左青松，周文龍，秦學(xué)亮(中國石油塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 841000)

0 引言

新冠肺炎疫情給各行各業(yè)的發(fā)展建設(shè)帶來一定的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對(duì)輕烴回收裝置改進(jìn)升級(jí)工作來說也不例外，相關(guān)企業(yè)要加強(qiáng)對(duì)時(shí)代機(jī)遇的把控，提升輕輕回收裝置的運(yùn)行安全及工作效率，從而促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。疫情防控壓力下面對(duì)低油價(jià)壓力，勢必要增強(qiáng)完善提升輕烴回收裝置的運(yùn)行安全性，做好相關(guān)產(chǎn)品的管理以及控制工作，增強(qiáng)對(duì)相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的全面分析和考量，應(yīng)用精準(zhǔn)運(yùn)行、提質(zhì)增效，提高企業(yè)效益。

1 裝置概況

輕烴回收裝置中最主要的施工工藝則為成熟性的透平膨脹機(jī)膨脹制冷法，該種方法屬于一種比較新型的工藝方式和手段。

某處理廠的管線需要將某一些的凝析天然氣融入到分離器中，將某一些的機(jī)械雜質(zhì)去除，增添一些游離水，這樣才可確保分子篩直接進(jìn)入到干燥塔中，確保原料中的氣體飽和以及水分可直接脫水至水露點(diǎn)-60 ℃以下。在經(jīng)過換熱器與低溫干氣和液烴換冷等工序之后，再將某些經(jīng)過透平膨脹機(jī)膨脹制冷之后的氣體放置在制冷器之后，將其直接放置于乙烷塔脫丁烷塔分離即可，確保最后的工程施工工序能夠經(jīng)由天然氣壓縮器直接向外輸出，從而得到脫丁烷塔底對(duì)應(yīng)的輕質(zhì)油、液化石油氣等物質(zhì)。2021年3月以來在初期運(yùn)行2月余，某處理廠已經(jīng)出現(xiàn)了一系列的工程設(shè)計(jì)以及儀表操作的問題，導(dǎo)致該裝置管路障礙或是運(yùn)行不通暢的原因在于壓差增大，裝置的不正常的生產(chǎn)[1]。該種情況下，面對(duì)某一些的壓差增大，很可能會(huì)造成比較明顯的不利影響。從分子篩干燥器的再生流程再生溫度再生氣流量切換周期等進(jìn)行有效調(diào)整，以此直接解決壓差問題。

2 分子篩干燥器工藝流程分析

原料氣在進(jìn)入到裝置之后，首先需要確保其直接進(jìn)入到分離器中，將某一些的游離水以及雜質(zhì)物去除即可，將某一些的原料直接的過度到過濾分離器中，以便能夠直接的過濾掉某一些殘余的水，在零上25～30 ℃下進(jìn)入分子篩干燥器，將某一些比較飽和的水分直接吸收掉，確保某一些的分子篩可在進(jìn)入之后某一些的天然氣中水露點(diǎn)為-60 ℃以下，干燥過后的原料氣在進(jìn)入到粉塵中，可以將某一些的分子篩粉塵去除，并將其直接的過度到制冷系統(tǒng)中做好全面的分離。在本次的分析中裝置設(shè)計(jì)是選用國產(chǎn)某公司生產(chǎn)的3A分子篩，每一次的分子篩需要在每一塔中直接填充一些3 A分子篩3.5 t，每8 h切換一次，填充高度62 m。在實(shí)際的操作中，需要確保再生氣的進(jìn)口溫度為290 ℃，熱吹冷吹時(shí)間為8 h，再生氣量為6 000～8 000 m3/h，從入口自上而下流經(jīng)干燥塔，借助分子篩將其直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦蓺猓缓笤賾?yīng)用對(duì)應(yīng)的裝置做好增壓處理。當(dāng)前的分子篩再生氣流程主要包括三種：

(1)再生氣為原料氣，該種原料氣直接經(jīng)過粉塵過濾之后會(huì)轉(zhuǎn)變成干氣。該種流程最主要的便是降低天然氣的壓縮機(jī)需求，降低壓縮機(jī)的操作效率，但該種裝置的具體操作時(shí)比較簡單的。其還存在一些比較明顯的缺陷，原料氣的總量為15%的氣體可直接用于再生，實(shí)現(xiàn)輕烴回收，且其并不會(huì)影響下游液化氣的實(shí)際產(chǎn)出值。裝置可從社會(huì)經(jīng)濟(jì)利益作為基礎(chǔ)著手點(diǎn)，確保操作中不再采用該種流程[2]。

(2)再生氣為壓縮機(jī)出口氣體。該種裝置流程的操作也是比較簡單且穩(wěn)定，但由于其含有一些半干氣，某一些濕氣再生會(huì)對(duì)周邊的分子篩造成重大影響。當(dāng)前的出口天然氣即使經(jīng)過潤滑油過濾器做好了前期的過濾工作，但是依舊存有一些微量的潤滑油，這些潤滑油一旦進(jìn)入到分子篩會(huì)在上面結(jié)炭，使得分子篩可直接的做好壓縮循環(huán)，進(jìn)一步的增強(qiáng)壓縮機(jī)負(fù)荷量，增大壓縮機(jī)無功功率，確保其在原料高時(shí)可直接增強(qiáng)對(duì)壓縮機(jī)的影響[3]。

(3)再生氣為膨脹機(jī)增壓端出口干氣。該種裝置流程的操作依舊比較簡單和穩(wěn)定，在操作運(yùn)營中不會(huì)影響具體的裝置回收效率，甚至也不會(huì)對(duì)裝置操作造成任何的負(fù)面影響。在實(shí)際的生產(chǎn)中，一般未能采用該流程，主要源于冬季操作中操作的穩(wěn)定性。但是由于夏季分子篩出口溫度最高只能達(dá)到55 ℃，夏季膨脹機(jī)增壓端出口干氣高達(dá)48 ℃，此時(shí)會(huì)直接影響到分子篩的具體吸附效果，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)的入口溫度過高[4]。

3 輕烴回收裝置冷箱壓差增大情況

3.1 天然氣丙烷以上組分與壓力、冷凝溫度

天然氣在壓力、溫度等條件一致時(shí)依舊會(huì)存有不同的液化率。與此同時(shí)，天然氣含C3成分越多，其實(shí)際上的液化率越高。一旦周邊地區(qū)的溫度降低、壓力增加，就會(huì)增大天然氣的液化率，但雙方之間并沒有任何的比例。一旦天然氣在低壓、高溫的環(huán)境下，其會(huì)有著比較明顯的增長值。若是壓力上升，那么溫度會(huì)下降，因此，在減小操作裝置的壓力時(shí)，需要提升輕烴回收率，增強(qiáng)實(shí)際的輕烴回收裝置的制冷能力。

3.2 壓力、冷凝溫度

丙烷以的回收量趨勢規(guī)律并不明顯，在新的背景下，若是處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，那么乙烷成分的增加會(huì)增大輕烴回收量。一旦壓力值出現(xiàn)上升，那么輕烴回收量會(huì)隨著冷凝溫度的下降上升，乙烷以下組分回收量的變化情況亦是如此。丙烷回收量在冷凝溫度低于-30 ℃時(shí)，不會(huì)隨著溫度下降而增加。故想保障輕烴回收裝置運(yùn)行的安全性以及高質(zhì)量性，不可能直接無底線的降低冷凝溫度。一般來說，裝置原料氣換熱器壓差達(dá)到0.5 MPa，可以采用用天然氣冷吹解堵，確保裝置重新運(yùn)轉(zhuǎn)，直到脫乙烷塔液相管線冰堵，從而直接做好管線和低溫分離器解堵。

3.3 冷凝溫度、壓力中能耗

裝置能耗是隨著增壓機(jī)的壓力面增長而增長，一旦壓力超過2.0 MPa時(shí)，其實(shí)際上能耗增長幅度會(huì)直接變慢，主要源于壓力越高，膨脹機(jī)回收的能量越多。蒸發(fā)器溫度降低，裝置總能耗增加，能耗的增長幅度存有明顯性差異，曲線斜率呈現(xiàn)出一系列的波動(dòng)，但總體來看還是比較平穩(wěn)的，能耗增長幅度會(huì)長期處于一種比較緩和的狀態(tài)，曲線斜率出現(xiàn)有效的變化。一旦裝置的實(shí)際溫度降低，比如說，溫度低于-20 ℃時(shí)，曲線斜率變化會(huì)十分劇烈，能耗增加，甚至可能是由于膨脹機(jī)制冷壓縮機(jī)制造低品位冷量所需的功耗大所導(dǎo)致。輕烴回收裝置的壓力越高，能耗越大。因此，1.40 MPa的能耗曲線一直以來都是一條直線。根據(jù)相關(guān)要求可知，回收裝置的壓力并不一樣，其所對(duì)應(yīng)的拐點(diǎn)也不一致，若是想要確保輕烴回收能耗降低，勢必要將不同壓力曲線的拐點(diǎn)溫度作為裝置的冷凝溫度。

4 輕烴回收裝置生產(chǎn)工藝改進(jìn)舉措

4.1 改造前級(jí)工藝流程

在對(duì)應(yīng)的輕烴回收裝置中，原油伴生氣若是利用得當(dāng)，有著十分重要的作用，此時(shí)，勢必要對(duì)原油伴生氣的相關(guān)裝置進(jìn)行有機(jī)改造，增添一些壓縮機(jī)入口、出口過濾效果和排液頻次，直接導(dǎo)致相關(guān)雜質(zhì)物被排除干凈。與此同時(shí)，需要應(yīng)用過濾式分離器將裝置內(nèi)的水分直接去除掉，除去原油伴生氣中的小部分烴和少量的液態(tài)雜質(zhì)，將氣直接的注入到復(fù)式壓縮機(jī)組中。如果需要用到兩臺(tái)以上的壓縮機(jī)則要采用并聯(lián)電路的方式，直接對(duì)其做好增壓處理。

4.2 提升分子篩流程溫度，降低水露點(diǎn)溫度到-60 ℃

分子篩因具有規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)、可調(diào)變的酸性及良好水熱穩(wěn)定性，被廣泛的應(yīng)用于吸附分離、離子交換、工業(yè)催化等領(lǐng)域。工業(yè)上采用分子篩進(jìn)行氣體的吸附分離，可將微小性質(zhì)差異的氣體分子分離開。同時(shí)，分子篩可在較高溫度和較低吸附質(zhì)分壓下增大吸附容量。由于分子篩是固體酸，可有效減少液體酸(如硫酸、鹽酸)腐蝕設(shè)備、分離困難問題，因此，分子篩已在石油化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。一般使用膨脹機(jī)制冷壓縮機(jī)作為輕烴回收的主要裝置，必須對(duì)蒸發(fā)溫度和型號(hào)予以足夠的重視。對(duì)于輕烴回收裝置中能量回收率較低的問題，不僅要考慮到換熱器的型號(hào)，還要考慮到低溫部分的保溫效果，例如閥門、工藝管線等是否具有良好的保溫效果。分子篩的再生溫度，在實(shí)驗(yàn)室里最高可以達(dá)到600 ℃而不燒壞分子篩，在工業(yè)生產(chǎn)上如此高溫不大現(xiàn)實(shí)，但實(shí)際運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)再生溫度低于280 ℃時(shí)后級(jí)冷箱壓差出現(xiàn)波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)增大，調(diào)整到280～300 ℃冷箱壓差逐漸縮小并在低限運(yùn)行，且水露點(diǎn)達(dá)到-68 ℃。因此合理提升再生溫度能夠有效提升水露點(diǎn)效果，同時(shí)對(duì)減小冷箱壓差具有明顯積極作用，但不是再生溫度越高越好，越高會(huì)造成再生溫度過盈，增加運(yùn)行能耗及運(yùn)行成本。因此通過運(yùn)行實(shí)踐掌握進(jìn)站來氣組分和運(yùn)行能耗合理調(diào)節(jié)再生溫度滿足運(yùn)行要求[5]。

4.3 使用冷箱旁通流程調(diào)節(jié)溫度變化

對(duì)輕烴回收裝置中的冷箱旁通流程進(jìn)行改造，將溫降較大流程增加升溫復(fù)線，在溫降過大或換熱后溫度低于下限時(shí)通過升溫復(fù)線進(jìn)行回溫調(diào)節(jié)，確保溫降緩慢不發(fā)生凍堵。設(shè)置壓差控制回溫調(diào)節(jié)回路，在壓差增大時(shí)啟動(dòng)升溫復(fù)線進(jìn)行壓差控制，通過實(shí)踐及摸索，確定壓差增大拐點(diǎn)及預(yù)防性回溫調(diào)節(jié)控制回路，確保壓差合理且不影響溫降，保證下游運(yùn)行參數(shù)符合運(yùn)行要求[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段某處理廠愈加重視輕烴回收裝置冷箱壓差的出現(xiàn)情況。為進(jìn)一步提升對(duì)該裝置的相關(guān)問題分析，勢必要依據(jù)實(shí)際情況做好裝置改進(jìn)以及考量，定期或者不定期增強(qiáng)對(duì)回收裝置的應(yīng)用處理，以提升產(chǎn)品質(zhì)量為主要目標(biāo)，明確生產(chǎn)中的安全性以及可靠性。在此期間，在進(jìn)行壓力以及溫度檢測時(shí)，勢必要構(gòu)建確定化的方案，明確輕烴回收裝置的運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)最小化的能耗耗費(fèi)，提高運(yùn)行效率，提升運(yùn)行效益。