 要：雅克拉集气处理站自2005年11月29日投产至2006年9月底，工艺上一直采用JT阀生产模式制冷生产液烃，JT阀后温度可达到-60 ℃，液烃收率保持在70%左右。膨胀机组投运后，膨胀端出口达到-75℃，产品收率有了大幅度提高，液烃收率达到90%～93%。但随着设备老化，产品收率受到很大影响，为提高产品收率，我们从人的操作方法、设备参数优化、工艺设计上的缺陷以及环境因素做了研究，将液烃产品收率再提高2%。

关键词：收率；操作方法；设备参数；设计缺陷；环境因素

中图分类号：TQ441.41 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）23-0172-02

雅克拉集气处理站位于雅克拉凝析气田中心地域，2005年11月29日投产运行，设计规模：天然气处理量为260×

104 Nm3/d，凝析油处理量为：17×104 t/a，它采用一级布站方式，凝析油采用的是正压精馏稳定，天然气脱水采用分子筛干燥，天然气处理使用膨胀机深冷分离工艺，生产运行模式随用户的用气量不同分为膨胀机增压单机模式，膨胀增压双机模式运行，主要产品为：

液化气、轻油、凝析油和干气。

1 影响收率的主要因素

我们对发生过的影响收率的因素进行了统计，情况见表1，排列图，如图1所示。

根据生产实际出发，由操作人员的运行记录以及中控室参数曲线为依据，对影响收率的问题分成6个方面，并且绘制了排列图，我们可以看出，因为工艺上的问题影响收率的成因占主要因素。

1.1 主因确认及论证

我们在原料气，环境因素上做了大量改善工作，如调整合理的倒井制度，增加取样化验频率。

根据冬夏季温度对收率的影响，制定了一整套设备冬夏季操作制度，防止因为超压、高温以及冻堵而影响收率的各种不利因素。重点从设备的利用率，参数的调整，以及工艺流程的优化三方面着手，把专业的技术和实践经验结合起来进行了讨论最后确定了主要因素：

①操作人员技术层面上：中控室每个人操作方法的不同，对主要工艺段参数优化并未取得统一意见。

②设备上：闲置的冷水机组未投运起来，热物料不能及时的进行冷却降温；膨胀机组运行模式需要改变。

③工艺流程上：液化气冷却器流程和再生气冷吹气流程不合理，需要改造。

1.2 制定对策

制定的相关对策，见表2。

2 对策实施

①针对操作人员，尤其是中控室操作人员，首先统一了思想，在讲究设备平稳运行的前提下，以提高C3+产品收率为主线，由工艺技术员作为技术指导，中控室操作人员之间进行了多次技术交流，形成了统一的共识。

②由技术员提供每日的产量公告表，结合化验室人员的化验结果，找出最佳控制参数。通过对液化气塔运行参数变化趋势分析后，随着环境温度上升导致液化气塔分离精度下降，塔顶空冷器冷量提供不足，造成塔压变化、温度增加，且塔顶回流量和塔底温度控制较低，操作弹性受到限制。

针对上述原因，确定了增加塔顶冷量，提高回流流量，保证塔顶温度稳定。将塔顶2台空冷器增加至3台，将塔底温度由原来的137 ℃提高至137.5 ℃，保证了塔底塔顶的产品质量，提高了产品收率。

③因冷水机组和再生空冷器的目的都是为脱去再生气中的水，因空冷器单独运行基本可以满足脱水要求，冷水机组一直没有正常投用，造成液化气和轻油冷却器没有投用，使液烃产品进罐温度比较高。投用冷水机组设备，对液化气与轻油进行冷却，使之进罐温度降低，液化气塔压力平稳，操作难度降低。

④对目前的膨胀机组运行模式（双机自动运行）改为一台手动一台自动运行。

⑤对液化气塔顶冷却流程改造流程改造前，液化气从塔顶出来经塔顶空冷器后进入回流罐，回流罐内液化气温度48 ℃左右，液化气从回流罐出来进入回流泵，由于液化气是易挥发的液体，容易造成回流泵的气蚀；液化气从塔顶出来，经过空冷器进入回流罐，塔顶温度主要是通过空冷器和塔顶回流量来控制，而回流罐压力却不容易控制，经常造成回流罐压力超高而进行自动放空，影响液化气的产量。

流程改造后，液化气介质通过空冷器冷却后再串联进行液化气冷却器进一步进行冷却，再进入回流罐。液化气从回流罐出来经过回流泵增压后，一部分回流进塔，一部分跨过原流程中的液化气冷却器直接进储罐。

通过对塔顶气相的两次冷却可以解决夏季生产中液化气塔压力高不好控制的问题，并且降低了进回流泵液化气的温度，有利于延长泵的使用寿命。

⑥再生冷却气管线改造。

膨胀机组投运后，外输干气温度由40 ℃左右提高至60 ℃左右，即提高了再生气源的温度，造成干燥塔再生过程中冷吹时间的延长，为减小干燥塔冷吹后温度较高（60 ℃左右）对膨胀机制冷效果的影响，将并流时间由10 min延长至70 min，最终造成干燥塔的再生时间（12.5 h以上）长期大于其设定的规定时间（8 h），干燥塔脱水效果不理想，缩短干燥塔分子筛寿命。现通过管线改造，让进入再生气系统的再生气先经过再生气冷却器，在干燥塔冷吹时通过流程切换，将再生气冷吹气温度由60℃左右降至40℃左右，冷吹结束后，通过关小冷却水的阀门，减小对再生气的冷却，减少冷水机组的功率输出。

这样既缩短了干燥塔的再生时间，也减小了对膨胀机的制冷效果的影响。

3 效果检查

①在对参数的优化调整后，液化气中nC5、iC5含量由0.2%降低倒0.04%，C2含量则由原来的3%左右降到了2%，提高了液化气纯度；轻油饱和蒸汽压由60 kPa提升到70 kPa，轻油收率得以提高，产量随之增加。

②投用冷水机组后，液化气进罐温度由原来的将近50 ℃降到现在的40 ℃，尤其使液化气塔顶压力得到了控制，减少了因为压力的升高而产生的放空量，提高了液化气的产量。

③改膨胀机运行为一台手动另一台自动运行模式，彻底解决了因流量不匹配的问题导致的停机次数。

④液化气流程优化后，在夏季液化气塔压力更容易控制，液化气塔顶气相经塔顶空冷器冷却后再经液化气冷却器冷却，液化气进液化气塔回流罐温度可达到40 ℃，在冬季则可停运2台或3台空冷器，起到降低能耗的作用。

液化气温度降低后，液化气塔回流泵运行温度也得到相应的降低，有利于减少气蚀的发生和延长泵的运行寿命，半年以来，回流泵未发生过异常情况。

其次流程优化后液化气塔的回流物料的温度降低，在液化气塔操作压力不变的情况下，可以通过适当降低脱乙烷塔底温度，适当调节回流比来控制液化气塔的温度来进一步提高轻烃收率。

估算在夏季3个月的高温季节在200 m3/d的产气量下液化气产量可增加5t以上。

⑤通过流程优化使再生冷吹气先进入再生冷却器冷却，冷出气温度由60 ℃下降至40 ℃，冷吹结束进行到吸附阶段后，分子筛脱水的操作温度可达到40 ℃，满足了分子筛吸附过程对温度的要求，而且经过改造，缩短了干燥塔的再生时间，避免了由于干燥塔再生时间延长而造成其脱水效果不佳事情的发生，同时也减小了干燥塔并流时温度高对膨胀机制冷效果的影响，维持了轻烃高收率。见表3。

4 体会和下一步打算

①通过研究改进，最终达到了产品收率达到95%以上的水平。

②现有的工艺还未达到完善的地步，仍然可以寻求到许多可以改进的地方。

③设备的老化必然会引起收率的降低，加强设备的保养，是维修人员和操作人员都应该引起重视的问题。

④操作人员的责任心是一个人为的因素，足够强的责任心是保证精心操作的一个前提。

参考文献：

[1] 蒋洪，朱聪，练章华.提高轻烃回收装置液烃收率[J].油气田地面工程，

2001，20（2）：26-27.