范紅艷

（中國(guó)石油吐哈油田公司，新疆 鄯善 838202）

吐哈油田丘采油廠油氣處理裝置包括丘東一廠、二廠兩套裝置，其中丘東一廠裝置能夠同時(shí)處理丘東-溫八凝析氣田氣、凝析油和各采油廠來(lái)的混烴，丘東二廠裝置主要處理紅臺(tái)、溫西區(qū)塊所產(chǎn)的天然氣。兩套裝置目前可生產(chǎn)液化氣240噸/日，干氣170萬(wàn)方/天。丘東油氣處理裝置的能否安全平穩(wěn)運(yùn)行極大影響下游天然氣用戶，因此，本文對(duì)2套裝置的性能進(jìn)行研究，并提出改進(jìn)措施，提高裝置的整體效能。

1 丘東2套油氣處理裝置存在問(wèn)題分析

1.1 供氣管網(wǎng)尚不完善

丘東采油廠做為吐哈油田天然氣生產(chǎn)及處理的主體單位，能處理高、中、低不同壓力等級(jí)的原料氣，產(chǎn)品高、低壓干氣能滿足甲醇供氣、廣匯液化天然氣、烏石化等多用戶產(chǎn)品需求。油田公司為滿足下游用戶對(duì)天然氣的需求，必須合理調(diào)配各廠資源，減少放空損失，實(shí)現(xiàn)油田區(qū)域內(nèi)多區(qū)塊干、濕氣管網(wǎng)的完善，因此對(duì)現(xiàn)有丘東供氣流程有趨于多樣化的要求，但目前的供氣設(shè)施無(wú)法滿足安全、平穩(wěn)的要求。

1.2 一廠高壓干氣外輸系統(tǒng)超壓運(yùn)行

一廠高壓干氣外輸系統(tǒng)原設(shè)計(jì)工作壓力3.0MPa，最高工作壓力3.25MPa，當(dāng)膨脹機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，受外輸背壓影響，鄯烏首站匯管壓力超過(guò)3.25MPa時(shí)，重接觸塔及冷箱系統(tǒng)處于超壓運(yùn)行狀態(tài)。針對(duì)這一問(wèn)題，2003年對(duì)重接觸塔進(jìn)行過(guò)跨越改造，但改造后工藝操作復(fù)雜，安全平穩(wěn)性差。同時(shí)，隨著丘東集氣站增壓工程的逐步投入使用，氣處理裝置運(yùn)行平穩(wěn)性受上游供氣的影響逐步增大，壓縮機(jī)運(yùn)行故障會(huì)造成重接觸塔的頻繁跨越，安全風(fēng)險(xiǎn)性增大。

1.3 工況改變頻繁

隨著上游供氣條件及下游用氣量的變化，兩套裝置的工藝狀況與原設(shè)計(jì)有較大差異。因此必須根據(jù)來(lái)氣工況的變化調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量及輕烴收率的最大化。

1.4 部分設(shè)備效率低

導(dǎo)熱油爐是裝置運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備，自2005年二廠導(dǎo)熱油爐投入使用以來(lái)，先后三次發(fā)生導(dǎo)熱油爐盤管泄漏事故，造成緊急停廠維修達(dá)60余天，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)6千多萬(wàn)。

丘東火炬回收系統(tǒng)作為油田公司進(jìn)行的一項(xiàng)重大節(jié)能舉措，年回收放空天然氣520萬(wàn)方。由于機(jī)組在投運(yùn)后無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)能力運(yùn)行，造成天然氣損失約100萬(wàn)方/年。

2 提高裝置性能的優(yōu)化措施

2.1 供氣流程的優(yōu)化與實(shí)施

改進(jìn)措施1：一廠高壓進(jìn)氣流程的優(yōu)化及實(shí)施

利用一廠高壓改進(jìn)二廠高壓進(jìn)站流程及調(diào)節(jié)閥，將高壓進(jìn)站氣（6.0Mpa）通過(guò)調(diào)節(jié)閥直接改進(jìn)越站外輸流程，減少對(duì)上下游系統(tǒng)造成沖擊，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)跨越的目的。

改進(jìn)措施2：二廠高壓濕氣調(diào)氣流程的優(yōu)化及實(shí)施

將二廠高壓進(jìn)站濕氣經(jīng)分子篩脫水后與一廠高壓干氣外輸管線相連，實(shí)現(xiàn)二廠高壓濕氣轉(zhuǎn)首站高壓氣供氣流程，由站外閥池手閥調(diào)氣改為在站內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。

改進(jìn)措施3：二廠界區(qū)管網(wǎng)的優(yōu)化與實(shí)施

高壓原料氣通過(guò)越站外輸流程改進(jìn)低壓原料氣進(jìn)站管線，增加高壓進(jìn)站自動(dòng)放空調(diào)節(jié)閥。實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓進(jìn)站壓力的控制，同時(shí)，可將高壓氣轉(zhuǎn)成低壓原料氣轉(zhuǎn)輸至丘陵實(shí)現(xiàn)對(duì)天然氣資源的充分利用。二廠低壓干氣外輸管線與丘陵供氣管線相連，不合格干氣可輸至丘陵。

通過(guò)對(duì)界區(qū)管網(wǎng)的改造和完善，目前丘東一、二廠界區(qū)管網(wǎng)可以達(dá)到以下目的：

目的一：實(shí)現(xiàn)輕烴的回收利用：將含烴較重一廠不合格低壓干氣輸至丘陵再加工；一廠低壓干氣20×104Nm3/d，輸至二廠壓縮機(jī)入口進(jìn)行處理，回收液化氣7噸/天。

目的二：實(shí)現(xiàn)對(duì)一、二廠原料氣、干氣產(chǎn)品的多渠道合理調(diào)配。可以根據(jù)生產(chǎn)需要，實(shí)現(xiàn)了將一廠高壓濕氣、高、低壓干氣、二廠高、低壓濕氣、二廠低壓干氣輸至丘陵、首站的功能。

2.2 提高裝置安全性能的研究與措施

隨著丘東集氣站增壓系統(tǒng)的投入使用，進(jìn)站氣的平穩(wěn)性受壓縮機(jī)運(yùn)行影響，因此丘東高壓干氣外輸系統(tǒng)的改造，徹底解決了膨脹機(jī)停機(jī)造成的以上設(shè)備超壓?jiǎn)栴}，極大的提高了裝置的安全性能。減少了人為操作的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 提高裝置運(yùn)行效率的措施與實(shí)施

工藝參數(shù)的優(yōu)化及實(shí)施。根據(jù)來(lái)氣量、來(lái)氣壓力調(diào)整天然氣系統(tǒng)工藝參數(shù)，保證裝置在低負(fù)荷下的安全運(yùn)行、較高負(fù)荷下的高效能運(yùn)行。

設(shè)備性能的優(yōu)化及實(shí)施。導(dǎo)熱油爐的更換及燃?xì)庀到y(tǒng)的完善。由于二廠導(dǎo)熱油爐多次發(fā)生爐管破裂，存在嚴(yán)重的安全隱患，對(duì)二廠導(dǎo)熱油爐爐體進(jìn)行更換；更換導(dǎo)熱油爐爐體及燃燒器一具，輔助工藝采用原有設(shè)備流程；在膨脹機(jī)密封氣出口新增加一具燃?xì)膺^(guò)濾分離器，進(jìn)行進(jìn)一步油氣分離，同時(shí)將膨脹機(jī)密封氣引至低壓進(jìn)站原料氣管線，燃?xì)庥啥S低壓干氣供給；導(dǎo)熱油爐燃?xì)庀到y(tǒng)增加一套備用燃?xì)鉁p壓閥組，避免燃?xì)鉁p壓閥組出現(xiàn)故障時(shí)無(wú)法及時(shí)維修造成的停廠影響，整體提高了導(dǎo)熱油爐的運(yùn)行性能。

二廠火炬回收壓縮機(jī)的性能優(yōu)化?；鹁婊厥諌簷C(jī)自投運(yùn)以來(lái)，夏季運(yùn)行多次出現(xiàn)排溫高停機(jī)問(wèn)題，造成機(jī)組無(wú)法高載荷運(yùn)行，放空氣無(wú)法回收完全。同時(shí)機(jī)組冬季運(yùn)行期間，由于回收氣中含水，容易造成入口管線過(guò)濾器部位凍堵，造成機(jī)組吸入壓力低故障停機(jī)。

改造方案：將火炬回收壓縮機(jī)循環(huán)水管線由DN25改成DN50；在火炬回收壓縮機(jī)出口與入口管線連接，引一根補(bǔ)熱氣管線。冬季期間將部分熱氣改進(jìn)入口管線，提高進(jìn)氣溫度，減少凍堵。

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

一廠高壓干氣外輸系統(tǒng)改造：膨脹機(jī)故障停機(jī)或手動(dòng)停機(jī)時(shí)，高壓干氣的放空量約為7.5萬(wàn)方/每次，初步估算，此方案實(shí)施后，全年可減少天然氣損失37.5萬(wàn)方，收益為22.87萬(wàn)元。

火炬壓縮機(jī)改造：原有火炬回收壓縮機(jī)夏季因排溫高停機(jī)、冬季因入口凍堵吸入壓力低停機(jī)問(wèn)題得到解決，機(jī)組夏季運(yùn)行載荷由15Hz提高至30Hz，運(yùn)行時(shí)率由78%提高至95.5%，全年按照330天計(jì)算，減少天然氣放空損失量124萬(wàn)方，收益為75.57萬(wàn)元。

外輸管網(wǎng)改造，極大的提高了供氣協(xié)調(diào)功能，多次在處理突發(fā)事故時(shí)起到作用，減少大量放空，保證了供氣的平穩(wěn)和良好的經(jīng)濟(jì)效益。

僅對(duì)1和2兩項(xiàng)效益進(jìn)行評(píng)估，則：

經(jīng)濟(jì)效益合計(jì) 98.44萬(wàn)元

投資情況：高壓干氣外輸系統(tǒng)工藝改造共計(jì)330萬(wàn)元；其他工藝改造共計(jì)10萬(wàn)元，投資合計(jì)340萬(wàn)元。投入產(chǎn)出比1：3.45

社會(huì)效益：減少了天然氣放空，保護(hù)了環(huán)境，提高了裝置的安全性，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了輕烴技術(shù)和操作人員的業(yè)務(wù)水平。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，通過(guò)對(duì)已成熟適用的輕烴處理裝置，根據(jù)不同工況，在設(shè)計(jì)及使用中存在的問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)改造，降低了人工操作勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了裝置的安全性能。優(yōu)化了裝置流程，提高了裝置的效率，確保了企業(yè)效益的最大化。

[1]高建保.輕烴回收裝置操作參數(shù)優(yōu)化模型.石油與天然氣化工，1998(1).

[2]倪進(jìn)方.化工過(guò)程設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

[3]諸林.天然氣加工.北京：石油工業(yè)出版社，1996.