提高天然气集气处理站轻烃收率的措施

袁鸿斌 王祥 陈海涛

摘要：主要针对某集气处理站轻烃回收装置运行状况进行分析，并针对该轻烃回收装置在实际运行过程中对轻烃回收率产生影响的各种因素以及有效提升轻烃收率的具体对策进行了探讨。在该装置投产运营后，为了进一步提升其产品的收率，该集气处理站先后采取了使用稳定气压缩机、处理分离器压力调节阀内漏现象等几种措施将轻烃的收率提升到了95%左右。完全达到了设计的标准要求。

关键词：集气处理站;天然气;轻烃回收;收率优化

引言

某集气处理站在其运行过程中投产了一套大型的轻烃回收处理装置，该装置主要采用的是膨胀深冷分离回收工艺，充分利用膨胀机的作用将经过脱水处理的天然气进行膨胀制冷处理，然后将经过处理的天然气输送到分馏塔中，来实现液化气、干气的分离回收。该设备在投产后由于稳定气压缩机存在调试问题，而且膨胀机实际的采购周期相对较长，因此对轻烃的收率也产生了巨大影响。

1影响轻烃收率的主要因素分析

1.1原料气组份变化

在经过对该集气处理站原料气成分进行分析后可以发现，在天然气组分出现差异的情况下，及时保证温度以及压力的相关条件相同，其实际的收率仍然与设计收率存在一定的差异，而且由于该集气处理站原料气中含有大量的C3+，而本身也存在较高的液化率。在其设计过程中C3+总体的数值能够达到199.2kg/m3，但是在实际投产后C3+收率实际运行数值仅仅能够达到172.48kg/m3，由此可以明显的看出实际投产过程中产生的C3+收率要远远小于设计值，如此也可以充分说明随着原料气中C3+组分含量的不断下降，会对整个装置的收率形成一定的影响[1]。

1.2温度、压力等对C3+收率造成的影响

该装置在实际的运行过程中主要是通过透平膨胀机来实现制冷回收，如果其原料气在固定的情况下，原料气实际的冷凝温度以及压力等一旦出现变化就会对装置最终的收率造成严重影响。利用P-R状态方程经过计算后最终得出低温分离气在实际运行过程中的液化率与温度以及压力之间的对应关系。通过对其关系曲线图进行分析可以发现，在保持压力恒定的条件下，随着冷凝器内部的温度不断降低，液烃的整体收率会呈现出上升趋势，但是不同的组分实际上升的幅度不同，收率整体较大的是中间组分，由此可见，要想充分保证轻烃的收率，首先必须要让冷凝温度达到一定的要求;而通过对冷凝压力与冷凝率的关系分析可以发现，当保持温度一定的情况下，随着压力的不断上升，各种组分的收率也逐渐呈现出上升的趋势，与温度变化情况下的收率变化趋势基本相似，但是整体来看，压力的实际变化对于最终受力的影响要比温度小很多。

而对该膨胀机原理进行分析看出，随着其实际膨胀比的不断上升，会导致出现较大的温度下降，但是当温度下降达到一定数值的时候，逐步趋于平缓，由此可见，合理的提升膨胀机的膨胀比和转速，也能够有效提升轻烃的收率。

2提升收率的主要对策

2.1膨胀机安装阶段

2.1.1针对该站内原有的调解法内漏问题进行有效解决

该装置在投产使用的初期阶段，实际进行干气以及原料气在线分析的过程中发现，干气实际中含有的C3+含量普遍比较高，这也是导致C3+最终产品收率较低的主要原因。针对该现象进行深入分析后发现，该集气处理站内部原有的压力调节阀出现了非常严重的内漏现象，从而设备在运行过程中原料气直接进入了干气管网中，这样就对最终的C3+产品收率非常的严重的影响。

由于压力调节阀在实际运行过程中发现内部出现了大量的杂物堵塞，从而导致其不能够实现完全关闭。针对这种现象进行有效的修复后，该集气处理站每天的产品產量提升了20吨左右，而轻烃的收率也有效的提升了15%左右，每天能够为该集气处理站带来5万元左右的收益[2]。

2.1.2 优化凝析油稳定操作参数，保障稳定气压缩机运行平稳

通过对该集气处理站内部的凝析油稳定单元闪蒸气组分进行分析后可以发现，其中含有大量的C3+组分，在其一级闪蒸分离系统C3+组分整体的含量能够达到618.99kg/m3，而二级闪蒸分离器中C3+组分的整体含量能够达到1832.32kg/m3，由此就会导致在整个系统稳定气去压缩机还没有正常运行前，闪蒸气直接进行了放空，从而导致其不能实现有效回收利用，形成了巨大的资源浪费现象。由此可见，设备在运行过程中稳定气压缩机对液化气以及轻油产量会产生巨大的影响，而稳定气压缩机的平稳运行，在很大程度上会受到凝析油稳定单元实际运行状况的影响。

针对该情况进行深入研究后发现，在压力不断上升的情况下，稳定塔塔底温度以及实际的能耗也会不断上升，在此情况下稳定气压缩机实际的运行功率却会不断下降，但是从整体变化幅度来看，能耗增加的幅度要相对较大，也就是说，随着稳定压力的不断升高设备的总体能耗也在逐步增加。针对这种情况，在充分保证整个稳定塔的塔顶压力维持不变的状况下，将稳定塔塔底的温度进行了合理的下调，在完成下调后，针对运行过程中的凝析油进行取样分析可以发现，其含水率完全达到了标准要求。

由于在不同的季节下环境温度会出现较大的差异，在经过真实的温度参数模拟后，对该设备的各项运行参数进行了进一步优化设置。经过一系列参数优化调整后使得该装置轻烃的收率每天上升了14吨左右，整体的收率提升了10%左右，由此每天能够为该集气处理站4万元左右的经济收益。

2.2膨胀机运行阶段

充分结合膨胀机运行过程中的经验计算公式可以知道，当膨胀机运行过程中出口温度不断升高的前提下会导致重接触塔顶温度不断升高。针对这种情况，针对该装置膨胀机的出口压力进行了下调。与此同时，合理的提升了膨胀机的膨胀比，并针对该集气处理站实际应用外输干气作为再生气的状况，针对干燥塔的时序以及具体的设定值进行了合理调整，有效延长了干燥塔并流的运行时间，由此就达到了有效控制膨胀机出口温度的目的。

3 结束语

集气处理站在实际运行过程中轻烃收率始终是一个重要的问题，在针对集气处理站轻烃回收装置实际运行状况进行深入分析后，采取了一系列改进措施，从而使得该集气处理站实际的轻烃收率达到了95%左右，有效提升了集气处理站实际的经济效益。

参考文献

[1]文军红，叶帆，付秀勇，吴成均，黄春剑. 雅克拉——大涝坝凝析气田轻烃回收现状[J]. 石油化工应用，2007（02）：44-47.

[2]李宝栋，杨刚，胡平. 桁架密闭装车技术在雅克拉轻烃装车中的应用[J]. 石油石化节能，2013，3（03）：37-38+60.