原穩(wěn)裝置輕烴罐區(qū)馳放氣回收利用改造

王超 高明明(黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠, 黑龍江 大慶 163000)

原穩(wěn)裝置輕烴罐區(qū)馳放氣回收利用改造

王超 高明明(黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠, 黑龍江 大慶 163000)

通過對目前原穩(wěn)裝置輕烴密閉裝車流程的分析，查找輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳的原因，提出通過技術(shù)改造增加罐區(qū)馳放氣回收利用系統(tǒng)，解決輕烴儲罐壓力升高問題，并對取得的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析。

輕烴;裝車;馳放氣;回收利用;不凝氣

某原油穩(wěn)定裝置的主要產(chǎn)品為輕烴，通過密閉裝車、汽運方式送往某石化公司乙烯二罐區(qū)，而二罐區(qū)通常采用氮氣加壓，密閉卸車的方式。本文主要分析了輕烴在裝車過程中，部分氮氣返回輕烴儲罐，造成罐壓力升高的原因及其產(chǎn)生的安全隱患，并提出了相關(guān)解決措施和取得的經(jīng)濟(jì)效益分析。

1 輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳的原因分析

某原穩(wěn)裝置每臺輕烴儲罐設(shè)安全閥兩個，其中一個安全閥與裝置放空系統(tǒng)相連起跳壓力為0.43MPa，另一個安全閥直接對大氣放空起跳壓力為0.49MPa。儲罐內(nèi)輕烴通過離心泵抽出加壓至1.0MPa左右進(jìn)行裝車，罐車氣相通過氣相平衡線連接到輕烴儲罐，雖然在裝車前必須要求將罐內(nèi)氮氣壓力泄壓至0.1MPa以下，但罐車內(nèi)仍殘留部分低壓氮氣，在裝車過程中，氮氣會通過氣相平衡線返回到輕烴儲罐，從而改變了輕烴罐內(nèi)的氣相分壓，導(dǎo)致輕烴儲罐壓力不斷升高，當(dāng)輕烴儲罐的壓力超過0.43MPa時安全閥起跳，將罐內(nèi)氣體排放到裝置放空系統(tǒng)中，并通過裝置事故放空系統(tǒng)直排到大氣中。

2 輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳存在的問題及安全隱患

由于輕烴儲罐無可控制的泄壓操作系統(tǒng)，所以一旦輕烴儲罐壓持續(xù)升高，系統(tǒng)泄壓只能等到壓力達(dá)到安全閥起跳壓力后進(jìn)行，如安全閥出現(xiàn)故障或不動作情況，儲罐壓力繼續(xù)升高會造成第二道安全閥起跳，并將罐內(nèi)氣體直接對大氣放空。因輕烴儲罐內(nèi)氣體主要是氮氣和烷烴的混合氣，屬于易燃易爆氣體，經(jīng)過事故放空系統(tǒng)緩沖后直排到大氣中，此過程不僅造成了生產(chǎn)加工過程中的原料浪費，更重要的是存在火災(zāi)爆炸、環(huán)境污染等安全隱患。

2.1 輕烴儲罐安全閥起跳頻率分析

輕烴儲罐壓力與輕烴產(chǎn)量、罐車帶氣量、環(huán)境溫度有直接關(guān)系，其中環(huán)境溫度為最主要因素。一般情況下在輕烴產(chǎn)量較高、罐車帶氣量較多、環(huán)境溫度較高的情況下輕烴儲罐壓力升高較快，安全閥起跳情況較為頻繁。據(jù)統(tǒng)計，2016年自1至7月期間，輕烴罐安全閥起跳次數(shù)共計170次左右。

2.2 輕烴儲罐內(nèi)氣體組成分析

通過對輕烴儲罐內(nèi)氣體組分進(jìn)行的氣相色譜分析結(jié)果顯示，輕烴儲罐內(nèi)氣體的主要組成為氮氣約占總體積的65.48%，含有少量的二氧化碳約為1.59%，其它組成部分均為各類烷烴約占總體積的32.93%。

2.3 輕烴儲罐安全閥排氣量計算

6臺輕烴儲罐總?cè)萘繛?200m3，每次安全閥起跳時，一般儲罐內(nèi)內(nèi)輕烴量約為700m3左右，氣體存量約為500m3左右，儲罐罐壓為0.43MPa，起跳后壓力可降至0.35MPa左右，由此可理論計算每次輕烴儲罐排放氣量。

依據(jù)氣體狀態(tài)方程式

計算出氣體排放量：V放＝392m3

若以全年輕烴儲罐安全閥起跳平均次數(shù)170次計算：

V總氣體排放量=V放×170=66640m3

同時根據(jù)輕烴儲罐內(nèi)氣體組成分析結(jié)果可計算出：

V烷烴氣量= V總氣體排放量×32.93%=21944.55m3

其中約20%的烷烴氣經(jīng)過不凝氣系統(tǒng)處理后回收為輕烴產(chǎn)品，約80%烷烴氣與天然氣混合后作為加熱爐燃料氣。

3 解決輕烴儲罐壓力升高的工藝改造及效果

為解決輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳問題，結(jié)合裝置現(xiàn)有的工藝條件和設(shè)備，對輕烴儲罐氣相系統(tǒng)增加一套馳放氣回收利用系統(tǒng)，將輕烴罐區(qū)氣相系統(tǒng)與不凝氣系統(tǒng)連接，增加配套的壓力調(diào)節(jié)回路，將輕烴儲罐區(qū)馳放氣導(dǎo)入不凝氣系統(tǒng)，利用不凝氣壓縮機對馳放氣進(jìn)行處理，將馳放氣內(nèi)的烷烴部分壓縮冷卻，可得到約20%的回收輕烴，剩余的不凝氣可做為加熱爐燃料氣使用。

3.1 馳放氣回收利用系統(tǒng)的工藝流程

將2#輕烴儲罐處氣相平衡線與不凝氣緩沖罐至凝析液罐氣相線管線連接，安裝配套壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以實現(xiàn)馳放氣的回收利用，具體的工藝流程為通過增加輕烴儲罐馳放氣回收利用系統(tǒng)，當(dāng)輕烴儲罐壓力升高到0.40MPa時，可根據(jù)不凝氣系統(tǒng)工作情況，在DCS系統(tǒng)上控制調(diào)節(jié)閥緩慢打開，將輕烴儲罐內(nèi)馳放氣放空到不凝氣系統(tǒng)，當(dāng)輕烴儲罐壓力下降到0.35MPa時關(guān)閉調(diào)節(jié)閥；放空至不凝氣系統(tǒng)的馳放氣經(jīng)不凝氣緩沖罐D(zhuǎn)-106緩沖后，進(jìn)入不凝氣壓縮機K-101進(jìn)行壓縮處理，經(jīng)水冷器E-103冷卻后進(jìn)入三相分離器D-105進(jìn)行氣液分離，液相部分做為輕烴產(chǎn)品進(jìn)入凝析液罐D(zhuǎn)-202儲存，氣相部分進(jìn)入燃料氣緩沖罐D(zhuǎn)-102與天然氣混合后做為加熱爐H-101燃料氣使用。

3.2 馳放氣回收利用系統(tǒng)實際運行效果

①通過控制輕烴儲罐壓力，使輕烴儲罐壓力保持在0.40MPa以下，解決了輕烴儲罐安全閥頻繁起跳問題。②有效的消除了輕烴儲罐直接對大氣放空的安全隱患，避免了對大氣環(huán)境的污染。③減少了輕烴在存儲過程中的損失。④增加了一部分裝置自產(chǎn)燃料氣量，相應(yīng)減少了外購天然氣使用量。

[1]宋少英.多組分天然氣計量中氣體密度計算研究[J].計量技術(shù)，2007.7.