劉勝國(guó)

上海石油天然氣有限公司（上海 200041）

技術(shù)進(jìn)步

天然氣處理工藝流程優(yōu)化研究

劉勝國(guó)

上海石油天然氣有限公司（上海 200041）

通過(guò)引入HYSYS工藝流程模擬系統(tǒng)軟件，對(duì)天然氣處理廠一期和二期工程兩套生產(chǎn)裝置的工藝流程建立模型，并應(yīng)用流程模型對(duì)各生產(chǎn)單元進(jìn)行了系統(tǒng)生產(chǎn)優(yōu)化分析，完成了天然氣處理廠兩套裝置流程模型的現(xiàn)場(chǎng)工藝標(biāo)定，同時(shí)對(duì)一期生產(chǎn)裝置系統(tǒng)工藝調(diào)優(yōu)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，確認(rèn)了裝置流程模型和工藝優(yōu)化分析研究結(jié)果和趨勢(shì)的正確性，進(jìn)一步加深了對(duì)裝置和工藝流程的認(rèn)識(shí)，該優(yōu)化方案可提高裝置操作水平，確保天然氣副產(chǎn)品增量的提高。

天然氣 工藝流程 模型 標(biāo)定 工藝調(diào)優(yōu)

0 引言

天然氣處理廠的原料氣來(lái)自我國(guó)東海平湖油氣田，原料氣經(jīng)海陸長(zhǎng)輸管線輸送至處理廠，經(jīng)生產(chǎn)裝置處理除去水分、雜質(zhì)并分離出C3以上的烴類物質(zhì)，制成的合格干氣外供上海市城市燃?xì)夤芫W(wǎng)。

天然氣處理廠一期和二期生產(chǎn)裝置分別于1999年和2003年建成投產(chǎn)，向上海市安全平穩(wěn)、連續(xù)正常供氣至今。為了進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)，減少、消除生產(chǎn)系統(tǒng)和裝置的瓶頸，完善、提高裝置操作性能和控制水平，確保向城市優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定供燃?xì)獾耐瑫r(shí)，最優(yōu)化地分離、回收輕烴組分，實(shí)現(xiàn)挖潛增產(chǎn)、節(jié)能降耗、增效創(chuàng)收，天然氣處理廠引入了HYSYS工藝流程模擬系統(tǒng)軟件，對(duì)天然氣處理工藝流程開(kāi)展了優(yōu)化研究工作。

1 天然氣處理工藝原理及流程

天然氣的成分組成主要為甲烷(含量大于70%)，其余是乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷和水分以及其它雜質(zhì)等。

天然氣處理廠的天然氣處理技術(shù)采用的是深冷分離法，工藝原理是：通過(guò)膨脹機(jī)等熵絕熱膨脹制冷和丙烷輔助制冷工藝獲得冷凝分離需要的冷量，逐級(jí)低溫冷卻天然氣，利用天然氣中各組分冷凝溫度的差異，使所含的輕烴組分依次冷凝析出與氣體分離，合格干氣外輸作為城市燃?xì)?，冷凝析出的輕烴組分，利用液相輕烴混合物中各組分的沸點(diǎn)(即揮發(fā)度)差異，通過(guò)分餾進(jìn)一步分離細(xì)分液相輕烴組分，得到LPG（丙烷丁烷混合物）、戊烷和穩(wěn)定輕烴等天然氣副產(chǎn)品。天然氣處理廠由一期和二期兩套并行生產(chǎn)裝置組成，兩套生產(chǎn)裝置工藝流程基本相同，工藝流程示意圖見(jiàn)圖1。

原料氣通過(guò)來(lái)氣收球和段塞流捕集器單元進(jìn)行氣液分離，分離出的液相送入凝液穩(wěn)定單元，氣相送入分子篩脫水單元進(jìn)行過(guò)濾和脫水，輸往膨脹制冷單元（深冷分離單元），分離出冷凝液后的低溫氣體進(jìn)入脫甲烷塔進(jìn)行脫甲烷分餾，從脫甲烷塔塔頂引出的低溫氣體先后經(jīng)與脫乙烷塔塔頂氣和冷箱中的高溫來(lái)氣換熱升溫，并經(jīng)提壓、升溫制成合格干氣外輸上海城市燃?xì)夤芫W(wǎng)；所有的液相輕烴都?xì)w入輕烴分餾單元處理，從脫甲烷塔塔底分離得到的液相輕烴進(jìn)入脫乙烷塔進(jìn)行脫乙烷分餾，分餾所得塔頂氣，經(jīng)脫乙烷塔塔頂?shù)谋檎舭l(fā)冷凝器冷卻后，返回脫甲烷塔，脫乙烷塔塔底的液相輕烴與來(lái)自凝液穩(wěn)定單元的輕烴一起進(jìn)入脫丁烷塔分餾，塔頂餾出氣相冷凝后部分作為脫丁烷塔塔頂回流，部分進(jìn)一步冷卻作為L(zhǎng)PG產(chǎn)品，脫丁烷塔塔底的液相輕烴進(jìn)入脫戊烷塔分餾，塔頂餾出氣相冷凝后部分作為脫戊烷塔塔頂回流，部分進(jìn)一步冷卻作為戊烷產(chǎn)品，脫戊烷塔塔底的液相冷卻后作為穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品。

整個(gè)流程裝置散熱大部分采用空冷方式進(jìn)行，裝置中各分餾塔塔底再沸器和各加熱器所需熱量通過(guò)熱油系統(tǒng)的熱媒油供熱，流程所需冷量則由天然氣膨脹機(jī)膨脹制冷和丙烷輔助制冷提供。

2 生產(chǎn)工藝流程模型建模

采用HYSYS工藝流程模擬軟件，天然氣處理廠生產(chǎn)工藝流程建模所涉及的核心裝置設(shè)備，包括冷箱、膨脹壓縮機(jī)組、低溫分離器、脫甲烷塔、脫乙烷塔、脫丁烷塔、脫戊烷塔和丙烷制冷系統(tǒng)等，這些核心裝置設(shè)備的模型模擬是建立天然氣處理廠生產(chǎn)裝置流程模型和開(kāi)展生產(chǎn)優(yōu)化研究的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。

熱力學(xué)方法：工藝流程建模過(guò)程選用Peng-Robison狀態(tài)方程來(lái)參與相關(guān)物性與熱力學(xué)計(jì)算。

物流：充分收集物流計(jì)算所需要的信息，包括物流溫度、壓力、流量和物性組成等。

單元模型庫(kù)：HYSYS單元模型庫(kù)用于模擬生產(chǎn)裝置系統(tǒng)的各單元設(shè)備。

子流程：在天然氣處理廠工藝建模過(guò)程中，丙烷輔助制冷單元和脫丁烷單元與脫戊烷單元組成的天然氣液相副產(chǎn)品處理系統(tǒng)等，都是以子流程的形式出現(xiàn)在全廠裝置主流程上的。

通過(guò)相關(guān)工作的開(kāi)展，采用HYSYS工藝流程模擬軟件，建立了一期和二期生產(chǎn)裝置設(shè)備模型及工藝流程模型。

3 模型工藝標(biāo)定和調(diào)整

天然氣處理廠一期裝置流程模型現(xiàn)場(chǎng)工藝標(biāo)定計(jì)算結(jié)果表明：

（1）從工藝角度出發(fā)，天然氣處理廠一期生產(chǎn)裝置流程模型已經(jīng)能與裝置各主要工藝操作參數(shù)和操作條件基本吻合。

（2）工藝標(biāo)定計(jì)算當(dāng)日天然氣處理廠一期生產(chǎn)裝置接收平臺(tái)海上天然氣1.62×106m3/d、外供氣1.51×106m3/d，超出1.30×106m3/d的設(shè)計(jì)正常處理能力25%，整個(gè)生產(chǎn)工藝流程基本處于極限工況條件滿負(fù)荷、甚至超負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。

（3）工藝標(biāo)定確認(rèn)一期裝置運(yùn)行性能指標(biāo)分別為：膨脹機(jī)效率83%(等熵)，C3收率84.25%(進(jìn)冷箱)、C3收率82.46%(總進(jìn)料)，冷箱冷損1.9%，冷箱UA（換熱量）210000W/℃，熱油系統(tǒng)工作效率93%。

（4）工藝標(biāo)定時(shí)，熱油系統(tǒng)整體運(yùn)行性能良好，兩臺(tái)熱油爐同時(shí)工作實(shí)際熱負(fù)荷3757kW，小于熱油爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷3954kW，工作效率93%，能完全滿足系統(tǒng)3723.45kW工藝熱負(fù)荷的需要。

（5）分子篩系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，裝置需要熱油系統(tǒng)實(shí)際供給工藝熱負(fù)荷將提升至4043.45kW，超出熱油系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作負(fù)荷，欠量達(dá)7.6%，熱油系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)相應(yīng)需要。

（6）工藝流程操作不當(dāng)時(shí)，如冷分離器PV-261接近-40℃操作、冷箱B股物流旁路、脫甲烷塔塔底再沸器HE-262運(yùn)行，部分裝置設(shè)備熱負(fù)荷會(huì)猛然增加，使得裝置系統(tǒng)總的工藝用熱不足更趨嚴(yán)重，考慮分子篩系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，整個(gè)裝置系統(tǒng)需要負(fù)載的工藝用熱量也將增大至4386kW左右，熱油系統(tǒng)工作負(fù)荷缺量將高達(dá)16.7%。實(shí)際生產(chǎn)若遭遇這種情況，裝置流程操作將陷入紊亂和不穩(wěn)定狀態(tài)。

（7）總體而言，熱油爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總的供熱能力偏小，是進(jìn)一步提高系統(tǒng)C3收率時(shí)的裝置瓶頸因素之一。

（8）冷箱UA值偏低，結(jié)垢熱阻高出正常值11倍，嚴(yán)重影響冷箱換熱效率，造成了系統(tǒng)能量的內(nèi)耗，已獲得現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。

（9）通過(guò)冷箱前過(guò)濾器后的天然氣壓降偏大，初步判斷為過(guò)濾器堵塞與換熱器結(jié)垢所致，已獲得現(xiàn)場(chǎng)證實(shí)并及時(shí)加以解決。

天然氣處理廠二期裝置流程模型現(xiàn)場(chǎng)工藝標(biāo)定計(jì)算結(jié)果表明：

（1）從工藝角度出發(fā)，天然氣處理廠二期生產(chǎn)裝置流程模型已經(jīng)能與裝置各主要工藝操作參數(shù)和操作條件基本吻合。

（2）工藝標(biāo)定計(jì)算當(dāng)日天然氣處理廠二期生產(chǎn)裝置接收平臺(tái)海上天然氣1.625×106m3/d、外供氣1.516×106m3/d，超出1.30×106m3/d的設(shè)計(jì)正常處理能力接近25%，整個(gè)生產(chǎn)工藝流程基本處于極限工況條件滿負(fù)荷、甚至超負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行。

（3）工藝標(biāo)定確認(rèn)二期裝置運(yùn)行性能指標(biāo)分別為：膨脹機(jī)效率86%(等熵)，C3收率85.42%(進(jìn)冷箱)、C3收率83.19%(總進(jìn)料)，冷箱冷損1.0%，冷箱UA580000W/℃。

（4）熱油系統(tǒng)負(fù)荷充足，是一期熱油系統(tǒng)工作負(fù)荷能力的1.5倍。

（5）冷箱各流道結(jié)垢熱阻小、冷損小、換熱效率高。

（6）由于天然氣處理廠二期裝置實(shí)際投運(yùn)不久，裝置性能總體上比一期裝置好。

4 系統(tǒng)優(yōu)化和分析

4.1 關(guān)鍵變量對(duì)系統(tǒng)的影響研究

為了較全面地了解一期生產(chǎn)裝置中主要設(shè)備的關(guān)鍵工藝操作參數(shù)和變量變化對(duì)于生產(chǎn)系統(tǒng)的影響和作用，依據(jù)標(biāo)定后的生產(chǎn)工藝模型，開(kāi)展了相關(guān)工藝操作參數(shù)和變量條件變化對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)影響的研究。

4.1.1 脫乙烷塔塔頂冷凝器溫度

系統(tǒng)分析確認(rèn)，脫乙烷塔塔頂冷凝器操作溫度是影響、調(diào)節(jié)整個(gè)天然氣生產(chǎn)流程系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝操作參數(shù)之一，也是進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)工藝調(diào)優(yōu)分析工作可供選擇的僅有的兩個(gè)可調(diào)優(yōu)變量之一。研究設(shè)定進(jìn)出冷箱的B股物流的出口溫度為2℃，并關(guān)停HE-262，使得B股物流返回脫甲烷塔的溫度同樣為2℃，通過(guò)工藝流程模型，調(diào)整脫乙烷塔塔頂冷凝器操作溫度，在-2℃～14℃之間的大范圍變化、操作，確認(rèn)了脫乙烷塔塔頂冷凝器溫度變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)操作的影響。

模擬結(jié)果由圖2、圖3所示。

脫乙烷塔塔頂冷凝器的操作溫度變化，有對(duì)應(yīng)其進(jìn)廠組分原料氣最佳的操作值或操作區(qū)間，如脫乙烷塔塔頂冷凝器操作溫度變化的拐點(diǎn)值——10℃。對(duì)于當(dāng)前設(shè)定的裝置實(shí)際生產(chǎn)工藝條件和原料來(lái)氣，系統(tǒng)分析得出的脫乙烷塔塔頂冷凝器的最佳操作溫度值為10℃。

4.1.2 冷箱B股物流出口溫度

冷箱B股物流出口溫度也是系統(tǒng)所確認(rèn)的影響、調(diào)節(jié)天然氣生產(chǎn)流程的關(guān)鍵工藝操作參數(shù)和進(jìn)行生產(chǎn)系統(tǒng)工藝調(diào)優(yōu)分析的可調(diào)優(yōu)變量。

研究設(shè)定脫乙烷塔塔頂冷凝器的操作溫度為10℃，同樣關(guān)停HE-262，確保冷箱B股物流返回脫甲烷塔的溫度為2℃，通過(guò)工藝流程模型，調(diào)整冷箱B股物流的出口溫度，在-2℃～8℃之間的范圍變化、操作，確認(rèn)了冷箱B股物流的出口溫度變化對(duì)整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)操作的影響。

模擬結(jié)果由圖4、圖5所示。

在設(shè)定了脫乙烷塔塔頂冷凝器操作溫度為10℃、關(guān)停HE-262、確保冷箱B股物流返回脫甲烷塔溫度為2℃的前提條件下，在-2℃～8℃之間的范圍內(nèi)逐漸改變冷箱B股物流的出口溫度，冷箱C股物流的出口溫度將隨著冷箱B股物流出口溫度的升高而降低。

因此，冷箱實(shí)際操作時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注并控制冷箱B股物流的出口溫度，不能過(guò)高，否則不僅不能充分回收和利用外輸干氣——冷箱C股物流的冷量，還會(huì)導(dǎo)致裝置C3系統(tǒng)收率的降低。

4.1.3 開(kāi)啟HE-262換熱器對(duì)冷箱B股物流出口溫度的影響

由圖6可知，讓冷箱B股物流通過(guò)HE-262加熱后再循環(huán)返回脫甲烷塔塔底，將提高脫甲烷塔的操作溫度，強(qiáng)化脫甲烷塔的分餾分離效果，使得更多的C3組分閃蒸進(jìn)入氣相，導(dǎo)致裝置的C3系統(tǒng)收率下降。

研究分析確認(rèn)，在實(shí)際生產(chǎn)操作中，必須關(guān)停HE-262，以降低系統(tǒng)能耗、消除熱油系統(tǒng)負(fù)荷不足等瓶頸，同時(shí)降低脫甲烷塔側(cè)線循環(huán)系統(tǒng)壓降，為進(jìn)一步提高裝置C3系統(tǒng)收率提供可能。

從優(yōu)化后得到的裝置生產(chǎn)效益逼近/趨近系統(tǒng)最優(yōu)的裝置流程生產(chǎn)操作曲線圖上可以知道，在不對(duì)現(xiàn)有裝置流程進(jìn)行改動(dòng)、而只對(duì)裝置生產(chǎn)工藝操作參數(shù)和生產(chǎn)工況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的條件下，天然氣處理廠一期生產(chǎn)裝置兩個(gè)關(guān)鍵的工藝操作控制變量和控制參數(shù)優(yōu)化操作建議值分別為：脫乙烷塔塔頂冷凝器操作溫度為10℃、冷箱B股物流出口溫度為2℃。

4.2 一期、二期兩套生產(chǎn)裝置共用一套液相產(chǎn)品處理流程優(yōu)化研究

根據(jù)現(xiàn)有裝置條件和生產(chǎn)要求可知，在天然氣處理廠的全部液相產(chǎn)品中，由于LPG產(chǎn)品質(zhì)量要求相對(duì)較高，且其產(chǎn)量遠(yuǎn)大于戊烷和穩(wěn)定輕烴的產(chǎn)量，所以LPG的產(chǎn)品分離塔——脫丁烷塔PV-310可能會(huì)構(gòu)成兩套裝置并用液相產(chǎn)品處理流程改造的設(shè)備瓶頸。

利用建成的天然氣處理廠生產(chǎn)工藝流程模型，對(duì)天然氣處理廠現(xiàn)有生產(chǎn)裝置關(guān)于天然氣處理量在8.0×105～2.72×106m3/d區(qū)間變化時(shí)的相應(yīng)工藝狀況變化進(jìn)行了初步分析。

計(jì)算結(jié)果表明，在目前的進(jìn)料物流組分條件下，一期和二期兩套裝置每套的脫丁烷塔各自的最大處理能力可以達(dá)到處理2.72×106m3/d氣量的液體產(chǎn)品水平，即使在最大處理氣量位，脫丁烷塔的泛點(diǎn)指數(shù)僅為80%、降液管液層高度僅45%，可見(jiàn)脫丁烷塔并不是構(gòu)成液相副產(chǎn)品流程合并處理的限制瓶頸。

初步分析確認(rèn)，從流程上看，在脫乙烷塔后，合并天然氣處理廠一期、二期兩套生產(chǎn)裝置后續(xù)液體產(chǎn)品處理流程，形成兩套生產(chǎn)裝置共用一套且互為備份的液相產(chǎn)品處理流程的生產(chǎn)工藝方案可行，該生產(chǎn)工藝優(yōu)化方案將較大地提高天然氣處理的生產(chǎn)操作流程和裝置效益。

(1)由于外出非農(nóng)就業(yè)的勞動(dòng)力，尤其是占比最大的男性勞動(dòng)力在農(nóng)地轉(zhuǎn)出之前就已經(jīng)進(jìn)行了非農(nóng)遷移，而農(nóng)地轉(zhuǎn)出之后所釋放的家庭勞動(dòng)力(絕大部分為女性勞動(dòng)力)更加傾向于本地非農(nóng)就業(yè)，從而使得農(nóng)地轉(zhuǎn)出對(duì)家庭全體成員和男女成員各自的非農(nóng)就業(yè)時(shí)間均有顯著正向影響。(2)但在細(xì)分就業(yè)區(qū)域之后，農(nóng)地轉(zhuǎn)出的作用呈現(xiàn)出了顯著的異質(zhì)性，農(nóng)地轉(zhuǎn)出依舊會(huì)顯著正向影響農(nóng)戶全員及男女成員各自的本地非農(nóng)就業(yè)時(shí)間，但對(duì)農(nóng)戶全體成員及男女成員各自的外出非農(nóng)就業(yè)勞均時(shí)間的影響則均未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。

5 現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)

為了驗(yàn)證裝置流程模型系統(tǒng)優(yōu)化分析研究結(jié)果的正確性，在現(xiàn)場(chǎng)針對(duì)一期生產(chǎn)裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝置系統(tǒng)優(yōu)化驗(yàn)證試驗(yàn)。

5.1 模型與現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)裝置工藝比對(duì)

采用一期生產(chǎn)裝置工藝流程模型與進(jìn)入平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)的一期生產(chǎn)裝置進(jìn)行了工藝比對(duì),將當(dāng)前已進(jìn)入平穩(wěn)運(yùn)行狀態(tài)的裝置生產(chǎn)工況下的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，輸入已經(jīng)完成工藝標(biāo)定的流程模型，在當(dāng)前生產(chǎn)條件下運(yùn)行和擬合模型。

模型計(jì)算發(fā)現(xiàn)，同模型工藝標(biāo)定時(shí)的工況狀態(tài)相比，冷箱換熱能力增加近1倍，冷箱換熱效果大大地改善了，冷箱UA值必須由210000W/℃增大為380000W/℃才能與實(shí)際流程工況狀態(tài)匹配。

現(xiàn)場(chǎng)人員確認(rèn)，在完成流程模型的工藝標(biāo)定工作后進(jìn)行的生產(chǎn)檢修過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)冷箱前的進(jìn)料過(guò)濾器濾網(wǎng)之前被反裝，從而導(dǎo)致通過(guò)過(guò)濾器的壓降偏大，經(jīng)過(guò)更換冷箱進(jìn)料過(guò)濾器和清洗檢修冷箱，證實(shí)冷箱進(jìn)料過(guò)濾器壓降恢復(fù)正常、冷箱換熱效果得到明顯提高。據(jù)此，認(rèn)可模型存在的冷箱UA值差異，并修正模型冷箱UA值為清洗冷箱后的380000 W/℃。模型計(jì)算的其他主要工藝參數(shù)與實(shí)際生產(chǎn)裝置采樣數(shù)據(jù)基本無(wú)差別,修正后的模型運(yùn)算結(jié)果與生產(chǎn)工況基本吻合，可用于指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)優(yōu)試驗(yàn)工作的進(jìn)行。

5.2 關(guān)停HE-262試驗(yàn)

通過(guò)精確操作現(xiàn)有生產(chǎn)裝置流程，采用充分利用原料氣冷量、關(guān)停HE-262、丙烷輔助制冷系統(tǒng)維持最低負(fù)荷等技術(shù)手段來(lái)降低裝置系統(tǒng)能耗后，長(zhǎng)期困擾一期生產(chǎn)裝置的熱油系統(tǒng)負(fù)荷不足問(wèn)題得到了緩解。

5.3 優(yōu)化操作狀態(tài)的關(guān)鍵工藝操作參數(shù)

裝置逼近優(yōu)化操作狀態(tài)的關(guān)鍵工藝操作參數(shù)——脫乙烷塔塔頂冷凝器溫度和冷箱B股物流出口溫度分別設(shè)定和保持在10℃和2℃附近，關(guān)停HE-262，丙烷系統(tǒng)降低50%負(fù)荷、維持最低功耗，大幅度降低整個(gè)裝置系統(tǒng)能耗的同時(shí)，確保了裝置全部產(chǎn)品的質(zhì)量合格，并使裝置的系統(tǒng)C3收率在工藝調(diào)優(yōu)試驗(yàn)期間（5月26～29日）有了明顯的提高。

試驗(yàn)小組以5月8日至5月31日獲得的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)計(jì)算，結(jié)果顯示，現(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)優(yōu)試驗(yàn)前，裝置的系統(tǒng)C3收率維持在平均值為87.8%左右，優(yōu)化操作后，裝置的系統(tǒng)C3收率穩(wěn)定在平均值為96.6%附近，見(jiàn)圖7。

現(xiàn)場(chǎng)工藝調(diào)優(yōu)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)，裝置工藝流程模型和系統(tǒng)優(yōu)化分析研究結(jié)果和趨勢(shì)正確，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

6 總結(jié)

本研究工作通過(guò)引入HYSYS工藝流程模擬系統(tǒng)軟件，建立了天然氣處理生產(chǎn)裝置工藝流程模型，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)裝置和實(shí)際操作過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)化的生產(chǎn)操作控制方案的模擬、研究和評(píng)估，系統(tǒng)分析了天然氣各生產(chǎn)環(huán)節(jié)間的相互影響，確認(rèn)了生產(chǎn)裝置的運(yùn)行特性，確定了生產(chǎn)裝置運(yùn)行的優(yōu)化狀態(tài)和操作控制參數(shù)，天然氣處理廠一期生產(chǎn)裝置兩個(gè)關(guān)鍵的工藝操作控制變量?jī)?yōu)化值分別為：脫乙烷塔塔頂冷凝器操作溫度為10℃，冷箱B股物流出口溫度為2℃，并關(guān)停HE-262，丙烷系統(tǒng)降低50%負(fù)荷、維持最低功耗，確認(rèn)了最佳的生產(chǎn)工藝控制操作方案；初步確認(rèn)合并天然氣處理廠一期、二期兩套生產(chǎn)裝置后續(xù)液體產(chǎn)品處理流程，形成兩套生產(chǎn)裝置共用一套且互為備份的液相產(chǎn)品處理流程的生產(chǎn)工藝方案可行。

天然氣處理工藝流程的優(yōu)化，降低了能源消耗，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了輕烴的收率，提升了生產(chǎn)系統(tǒng)的整體經(jīng)濟(jì)效益。

Study on Natural Gas Process Optimization

Liu Shengguo

By establishing natural gas process models, utilizing HYSYS, conducted evaluation of both phase I and phase II process models, and finished optimization of both production facilities, the actual production test further proved the correctness of the results and trends of optimization study, which strengthened the understanding of production facili－ties and process. The optimization scheme could improve the operation skills and increase the natural gas by-products.

Natural Gas; Process; Model; Calibration; Process optimization

TE624

2014年4月

劉勝國(guó) 男 1964年生 碩士 研究生 高級(jí)工程師 現(xiàn)任上海石油天然氣有限公司副總工程師 兼天然氣處理廠廠長(zhǎng)擁有西南石油學(xué)院開(kāi)發(fā)系油田化學(xué)專業(yè)學(xué)士學(xué)位、英國(guó)HERIOT-WATT大學(xué)石油工程系研究生 碩士 學(xué)位及上海交通大學(xué)工商管理碩士 學(xué)位長(zhǎng)期從事石油天然氣研究開(kāi)發(fā)、工程設(shè)計(jì)施工建設(shè)以及生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化和管理工作