调压技术在轻烃回收装置中的应用

日期:10-08  点击:524  属于:最新动态
        轻烃回收装置是用于回收原油伴生气或天然气中丙烷及以上重烃组分,并将这些重烃组分分离成液化石油气、稳定轻烃、净化天然气或其他有机化工原料的加工装置。在轻烃回收装置中不同来源的原料气如何稳定地进入下游系统对装置平稳安全操作有着重要意义,而普遍使用的往复式压缩机又对其原料进气有着较严格的压力范围和持液量的要求。为了保证轻烃回收装置安全平稳运行,以及压缩设备本身的要求,对原料气进行稳压调节是十分必要的。
1 工程实例
(1)江河净化站轻烃回收装置原料气系统改造。江河净化站轻烃回收装置已经运行了 17 年,原设计处理伴生天然气气量 10×104Nm3/d,采用中压浅冷(氨压缩制冷到-20℃)的加工工艺,原料气分别来自江河联合站的高效三相分离器和负压原油稳定塔,脱水后进入气柜进行稳压调节。近年来随着江河原油产量的递减,气油比的下降,实际气量冬季最少时只有 3×104Nm3
/d 左右,并且由于原料气中的 H2S 含量多年超标(达到了 1 800 mg/Nm3),气柜遭到腐蚀,多次多部位穿孔,严重影响安全生产。因此有必要将气柜重新进行设计调整。设计时经过仔细研究比选,决定对其现有的原料气缓冲系统进行改造。由于该站已进行过自动化系统改造,净化装置区全部实施了DCS 控制,所以利用调节阀来控制原料气的压力。拆除气柜及两座缓冲分离器,利用其他 2 座缓冲分离器并增设 3 组调节阀组对原料气系统进行 DCS 稳压调节,改造前后的工艺流程见图1、图2。
        2000 年系统改造完毕,投产至今安全运行了近2 年,压力一直稳定在常压进气 4L 压缩机允许的±0.03 MPa 之内。干法脱硫塔所需要的进出口压差
改造前江河净化站原料气调压工艺流程

改造后江河净化站原料气调压工艺流程

0.02~0.05 MPa 也得到了保障。实施的自控稳压改造措施比更新气柜投资低,压控灵活,安全可靠,达到了预期效果。
(2)宝浪油田轻烃回收装置设计优化。宝浪油田宝一联内的轻烃回收装置进行了两次设计。1996年底委托进行的施工图设计,原料气规模为 10×104Nm3/d,设计采用了常压进气,中压(2.2 MPa)浅冷(氨压缩制冷到-20℃)的常规加工工艺。自集输系统脱水三相分离器、缓冲罐和原油稳定装置来的原料气均进入湿式缓冲气柜,稳压后的原料气进入下游带有机前缓冲分离器的 4L 往复压缩机增压处理。投产后建设单位提供了已经投产的脱水系统伴生原料气的最新取样化验数据及调整的地质开发方案,1997 年第二次按总原料气 20×104Nm3/d 重新进行施工图设计。经过工艺优化比选,最终确定选用中压(2.2 MPa)浅冷(丙烷压缩制冷到-30℃)的加工工艺。原料气进压缩机时取消气柜,采用压缩机带压进气,不同压力气源的原料气进入不同的压缩机。其中脱水三相分离器来的 0.35 MPa原料气进入高压气压缩机机组,低压缓冲罐和原油稳定来的 0.15 MPa 原料气进入低压压缩机组。原料气稳压分别在各自的机前冲分离器上进行,设定了压力低时用压缩二级出口高压气补气及压力高时泄放降压流程。该套调压系统 1998 年建成后投运至今,一直平稳运行,效果良好。
2 技术经济比较
        江河净化站轻烃回收装置工程充分分析了酸性原料气对设备腐蚀等因素的影响,综合平衡了整个原料气系统的压力梯度,在保证脱硫工艺要求压差的情况下,尽量减少设备检修工作量,降低系统的运行费用。如果采用建设单位提出的更新气柜方案,酸性原料气对设备腐蚀的因素依旧存在,运行到一定时间后气柜遭到腐蚀,多次多部位穿孔的现象将会再次暴露出来。因此采用调压技术方案有着诸多的优势,仅一次性工程费用就降低了约 48 万元,取消气柜并为脱硫装置提供了安装空间。
         宝浪油田轻烃回收装置两次设计调压系统技术经济指标对比见表 1。
宝浪轻烃装置调压设计前后技术经济对比
        取消气柜的优化设计,合理地利用了原料气气源的压力,既减少了设备占地面积,节省了工程投资,同时也降低了装置的运行费用。
结论及认识
         江河净化站和宝浪油田轻烃回收装置的原料气系统技术改造工程,表明调压技术的运用具有很大的灵活性和科学性。尽管气柜方式调压在老油田的轻烃回收装置中还有一些使用,但使用 DCS 技术的先进控制方式已经成为主流。利用如 HYSYS 工艺流程模拟计算软件等先进工具,结合成熟的 DCS 自动控制,科学且多方案地优化工程设计,降低工程造价及运行费用,将会使设计水平得以提高。
 
 

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