天然气浅冷处理装置丙烷压缩制冷系统运行分析
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨李 光1,胡艳花1,李长河1,陈 刚2(1.中原油田勘察设计研究院;2.中原油田天然气处理厂) 摘 要:通过研究丙烷一级制冷与二级制冷的差别,探讨丙烷制冷在天然气处理工业中的应用。
关键词:天然气处理;丙烷;制冷 随着科技的进步,社会的发展,石油作为一种不可再生的资源,储量日益减少。
而天然气作为一种新兴的绿色能源,无论是勘探开发,还是应用,发展的如火如荼,日益广泛影响着人们的生活。
天然气的主要组分为CH4、C2H6、C3H8、C4H10、以及C5H12+,其中CH4是天然气中最主要组分,一般含量在85～95%之间,C2H6、C3H8等重组分含量在5～15%之间;CH4目前主要作为城市燃气使用,而C2H6、C3H8、C4H10等组分都是重要的有机化工原料,市场价格也远远高于CH4,如果不将该组分从天然气中分离出来,只能作为燃料气白白烧掉,造成资源浪费,因此天然气处理就是将C2H6、C3H8、C4H10等重组分从天然气中分离出来,以提高经济效益。
天然气处理通常采用低温分离工艺,尤其是分离C2H6、C3H8组分,一般采用膨胀制冷+辅助制冷的工艺,辅助制冷分为氨制冷与丙烷制冷两种方式。
氨制冷适用于原料气冷却温度为-30℃以上工况,丙烷制冷适用于原料气冷却温度为-40℃以上工况,天然气处理工业丙烷制冷应用较为广泛,本文主要讨论丙烷制冷的工艺。
丙烷制冷工艺主要分为一级制冷与二级制冷两种工艺,两种工艺各具特点,适用情况也不相同,本文通过某天然气处理厂的丙烷制冷系统进行分析研究,探讨两种制冷工艺的区别。
该丙烷系统低温冷却温度为-38.25℃,冷却负荷为900KW,一级制冷与二级制冷系统工艺流程如下图所示。
丙烷压缩机一级制冷工艺流程如下所述,丙烷储罐内的丙烷经过节流,压力降至120KPa,温度降为-38.25℃,经换冷器换冷后,丙烷进入缓冲罐后,取得较好的检修效果。
4.2 应注意的问题4.2.1 一体化状态检修是一种动态检修,其产生的效益是显著的,但是在具体实施中需要主管负责人承担一定的风险,需要各级设备管理人员付出更大的工作精力。
170626丙烷制冷压缩机组成及控制原理简介(唐明洪)
7
油分离器气控制流程
8
排气冷却风机控制流程
主蒸发器
经济器和辅 助蒸发器
排气压力≥1300KPa 变频风机启动 排气压力≥1400KPa 第二台风机启动 排气压力≥1500KPa 第三台风机启动
9
主蒸发器供液控制流程
TIC
PIC
丙烷供液
备注： 当丙烷机加载≥90% YV101电磁阀得电打开,UCV101开始接受TIC控制
13
14
RWF II机组启动控制程序
15
关键参数联锁一览表
约克丙烷制冷机参数设定联锁表
联锁点
数值
单位
延时（秒）
吸气压力低 吸气压力高 排气压力高 排气温度高 油压低 油压差高 油温高 油温低 油分温度低 油位低 主蒸发器液位高 附蒸发器液位高 电机电流高 电机电流低 电机轴承温度高 电机定子温度高
谢 谢！
压缩机进口
备注： 当丙
烷机A/B启 动后， YV102电磁 阀得电打 开,LCV101 开始接受LC 控制
丙烷供液 10
辅助蒸发器供液控制流程
压缩机进口
备注：
当丙烷机A/B启动后， YV201电磁阀得电打 开,LCV201开始接受 LC控制
丙烷供液 11
12
经济器供液控制流程
主蒸发器
压缩机进口
排气压力 是否满足
否 保护
是 排气压力≤1800KPa
油箱油位 是否满足
否 保护
是 启动油泵
显示高油温 保护
显示高排温 保护
显示排气压力 高保护
显示低油位 保护
有否油泵
浅冷装置压缩制冷能量循环解析
大庆油田有限责任公司天然气分公司 黑龙江省大庆市 １３０ ６ ００
摘 要 ： 气压 缩制 冷是 利 用液 态工质 （ 蒸 如
氨、 丙烷 、 氟利 昂等 ） 在沸腾 蒸发 时从 制冷
空 间介 质 中 吸 收 热 量 来 实 现 制 冷 的 。 中 文
以 北 压 浅 冷 装 置 为 例 ． 绍 了 蒸 气 压 缩 式 介
制 冷循 环 系统 的组成 、 缩制冷 （ 压 单级 ） 循
环 的 热 力 状 态 ． 析 了工 况 变化 对 制 冷 循 分
环 系 统 的 影 响 ， 蒸 气 压 缩 制 冷 实 际 制 冷 对 循 环 系统 出现 的 现 象进 行 了 注释
关 键 词 ： 缩 制 冷 ： 环 组 成 ： 况 分 析 压 循 工
流装 置 。它们 之 间用 管 道连接 ， 成一 个 形 封 闭系统 。 冷剂 在系统 内不 断地循环 工 制 作 ， 断地 发 生 状 态变 化 ， 与 外 界 进 行 不 并
能 量 交 换 ， 而 实 现 制 冷 目的 。其 工作 从
作者 简 介 ： 晓峰 ， ，９ ５年 牛 ， 刘 男 １６ 高级 Ｔ 程师，９ ９年毕业 于 大 庆 石油 大学 石 油加 丁专 业 ． 在 大庆 油 田有 限 责任 公 司天 然气 分 公 司丁作 。 １８ 现
体： 高压 液 体 制 冷剂 经 节 流 装 置 ， 力 和 温 度 同 时 降 压
在 低进 入蒸 发器 ； 压低 温 制冷 剂 气液 混合 物 在蒸 发 器 表示 制 冷剂 在冷 凝器 内的冷却 和 冷凝 过程 。 这一 过 低 内压 力不 变 ， 断吸 热 （ 制 冷 ） 蒸气 被 压 缩机 吸走 。 不 即 ，
潜 热很 大， 能提 高单 位质量 工 质 的制 冷 量，
某天然气处理厂丙烷制冷系统能耗研究与分析
某天然气处理厂丙烷制冷系统能耗研究与分析摘要：天然气处理工艺中对原料天然气的脱油脱烃脱水处理是很有必要的。
天然气具有反凝析的特点，随着压力、温度的变化会析出液体，因而导致产品天然气水露点及烃露点不合格。
在脱烃脱水技术工艺进行天然气处理过程中，丙烷则就充当了制冷剂，起到制冷降温的作用，进而析出液烃和除水，如果MR系统使用不当，可能会引起能耗过高等问题。
本文针对MR系统存在的问题作了原因分析，并提出了丙烷制冷系统节能降耗的改造方案，对改造前后的效果进行了对比评价。
关键词：丙烷压缩机；节能改造；效果评价一、丙烷制冷系统（MR）概述目前，某天然气处理厂用的丙烷制冷机组[1]-[3]采用的工艺流程为丙烷蒸发器中的气态丙烷由丙烷压缩机进行压缩，在压缩机出口油分离器中分离出机油后，去水冷冷凝器冷凝成液态丙烷，冷凝后高压液态丙烷经节流膨胀后进入经济器。
经济器中的气态丙烷返回压缩机中段进一步进行压缩；液态丙烷经过控制蒸发器液位的调节阀进入蒸发器，气化变成气态丙烷，吸收天然气的热量；丙烷在制冷系统内部如此反复循环，不断吸收天然气的热量，从而达到制冷的目的。
其中丙烷压缩机是丙烷压缩制冷系统的主要能耗设备。
如果忽略管线和静设备压降，压缩制冷循环在压焓图上如图1所示。
1-2线段表示气态冷剂在压缩机中的压缩过程，近似地沿等熵线进行；2-2′-3′-3线段表示冷剂在冷凝器中的冷凝过程，为等压过程；3-4线段表示冷剂节流膨胀过程，为等焓过程；4-1线段表示冷剂在蒸发器中的蒸发过程，为等压过程[4]。
图1丙烷压缩制冷循环流程及压焓图二、丙烷制冷系统高电耗根因分析（一）电机选型过大，负载过低、电耗过高1.电机选型过大该天然气处理厂应用的丙烷压缩机电机选用1600kW的大功率电机，单套系统制冷能力5400kw，压缩机在正常工作中能量负载只能达到5%-15%，存在“大马拉小车”现象。
2.电机负载低压缩机在低负荷运转时，轴功率将增大，耗电量增加。
丙烷制冷工艺改造及效果分析
１ 装 置现 状 及 存 在 的 问题
雁 木 西 轻烃 投 产 于 ２０ ０ １年 ７月 ， 处 年 气 温 变 化 较 大 ． 气 湿 度 地 空 较 低 的 吐鲁 番 地 区 。 置 设 计 天 然 气 处 理 量 为 ２５ ２ ％万 方 即 ２ ３万 装 ．￣ ０ ～ 方， 随着 油 田产 量 的增 加 ， 装 置 的实 际 天 然 气 为 ３ 进 ． ６万方 ， ， 致 装 天 导 置 一 直处 于 高 负 荷 运 行状 态 。原 料 气 组 分 较 设 计 时 有 所 变 化 ， 加 了 增
经 查 各 组 分 在 状 态 １ 进 蒸 发 器 前 ） 状 态 ２ 出 蒸 发 器 后 ） 的焓 （ 、 （ 下 值 Ｈ 为 （ 表 ２， 料 气 各 组 分 在 丙 烷蒸 发 器 所 能 达 到 分 离 要 求 所 必 见 １原
须 的理 论 冷 量 为 ：
纯 组 分所 需 冷 量 ＝ Ｈｌ Ｈ × 组 分 质 量 流量 × ．８ （ — ２）纯 ４１ 根 据计 算 结 果 （ 表 ２ ， 料 气 达 到分 离 要 求 所 需 的 理论 冷 量 ： 见 ）原
产 量
设 计 值 实 际 值
ｌｔ ３ １．ｔ ２４
由 于 上 述 原 因 ， 使 制冷 系 统 负 荷 增 加 ， 冷 压 缩 机 不 能 满 负 荷 致 制 运行 ， 效率 降低 、 位 制 冷 量 下 降 。Ｃ 单 ３回收 率 降低 ， 量 下 降 。 产 要 达 到 设 计 要 求 ， 证 产 品 的 质 量 与 产 量 ， 要 更 换 大 功 率 的 制 保 需 冷 压 缩 机 或者 对 装 置 系 统 进 行 优化 改 造 ， 高 现 有 制 冷 压 缩 机 的有 效 提
９８ ．１
丙烷压缩机Quantum控制系统故障分析及应对措施 刘子辉
丙烷压缩机Quantum控制系统故障分析及应对措施刘子辉摘要：喇二浅冷站丙烷压缩机型号为RWBII 496E，由美国约克公司生产，与其配套的控制系统是Quantum生产的控制盘以及配套辅助系统组成，2005年投产以来，频繁出现电源电压供应波动大，控制主板复位重启等故障，从而影响丙烷压缩机正常运行，导致联锁停机。
本文着重对Quantum控制盘运行不稳定的影响因素进行探讨和研究，并采取技术措施，保证丙烷机长周期平稳运行。
关键词：丙烷机；控制盘；故障；分析；措施喇二浅冷站1998年新建装置投产时，天然气制冷系统采用氨压缩制冷工艺，2005年10月改用美国约克公司生产的RWBII 496E丙烷压缩机，与其匹配的控制系统为Quantum控制盘。
该控制盘由控制主板、数字板、模拟板以及电源板等控制元件组成，控制盘可对丙烷机执行所有的逻辑和查询功能，并且可通过控制盘对丙烷机进行操作控制、负荷调节控制以及安全保护控制。
丙烷机准备启机以前，必须满足一定的条件，只有在压缩机所有联锁控制参数在允许范围内，压缩机才可以启动。
任何不正常的操作条件均将使控制系统的联锁保护装置动作，造成压缩机停机，影响浅冷装置正常生产。
随着多年操作经验的累积，由于操作调控引起的停机几乎可以杜绝，但是由于丙烷压缩机控制盘故障引起的停机频频发生。
由于仪表控制系统故障，2008年丙烷机停机6次，2009年丙烷机停机5次，2010年丙烷机停机6次，2011年丙烷机停机8次，2012年7次，2013年8次。
1、控制系统故障影响因素分析1.1环境温度的影响由于丙烷机控制系统是由微电脑控制板安装组成，电脑板的运行稳定性会随着运行温度的升高而骤然下降。
通过现场勘查，并对今年7-9月份的环境温度与控制柜温度进行测量对比，结果发现，丙烷机控制柜的温度随着环境温度的不断上升而急剧上升，期间共发生控制主板复位导致停机3回。
通过查找历年设备运行记录，发现7-9月份同比大于其他季度的停机次数。
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨摘要：原材料天然气本身带有反凝析的现象，在下游温度和压力下降，会析出轻烃，在管线内堆积，造成上游外输压力上升，就得进行管线通球，最频繁时，每20天就要进行通球，存在管线运行的安全隐患。
因此在上游进行脱烃处理。
每天管输天然气60万米。
现代人们在进行天然气处理的时候引入了丙烷制冷工艺，且在投入运行一段时间以后，也取得了很不俗的成绩。
我们针对天然气处理中丙烷制冷工艺现状与出现的问题进行分析，进而提出了一些参考性的建议。
关键词：天然气处理;丙烷制冷工艺;现状探讨前言在输送天然气的时候，伴随压力与温度逐渐降低，输配管线当中的天然气会出现反凝析且在地势低的地方形成积液的现象，会对正常输气造成影响，严重时甚至会导致管线的堵塞。
这在很大程度上对管道的输送能力打了折扣，外输产品的天然气也不符合国家对于二类气质的鉴定标准。
结合这样的现状，我们在工作中引入了丙烷制冷工艺，对天然气做集中脱水等的处理，同一时间，经此过程回收的产品也有较高的经济与使用价值。
1.天然气处理现状伴随科技的不断发展进步，社会的日益强盛，石油这种不能再生的能源，它的储量却在加速降低。
天然气这种绿色能源就随之应运而生了，勘探开发、应用与其他多个方面，它如雨后春笋般逐渐发展壮大，到现如今已经形成了相当大的规模，极大限度的影响了人们的日常生活与生产[1]。
天然气主要由C4H10 C3H8 C2H6 CH4与C5H12+共同组成，这当中CH4是构成天然气的最主要的成分，一般情况下含量在百分之八十五到百分之九十五之间，C2H6 C3H8这些含量在百分之五到百分之十五之间，CH4现如今被城市燃气大量使用，C2H6 C3H8 C4H10这些成分作为有机化工必要原料，它们的价格要比CH4高出很多，假使不把这些成分从天然气当中剥离出来，它们也只能是被当成燃料气被不必要的浪费掉了，所以所谓的天然气处理指的就是把C2H6 C3H8 C4H10这些成分从天然气当中抽离出来，最终的目的是使经济效益大幅度提升。
丙烷制冷系统
更换滤芯，确保系统运行正常。油过滤器前后的压力由压 差计测定，并设置报警等安全措施。
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -13-
经济器
项目 数量 制造厂 管侧设计压力 壳侧设计压力 尺寸
经济器 1 YORK 中国/OEM 2.5Mpa 2.5Mpa
备注 管程材质为20#碳钢，壳体材质 16MnR
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -11-
油分离器
项目 效果 数量 设计压力
材质
5ppm 1台 2.5Mpa
16MnR
油分离器
备注
三级油分离器，配有三个视油 镜，油分离器中的积聚式滤芯 为Frick制造(美国)，5个。
3个1000W油加热器在压缩机停机时保证油温低于19℃时自动加热； 优良的油分离效果大大减少了冷冻油进入热交换器，保证了热交换器 的热交换稳定性及机组效率。
2021/7/8
螺杆压缩机基本结构
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -6-
(a) 吸气过程
2021/7/8
(b) 封闭过程
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -7-
压缩过程
2021/7/8
排气过程
“闻油而动、吨油必争”
开发事业部轮南作业区 -8-
丙烷制冷系统有关问题的探讨
冬 季可 以让 外 输 干气 甩掉 换 热器 而 走 旁通 。 增 加 一列
管式 换 热 器 和一 温控 三通 阀及考 虑 施 工 费用 ， 全 部投 资约为 ３ ０ ￣ １ ０ 人民币， 投资较少 ， 所 以不 失 为解 决丙
改善 。
３ 频 繁 启 停 危 害
w. zh
１ ２ ． ４ ７
（ １ ）夏 季 丙 烷 机 组 的频 繁 启 停 会 造 成 丙 烷 机 组
开 机 率不 足 。有时 一 天停机 次数 达 ６ ～ ７次之 多 。 丙 烷 机 组 的 频繁 启 停会 影 响工 艺运 行 的平稳 性 ， 特 别 是在
石 西作 业 区天 然 气处 理 站设 计 日处 理 量 为 ｌ Ｏ Ｏ ｘ
１ ０ ｍ ３ ， 它采 用丙 烷 制 冷 （ 为 独立 冷冻 循环 系 统， 工 艺 流 程 图及 工 艺参 数 见 图 １ ） 和 气 体节 流 膨胀 制 冷 相 结 合 的 制冷 方 法 ， 可将 天 然 气 深 度 制冷 到一 ７ ０ 。 Ｃ。装 置 自
烷 机 组 开机 率如 表 １ 。 表 １
时间 ０ ６ — ２ ５ － ０ ７ — ２ ５ ０ ７ — ２ ５ ～ ０ ８ — ２ ５ ０ ８ — ２ ５ ～ ０ ９ — ２ ５
丙烷机组开机天数（ ｄ ） １ ５ ． ２ ３
３ ． ５ ８
开 机 率 ）
５ ０ ． ７ ３
组 分 名 称
Ｃ１ Ｃ２ Ｃ３ Ｉ Ｃ４ ＮＣ４ Ｉ Ｃ５ ＮＣ５ Ｃ６ Ｃ７
丙 烷制 冷 系统 运 行 中存 在 问题 做 初步 的探 讨 ， 并 提 出 解 决 问题 的 相应 办 法 。
天然气处理厂丙烷制冷系统节能改造
天然气处理厂丙烷制冷系统节能改造摘要：多数天然气处理厂都应用了丙烷制冷系统，但是该系统在运行过程中存在高能耗、低能效等问题。
这一问题主要是由多种因素造成的，例如电机问题、经济器问题都会加大系统能耗。
为了降低系统能耗，应当对系统进行节能改造，科学选择改造方案，从而达到节能的目的。
关键词：天然气；丙烷制冷系统；节能前言：天然气处理厂在人们的生活中发挥着重要作用，但是传统的丙烷制冷系统加大了处理厂的能耗，不仅降低了处理厂的经济效益，也造成了资源浪费。
因此，天然气处理厂应针对系统高能耗的成因对系统进行节能改造，减少资源浪费。
1.丙烷制冷系统概述1.1工艺丙烷制冷系统即丙烷压缩循环制冷单元，主要是由满液蒸发器、压缩机以及蒸发式空冷器共同构成的，可以通过提供冷量的方式降低天然气的温度，将原料天然气的温度降低至-25℃以下，从而通过低温分离的方式实现天然气脱油脱水【1】。
在制冷过程中，压缩机会对丙烷蒸发器处理形成的蒸汽进行压缩，之后将蒸汽输送至油分离器当中，分离蒸汽中的润滑油，再将蒸汽输送至蒸发式冷凝器中，将蒸汽转变为丙烷液体，将液体输送至满液蒸发器的底部，进行冷却处理，最后经过换热形成低压丙烷蒸汽。
1.2运行参数丙烷制冷系统中有两台压缩机，其中一台是主用压缩机，一台是备用压缩机，压缩机的功率都是900kW，转速是2950r/min。
2.影响丙烷制冷系统能耗的因素2.1电机因素丙烷制冷系统能耗较高是由多种因素造成的，其中就包括电机因素。
若天然气处理厂选择的电机存在选型过大、负载过低等问题就会加大系统能耗。
首先，若电机选型过大就会降低压缩机的能量负载，造成“大马拉小车”的问题。
其次，压缩机在低负荷运转过程中，轴功率将会加大，能耗就会加大。
从系统运行情况来看，当压缩机的负载率在70-90%这个范围内时，压缩机的制冷效率最高【2】。
但是，当压缩机的负载率处于10-20%这个范围内时，电机的轴功率就会加大。
此外，若压缩机长期处于低负荷运行状态中将会影响到压缩机的机械性能，继而加大系统能耗。
丙烷制冷工艺改造及效果分析
本 装 置 制 冷 压 缩 机 为 FRICK 公 司 的 RWBⅡ-60-E 型 螺 杆 压 缩 机，采用带经济器节能的制冷系统，经济器的投运值出厂设定为制冷 压缩机载荷≥90%时经济器自动投用， 载荷 小 于 85%自 动 停 运 。 结 合经济器流程图分析影响投运因素。 图 4 为直接膨胀式经济器系统流 程图。
7.1
35℃
制冷量 冷凝温度 出口温度 出口压力 水冷却量 冷却水出口温度
144kW 40℃
≤75℃ 13.88Bar 3.03m3
40℃
2.4 装置现状分析 通过以上计算知道，在目前的运行状况下，制冷压缩机的实际输
出功率为： Q 供=83.5kW 而要达到分离要求装置所需理论冷量为： Q 需=140.6kW 制冷压缩机的设计理论提供冷量为： Q 机=144kW 制冷压缩机有效输出功率为： η 输=Q 供/Q 机×100%=83.51kW/144kW×100%=57.9% 可以看出：Q 需>Q 供（需求量远大于供给量 ），目前在该工况下制冷
3优化参数的确定为了确保安全的前提下为了取得最佳制冷效果分别在不同的参不同的参数下记录表其中功率因素均取cos85通过上述资料可以说明在控制压力提高以后制冷压缩机载荷提高当载荷超过9以后既排出压力控制在145155bar之间时经济器自动投用此时性能比最佳入口温度达到并高于设计要求由于排出压力控制在155bar比较制冷温度下降幅度不大而电机功率过大长期运转有可能烧毁电机因此为了确保设备运转安全和经济效益化在每年的月份将制冷压缩机控制压力设定在15bar预润滑油泵作为全程润滑油泵同时提高相对应的安全保护设定值在其它时间仍然停止运转预润滑油泵控制压力任然设定在1388bar
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨
天然气处理中丙烷制冷工艺的探讨作者：常昊来源：《科学导报·学术》2020年第55期【摘要】近年来，随着科技的进步和时代的发展，国家开始注重能源节约和保护，石油作为一种不可再生的能源，储量日益减少，使得目前许多国家开始出现石油能源危机。
对石油天然气方面的处理技术将至关重要。
鉴于此，本文将着重分析天然气处理过程中丙烷制冷工艺，了解丙烷制冷工艺的原理及选型，旨在为更好的提高天然气处理水平。
【关键词】天然气;丙烷;制冷工艺作为一种不可再生资源，天然气十分宝贵且需要得到高效利用，才能更好的满足节能减排和可持续发展战略的要求。
对于天然气处理常用低温分离工艺。
目前我国天然气处理过程中的工业丙烷制冷的应用相对普遍，这类技术有着不同的分类，适用场景也各有不同。
可以根据天然气处理情况而综合考量[1]。
一、天然气处理工艺“天然气”的定义，是从能量角度出发的狭义定义，是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。
在石油地质学中，通常指油田气和气田气。
其组成以烃类为主，并含有非烃气体。
天然气处理与加工主要是指井口到输气管网的过程。
一般是由采气管线、井场分离、集气管线等为主，丙烷制冷主要目的是对天然气的烃露点进行严格把控，从而实现回收。
二、丙烷制冷原理及选型（一）原理丙烷制冷作为目前应用在天然气处理行业中十分普遍的一项技术。
涉及到热力学第一定律和第二定律。
丙烷制冷工艺主要分为一级制冷和二级制冷，这两个模式不同的模式各有特点，且应用的场合各不相同[2]。
其中，另外一级压缩功率的压缩机功率较大，但相关附属配套设施较少，仪表控制更为简单，可是会产生较大能耗，而丙烷二级压缩功率的功率较小，能耗低，但涉及到的附属配套设施较多，且仪表控制相对复杂。
因此，对于天然气处理厂的选型可以结合实际情况针对性的挑选，但一般来讲，丙烷二级更加适合于大型天然气处理。
二炳烷制冷循环系统是由压缩机冷凝器节流阀等相关设备组成。
用不同直径的管线将上述设备连接在一起，则可以构成制冷剂循环流动的封闭型系统，可以通过电动机的拖动工作，不断地抽吸蒸发器中的制冷剂蒸汽[3]。
丙烷制冷系统运行参数优化及简单的节能改造
丙烷制冷系统运行参数优化及简单的节能改造
何康;陈小龙;刘璟
【期刊名称】《化工中间体》
【年(卷),期】2018(000)004
【摘要】天然气具有反凝析的特点,根据压力的变化,温度的变化会析出液体,因而导致产品天然气水露点及烃露点不合格.在天然气处理工艺中对原料天然气的脱油脱烃脱水处理是最基本的.本文主要探讨苏里格天然气处理厂中丙烷装置运行的参数优化及简单的节能改造.
【总页数】2页(P87-88)
【作者】何康;陈小龙;刘璟
【作者单位】中国石油长庆油田分公司第三采气厂内蒙古 017300;中国石油长庆油田分公司第三采气厂内蒙古 017300;中国石油长庆油田分公司第三采气厂内蒙古 017300
【正文语种】中文
【中图分类】T
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4.天然气浅冷处理装置丙烷压缩制冷系统运行分析调整 [J], 张希彬
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天然气浅冷装置换热网络分析及流程改进
天然气浅冷装置换热网络分析及流程改进自然天然气作为绿色清洁能源被越来越多地应用于工业生产中，它的热效率和能量利用效率都很高。
然而，随着工业生产的不断发展，现代发电厂和工厂里利用天然气换热网络的可靠性和安全性一直是受到关注的问题。
为了解决工业中换热网络的效率和安全性问题，研究者们探索了天然气浅冷装置换热网络分析和流程改进的方法。
在研究天然气浅冷装置换热网络分析和流程改进的方法之前，首先要了解天然气浅冷装置的基本概念。
天然气浅冷装置换热网络可以简单地理解为一组结构简单、布局合理的设备，由数个热源、数个换热器、端部汽轮机等元素组成，这种换热装置可以满足工业生产过程中冷热源的多样化需求。
换热网络中最重要的就是换热器。
凭借一系列新型、经济、高效的换热器，气体浅冷换热系统的性能总体上有了明显的改善，可以大大减少换热网络对能源的浪费。
同时，为了增加运行效率，应该采取有效的措施，如定期清洗、检查和修复换热器中的积灰、损坏等问题。
而且，为了更好地提升整个系统的安全性，换热网络应当使用高精度的安全监测装置，避免意外发生和事故发展。
为了改进换热网络的效率，应当采取有效的管理措施，以实现换热网络的长期可靠运行。
首先，应仔细观察整个换热网络的运行状况，当出现问题时及时采取应对措施；其次，应当不断优化换热网络的结构，尽可能地减少热力学损失的发生；最后，对系统中的工艺参数和设备要求及时进行更新，并定期实施检修保养。
总而言之，研究天然气浅冷装置换热网络分析和流程改进是必要的，它可以有效减少换热网络对能源的浪费，提高系统的可靠性和安全性。
此外，为了达到较佳的运行效果，还需要人们采取有效的管理措施，不断完善换热网络的结构，提高系统的可靠性和安全性。
浅谈天然气制冷装置中丙烷螺杆压缩机润滑油系统运行
图1 螺杆压缩机润滑油流程图润滑油系统主要设备卧式油分离器（见图2）分离压缩机排气中携带的润滑油，净化进入冷凝器的制冷剂气体，降低油的消耗，避免润滑油进入冷凝器而降低冷凝器的传热效率。
若机组运行存在回液，不仅可能造成压缩机的损坏，同时还会造成排气温度过低，影响油分离器的分离效果。
图2 卧式油分离器4.2 热虹吸油冷器（见图3）丙烷制冷机组的油冷器应用了热虹吸效应，热虹吸效应是利用加热使液体部分汽化，形成企业混合物，密度变小，利用密度差作为动力来完成的过程。
其原理为以热为动力产生的虹吸现象。
虹吸式换热器里液体被加热后，体积膨胀，密度变小变轻从而上升，周围冷的液体来补充，形成循环。
利用气象和液相的密度差作为动力形成循环。
图3 （热虹吸式管壳式油冷器）4.3 油过滤器（见图4）经过油分、油冷的冷冻油带有杂质，油过滤器可对这些杂质进行有效过滤，防止杂质进入压缩机。
图4 （油过滤器结构）4.4 压缩机齿轮油泵压缩机开机阶段对压缩机进行预润滑，因机组采用的供油方式为差压供油，所以在压缩机正常运行后油泵关闭。
油泵在压缩机组运行中的作用是增加油压。
常采用齿轮泵或转子泵。
开机前，要先检查油泵旋转方向。
油泵齿轮或转子磨损严重会导致油压不足，必须检修或更换；油泵轴封漏油也必须检修或更换。
4.5 润滑油加热器单管加热，加热棒直接和润滑油接触进行加热，无220V，功率为500W。
自带温度±5℃。
机组停机期间，图5 （油分滤芯更换方法）6 结语丙烷压缩机组的润滑油系统在压缩机组中占据关键地位，弄懂弄通丙烷压缩机组的润滑油系统是对润滑油系统进行维护、保养和故障排查的前提条件。
在机组的日常运行中，一定要高度重视润滑油系统，只有润滑油系统得到充分保障，压缩机组才能平稳、长周期运行。
愿本文对于从事丙烷机组运维的同事有所借鉴。
丙烷预冷天然气液化流程运行参数及板翅式换热器通道排布优化研究
丙烷预冷天然气液化流程运行参数及板翅式换热器通道排布优化研究天然气以其清洁安全、热值高的优点,成为二十一世纪备受关注的绿色清洁能源。
天然气液化工业是天然气运输和储存的基础。
我国的天然气液化工业起步较晚,天然气液化技术与发达国家仍有很大差距。
通过对天然气液化流程的优化研究,可以减少天然气液化工厂的投入成本,提高生产效率,促进我国天然气液化工业的发展。
论文针对天然气液化流程中的天然气入口压力、丙烷预冷温度、低压制冷剂压力和高压制冷剂压力等流程参数、混合制冷剂成分配比、板翅式换热器流道布置形式等方面进行了模拟及优化,分析了各种参数改变对丙烷预冷混合制冷剂液化流程的影响。
利用Aspen HYSYS软件模拟了 100万Nm3/d丙烷预冷混合制冷剂液化流程的运行数据,分析了液化流程的流程参数对流程功耗的影响。
得到了混合制冷剂在混合制冷剂循环中三个换热器入口处的气液相含量,分析了混合制冷剂各组分的作用。
模拟了混合制冷剂组分发生变化时三个换热器入口的混合制冷剂流量的变化:第一个换热器中低压制冷剂流量为混合制冷剂总流量,不受组分含量的影响;第二个换热器中低压制冷剂流量随混合制冷剂中CH4和N2含量的升高而升高,随C3H8和C2H4含量的升高而降低;第三个换热器中低压制冷剂流量随N2含量的升高而升高随C3HB和C2H4含量的升高而降低。
利用优化器,以流程最小功耗为目标函数,以流程参数和制冷剂配比为变量,对流程进行了优化,优化后的换热器内冷热流体复合曲线匹配情况变好,换热器对数平均温差降低,最终使流程功耗降低了4.24%。
通过分析换热器内气相质量分率和热负荷分布,得到了制冷剂配比对换热器冷热流体复合曲线影响的结果。
所得到的流程参数及制冷剂配比对流程的影响规律及分析可为工程实践中天然气液化流程的优化作参考。
利用Aspen EDR软件对混合制冷剂循环中的深冷换热器进行了模拟,得到了流体流量分配不均匀程度对天然气液化率的影响规律,分析了流量分配不均造成的换热器各通道间以及沿工质流动方向的差异特征。
丙烷制冷影响天然气处理工艺分析
丙烷制冷影响天然气处理工艺分析摘要：针对丙烷制冷影响轻烃回收工艺的问题，对丙烷制冷工艺进行简单介绍，通过生产运行的方式，对丙烷制冷系统的影响进行现场生产作业分析，提供实际生产指导。
通过本次研究可以发现，丙烷蒸发后的温度、冷却器后的温度以及经济器后的温度都会对压缩机运行过程中能耗产生重要影响，但是，丙烷蒸发后温度对于压缩机运行的能耗影响较为敏感，冷却器后温度对于压缩机运行的能耗影响最不敏感。
关键词：丙烷压缩机；循环水冷却器；丙烷制冷影响分析所谓的丙烷制冷主要指的是将R290(丙烷)作为制冷剂，对天然气进行低温处理，通过热交换的基本原理，使得天然气在较低温度下进行脱水处理。
丙烷制冷工艺的流程相对较为简单，能耗相对较低，可以满足天然气脱水的基本目的。
但是在使用丙烷制冷工艺的过程中，多种温度因素会对其产生影响，最终影响压缩机的能耗，如果可以对丙烷制冷的影响进行分析，以此找出温度影响强弱的问题，则必然会给现场生产作业提供指导。
丙烷制冷工艺简介在使用丙烷制冷工艺对天然气进行脱水处理的过程中，首先使用低温丙烷将天然气的温度降低，然后将低温状态下的天然气输送到分离器中，将天然气中的凝液脱离出来，然后将丙烷蒸发器中吸热后的丙烷挥发气进入口分离器输送到压缩机组内，对丙烷进行压缩，由于压缩做功产生热量，需输送到出口冷却器后，再进入丙烷储罐，此时丙烷将恢复到液态状态，通过经济器预冷后低温状态，再由调节阀来节流制冷输送到丙烷蒸发器低温液态丙烷，与高温天然气换热气化，这个相对较为简单的流程，即可实现天然气低温产生烃凝液处理以及丙烷的循环使用。
通过对整个工艺进行分析后发现，压缩机是整个工艺过程中能耗设备，丙烷制冷工艺所需要的能耗主要由压缩机所决定，因此，进行丙烷制冷影响因素敏感性分析，就是进行整个过程中压缩机能耗的敏感性分析。
丙烷制冷影响分析通过天然气的流量变化可以发现，天然气流量的逐渐增加，丙烷的消耗量以及压缩机的能耗都在逐渐升高，天然气流量对于丙烷消耗量以及压缩机能耗的影响十分明显，在使用丙烷制冷工艺的过程中，要根据自身的产能对丙烷的用量以及压缩机的数量进行准确的配备。
丙烷制冷系统简述
丙烷制冷系统简述丙烷制冷系统通常用于天然气冷却处理。
利用丙烷气化时的吸热效应产生冷量来冷却天然气。
主要包括丙烷压缩机、丙烷缓冲罐、丙烷吸入罐，丙烷蒸发器和丙烷后冷器。
重要系统组件：螺杆压缩机，油泵，微处理控制盘，高压接受器，空冷式冷凝器，浸没式冷却器，缓冲罐，液态丙烷。
流程描述：丙烷缓冲罐来的液体丙烷（1.15MPa、30℃），经经济器换热后温度降至8℃，再进一步节流降温至0.35MPa、-10℃。
与天然气换热后，丙烷液蒸发为气态丙烷（蒸发温度为-10℃），丙进入丙烷吸入罐。
经吸入罐分离出夹带的液滴后，进入丙烷压缩机压缩至1.2MPa，经丙烷后冷器冷凝成液相丙烷（1.15MPa、30℃）后返回丙烷缓冲罐。
制冷原理：在制冷过程中，获得低温的方法通常是用高压常温的流体进行绝热膨胀来实现的，丙烷压缩制冷法由四个基本过程所组成：压缩→冷凝→膨胀→蒸发。
压缩-外界对工质作功，提高工质的压力和温度；冷凝-气态工质冷却冷凝成液态工质，并在高温下向冷却介质排热；膨胀-高压液态工质在节流阀中通过节流膨胀降压至蒸发压力，由于压力降低，相应的沸点就降低，当液体沸点低于当时温度时，一部分液态工质就要蒸发，从而吸收热量，但由于膨胀过程发生很快，节流阀周围外界来不及供热，这部分热量只好从本身降低内能来供给，所以节流后温度下降了，膨胀成为低温气液混合物；蒸发-低温液态工质进入换热器从制冷对象吸热，同时自身蒸发为气态工质，从而达到制冷的目的。
丙烷吸入罐：作用：分离出气相丙烷中夹带的液滴，防止液击。
注意：丙烷吸入罐液位达到90%时，联锁停机。
丙烷系统统运行时，丙烷吸入罐液位达到80%时，应立即手动停机。
丙烷压缩机：丙烷压缩机为螺杆式，与活塞式相比，特点：重量轻、体积小；无质量惯性力，动平衡性能好；可采用喷油冷却，排温低，单级压比高；无余隙容积，容积效率高。
能量调节控制方式：滑阀，滑块。
两者均为液压系统驱动，滑阀实现压缩机的加载和卸载，滑块来增加或降低压缩机的容积比。
天然气处理中丙烷制冷技术的探究
天然气处理中丙烷制冷技术的探究我国是一个能源使用的大国，对于天然气的使用量具有着巨大的需求。
丙烷制冷技术是在天然气传输处理过程中比较实用的一项处理技术。
在本篇文章当中，对天然气处理工艺的概念进行了介绍，之后对于丙烷制冷在天然气处理过程中的具体应用做了简单的叙述。
标签：丙烷制冷；天然气处理；技术研究在天然气管道的输送过程当中，由于温度和压力降低的原因，会在输配管线当中使天然气发生有液烃的凝结，并且在管道的低洼处形成积液，严重的影响了正常的输气，甚至会堵塞到管线。
不但降低了管道的输送能力，并且使得外输的天然气不能达到国家的二类气质标准。
根据上列问题，一般通过丙烷制冷以及分子筛脱水，来对天然气进行集中的脱水、脱烃处理。
与此同时，回收的轻烃还能够带来一定的经济价值。
1天然气处理工艺我们平时所讲的天然气的处理与加工工艺就是指使天然气从井口到输气管的整个过程。
该过程通常都需要通过井场分离、净化处理、输气管网等过程。
通过丙烷进行制冷主要是为了对天然气当中的烃露点进行控制，并且对轻烃进行回收。
2丙烷制冷制冷就是指通过人工的办法来制造一个低温环境的技术。
一般来说，使温度从室温降低到120K这个范围内就属于是制冷，从120K到0K也就是绝对零度的范围内就属于是低温，也被叫做低温制冷。
一般通过三种方法来进行制冷：①通过气体膨胀的冷效应来进行制冷，比如说：膨胀机和J-T；②利用半导体热效应来进行制冷，比如说：热分离机；③通过物质状态转变（比如蒸发、升华、融化）的吸热效应来进行制冷，比如说：蒸气压缩制冷。
常用的丙烷制冷采用的就是第三种方式，也就是利用物质的状态转变进行制冷。
现在，通过丙烷制冷一般能够将原料天然气冷却到零下二十到零下五十摄氏度之间，实现对天然气的低温分离脱烃的目的。
通过蒸气压缩来实现制冷是一种比较常用的方法，其制冷原理为：将制冷剂放入蒸发器当中，跟冷却对象进行热量的交换，将冷却物的热量吸收之后自身发生汽化现象，在利用压缩机将其蒸发的气体吸收，在压缩机中压缩之后形成高温高压的气体，再将其排入冷凝器中，利用常温介质进行冷却，使之凝结成一种高压低温的液体，也有可能是一种气液混合的物质，利用膨胀阀对高压液体进行节流，使之成为一种低温低压的液体，也有可能为气液混合体，将其投入蒸发器当中，再次与冷却物质进行热量的交换，将低压蒸汽排入压缩机中，往复循环制冷。
丙烷制冷原理及其天然气处理行业中的应用
丙烷制冷原理及其天然气处理行业中的应用摘要：阐述丙烷制冷装置的工艺流程及其工作原理，并举例说明其在中原油田天然气处理厂装置中的实际应用状况。
关键词：丙烷制冷压缩处理1、前言中原油田天然气处理厂第三气体处理厂日处理伴生气80-120万方，主要工艺流程为低压原料气经加压后除去水分和其它杂质，进入蒸馏塔进行蒸馏，产出相应的产品主要为气态甲烷、液态乙烷、液态丙烷、液态丁烷等。
众所周知天然气组分中C3以上组分含量越大，产量产出越多，收益也就越大，因此最大化的将C3以上组分液化后进行蒸馏是最关键的。
我厂利用膨胀制冷和丙烷辅助制冷系统来实现这一目的，有效的回收了外输甲烷中的C3及以上重组分。
2、丙烷制冷原理及制冷系数的计算丙烷制冷在天然气处理行业中应用的比较广泛，下面分别用温熵关系和压焓关系分析器制冷过程和原理。
丙烷制冷原理涉及到了热力学第一定律和热力学第二定律，以下是应用理论来分析和计算其循环制冷过程。
首先介绍下丙烷制冷系统的相关流程及介质的变化过程：丙烷制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器组成，用不用直径的管线把它们按一定的线路连接起来，就形成了一个能使制冷剂循环流动的密闭系统。
丙烷制冷压缩机由电动机拖动工作，不断的抽吸蒸发器中的制冷剂蒸汽，压缩成高压过热蒸汽而排出并送入冷凝器，正是由于这一高压存在，使制冷剂蒸汽在冷凝器中放出热量，把热量传递给周围的介质，从而使制冷剂蒸汽冷凝为液体，当然制冷剂蒸汽冷凝时的温度一定要高于周围介质的温度。
冷凝后的液体仍处于高压状态，经节流阀进入蒸发器。
制冷剂在节流阀中，由高压降低为低压，从高温降至低温，并出现少量液体气化为蒸汽。
在此过程中：丙烷制冷压缩机从蒸发器吸收蒸发压力为P1的饱和蒸汽，将其等熵压缩至冷凝压力为P2的饱和蒸汽，压缩过程即完成；丙烷压缩机压缩完的高温高压丙烷蒸汽进入冷凝器，经冷凝器与介质进行热交换，放出热量后，等压冷却至饱和液体，冷凝过程即完成，在冷却的过程中存在温差的出现；饱和液态丙烷经节流阀节流降压（此节流过程中焓值保持不变），压力降至蒸发压力，膨胀过程即完成；节流后的制冷剂丙烷蒸汽进入蒸发器，在蒸发器内吸收被冷却介质的热量等压气化，成为饱和蒸汽，蒸发过程即完成。
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1 丙烷的蒸发器液位没有显示的原因与调整装置检修开机以后，其制冷系统会添加大量的丙烷，但是蒸发器没有液位的显示。
第一，判断因渗漏产生丙烷量流失，依次检查了每个密封点，皆正常，则确定没有发生渗漏。
第二，对丙烷制冷系统作出操作方面的调整，大开经济器到蒸发器的节流阀旁边的阀门，发现蒸发器依然没有液位显示，观看系统的参数，可判断制冷系统中丙烷量没有缺少。
第三，可能新添加的丙烷中含有水分，温度降低后会生成水化物，在液位计的引压管部位产生堵塞。
通过测温仪检测液位计的中、底部的引压管，其液位计的温度和室内温度相符。
第四，对液位计展开排放检查，关闭上侧液位计的截止阀门，开启下侧的截止阀门时，没有排出的气体，断定为下侧的引压管发生堵塞现象。
检修时期对系统中的丙烷沉降，7天后由经济器的底侧、蒸发器的底侧、油蒸馏器的底侧依次排放，总共排水2L多。
蒸发器没有液位的主要原因就是丙烷中带有水分，液位计的引压管受冻而堵塞。
对于这种现象，可以把新进的丙烷沉降，移动的时候以防横向滚动，加装的时候把丙烷瓶进行直立放置。
2 丙烷损失严重的原因与调整
其一，丙烷的机轴封发生渗漏现象。
若是丙烷机的轴封内丙烷的渗漏比较严重，渗油也会较多，经过渗油量的检查，每天的渗油量约在5mL，处在正常的状态。
其二，蒸发器发生渗漏。
天然气进到蒸发器的管层，压力是1.15MPa，丙烷在蒸发器中其蒸发的压力只有0.020MPa，如果产生内漏，则使得天然气进到丙烷系统，不会使得丙烷流走。
其三，冷凝器出现内漏。
丙烷的冷凝器其冷却的水压是 0.4MPa，丙烷的冷凝压是1.2MPa，如果丙烷的冷凝器产生渗漏，则使丙烷进到层内并随水流走。
检修过程，拆卸的冷凝器其两端的浮头法兰，应用锂基脂把完全管束密封方式，查出渗漏，没有渗漏的管束，则排除这种因素。
其四，阀门的法兰发生渗漏。
通过可燃气体的检测仪器进行依次检查，没有渗漏。
其五，安全阀发生内漏。
对安全阀的各个管线展开温度检查，丙烷机的冷凝器其安全阀后端温度偏高，和前端所差不多，断定这一安全阀产生内漏，导至备用的安全阀其丙烷量下降，在检修过程中把安全阀进行拆卸与送检，对其修理，重新安装。
经过分析与调节，丙烷量缺失较快的原因主要是丙烷的冷凝器其安全阀发生内漏，丙烷进到火炬系统。
最后得知：蒸发器没有液位的主要原因是丙烷中含少许水分，导致液位计的引压管发生冻堵现象。
通常新进的丙烷要作沉降处理，移动的时候不要横向滚动，加装的时候把丙烷瓶进行直立放置。
3 天然气浅冷处理装置丙烷压缩制冷的系统运行分析设计的时候，应用丙烷进行辅助制冷，为了降低能耗，设计丙烷的三级压缩的制冷程序，以一台电动式丙烷压缩机作为主要装置。
丙烷的压缩机组总共由三部分构成，即驱动的电机、增速的齿轮箱、离心式的压缩机，由齿式联轴器相连，机组安设于同个底座上，润滑油主要从主辅油泵供应。
机组装设网上监控系统，可以远程监控并进行参数的调节。
丙烷的压缩机应用分段进行压缩与制冷，可提供制冷的温度，其作用是为每个工艺部位带来需要的辅助冷量。
在正常情况下，气相丙烷经过三级压缩以后，经由出口的空冷器进行冷却，变为液相丙烷，再进到丙烷的储罐，并把积存于罐内的液相丙烷送到3个压缩机的入口分离器，经分离器把液相的丙烷送至每单元需制冷的主冷箱，丙烷经过制冷以后会汽化为气相，返回于压缩机的入口进行循环压缩。
丙烷的压缩机总共分成三级，二、三级入口的气体除了前一级压缩而来的丙烷以外，还有和本级进口的压力相近的循环式丙烷气体。
为预防压缩机发生“喘振”现象，可从这个压缩机最后一级的出口气体从防喘控制器进行调节，需要时可以返到每级的入口分离器作出防喘调整。
为防止丙烷中带有过多的轻组分不凝气体，给丙烷制冷带来影响，在丙烷储罐的上侧装设一个小型的分馏器。
若是在液相丙烷内混有压缩机内窜入少许的润滑油，可把丙烷分步送入重烃收集罐内闪蒸，闪蒸以后气相的丙烷还可以回收至系统进行循环利用。
4 结束语
随着社会经济的迅速发展，在处理天然气过程中可以引进丙烷的处理工艺，丙烷一级与二级压缩的工艺特点不同，一级压缩的工艺节约成本，对小型的天然气处理装置比较合适，二级压缩的工艺节省能源，效率也高，是规模较大的天然气处理企业最好选择。
参考文献
[1]张希彬. 天然气浅冷处理装置丙烷压缩制冷系统运行分析调整[J]. 黑龙江科技信息，2015（25）：58.
天然气浅冷处理装置丙烷压缩制冷系统运行分析
郭天舒
大庆油田天然气分公司油气加工四大队北Ⅱ浅冷站 黑龙江 大庆 163000摘要：天然气的浅冷处理装置制冷系统能够较好地处理天然气的反凝析现象，进而化解了管线本身的隐患、运行中丙烷的损失比较严重等问题。
针对上述问题展开了分析并做出调整，对丙烷压缩制冷的系统其实际的运行与应用展开分析。
关键词：丙烷压缩制冷 蒸发器 液位
Operation analysis and adjustment of propane compression refrigeration system for natural gas shallow
cooling treatment plant
Guo Tianshu
Daqing Oilfield Natural Gas Company Four Oil and Gas Processing Unit North II Shallow Cold Station Heilongjiang Daqing 163000 Abstract：The cooling system of the natural gas cooling system can deal with the anti condensate phenomenon of natural gas well，and then dissolves the problems of the hidden danger of the pipeline and the serious loss of propane in operation. This paper analyzes and adjusts the above problems，and analyzes the actual operation and application of the propane compression refrigeration system.
Keywords：propane compression refrigeration；evaporator；level
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