2000工艺优化设计要点

温米70万方装置工艺优化设计与实施

温米采油厂轻烃工区

2000年11月6日

目录

前言

一、装置工艺运行现状

二、装置工艺存在问题及分析

三、装置工艺的优化设计

四、优化方案的实施

五、经济效益

六、结束语1 1 3 7 9

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前言

温米轻烃70万方天然气处理装置自1998年9月扩容改造以来，运行相对较为平稳，基本达到扩容改造的目的。但装置在有些方面仍存在一定的问题，对装置C3收率、运行时率及操作有较大的影响。为此我们组织工区技术力量，对装置工艺系统进行了大量的研究工作，并根据装置的实际情况，制定了工艺优化设计方案。通过本次工艺优化设计及改造的实施，装置的C3收率、平稳运行时率和产量都有较大幅度提高，经济效益极为显著，为吐哈油田第二经济支柱的发展作出了较大贡献。

一、装置工艺运行现状

1999年装置扩容改造在工艺系统上作了较大的改动，包括增加透平膨胀机系统、重接触塔工艺系统、导热油加热系统等。经过扩容改造后2年多时间的运行情况来看，装置不论新增系统还是原有系统在工艺上不同程度地存在一些问题，主要包括干气放空及计量问题、重接触塔运行效果差问题、外输屏蔽泵不能平稳运行问题、透平膨胀机的控制系统平稳运行问题等等，这些问题的存在，对装置的“安全、平稳、优质、高效”运行造成一些不利的影响。同时，在一定程度上也增加了操作人员的劳动强度，因而，目前对装置整体系统进行工艺优化设计就显得极为紧迫和十分重要了。

二、装置工艺存在问题及分析

温米轻烃装置设计C3收率为80％，但在实际运行中C3收率仅60％左右，80％的设计值相距甚远。同时，由于装置从50万方扩容到70万方，虽然经过设计院进行设计，但不可否认扩容部分与原装置在工艺衔接上存在一定的问题。在设备上由于计算及选型问题，设备运行情况不能满足工艺要求等等。为了有效地解决这些问题，我们根据装置的实际运行情况，进行了大量的调查研究，找出了装置在工艺上存在的问题，并对问题逐一进行分析，查出问题存在的原因，为制定装置工艺优化方案作好充分的准备工作。

1.存在问题

装置在工艺方面存在的问题统计如下：

(1).干气不能自动调节放空，致使系统压力波动较大，影响系统的平稳操作运行；

(2).原料气、干气计量极不准确，不利于对装置情况的掌握和考核，不利于装置的日常管理；

(3).检修改造时，原料气不能输往丘东气处理厂。若作干气外输，将严重影响干气质量；

(4).外输屏蔽泵运行不平稳，容易发生气蚀现象，特别是夏季情况更为严重；

(5).重接触塔工艺系统运行效果较差，不能充分发挥吸收塔

的作用，严重影响装置C3收率；

(6).脱乙烷塔回流泵达不到工艺要求，运行极不平稳，致使脱乙烷塔顶的温度偏高，对装置的C3收率存在一定影响；

(7).丙烷制冷系统经济器不能投运，使制冷机耗能严重，有时容易超负荷运行；

(8).电动原料气压缩机、高压分离器不能自动排污，既增加了操作人员的劳动强度，又对装置设备的安全、平稳运行造成一定的影响；

(9).透平膨胀机控制易受外界电磁干扰，致使膨胀机经常出现误报警停机，严重影响膨胀机的安全、平稳运行；

(10).制冷机在冬季开机润滑油加热较为困难，有时不得不强制开机，对制冷机的安全、平稳运行造成一定影响。

2.存在问题分析

(1).干气不能自动放空，原因是虽然有自动放空调节阀，但一方面调节阀型号选择不对，因为装置干气外输压力为1.20 M pa，而放空汇管压力只有不足0.10M pa，这样一来，干气调节阀阀芯前后压差达1.1 M pa以上，但现有调节阀设计压差仅为0.8 M pa，在运行过程中，调节阀在压差的影响下，不能自动调节。另一方面工艺流程设计存在问题，由于有时要求干气放空量比较大，而原放空管线只有φ50，流通能力严重不足，从而使系统憋压，造成系统压力波动过大。

(2).原料气和干气计量问题是装置扩容改造遗留的问题，目前原料气只能计量1#、2#、3#压缩机，新增4#、5#压缩机不能计量，故我们一直不知道装置处理的能力。原因是新增4#、5#压缩机原料气入口安装在原50万方装置原料气流量计之前。而干气计量的流量计仍使用原50万方装置干气流量计，由于扩容改造装置处理量增大，其量程满足不了工艺要求，从而使干气计量不准。另一方面干气放空点在流量计之前，放空部分的干气无法计量，致使无法准确知道装置干气产量。

(3).装置检修原料气目前只能作干气外输，不能压至丘东采油厂处理，其原因是丘东采油厂气处理的最低压力为2.40 M pa，而温米外输干气管线设计压力只有1.20M pa，虽然管线可以承受2.40 M pa的压力，但装置上一些阀门、仪表等压力级别不够。

(4).外输屏蔽泵气蚀的主要原因是产品储罐出口（泵入口）安装有原50万方的限流阀，因扩容改造产量增加，更换了更大排量的外输泵，从而使

提高C3收率的研究

1.方案研究

我们组织了技术人员，对如何利用扩容改造之机大幅度提高装置C3收率的问题进行了专提讨论，最后研究出了一套投资省、

效益好的解决方案：

(1)充分利用扩容后干气流量增大、干气外输存在较大可利用压力能的优势，决定增设透平膨胀机组，把原丙烷制冷系统作为辅助冷源，进一步降低制冷温度，使装置的制冷温度达到中冷。

(2)借鉴丘陵LPG装置的成功经验，采用重接触塔与透平膨胀机相结合的先进工艺技术，增设一具重接触塔，最大限度地提高装置的C3收率。

(3)改造增设一台新冷箱，充分、合理利用膨胀机产生的冷量，尽可能降低装置的制冷深度。

2.目标及可行性分析

装置扩容改造后C3收率的目标值为80％。可行性分析如下：装置采用丙烷+膨胀机制冷，原料气经丙烷制冷系统预冷至-38℃，低温干气在-38℃,2.60Mpa的条件下经过透平膨胀机等熵膨胀至1.30Mpa，温度降低大部分C3+液化后，进重接触塔气液分离并再回收干气中的部分C3+组分，从而达到提高C3收率的目的。

流程示意图如图一：