楊　晟，李　靜，王克良，沈秋玉，杜廷召，鄒廣華

（1.六盤(pán)水師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系，貴州六盤(pán)水553004；2.中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北任丘062552）

工程師園地

凝析油、輕烴深加工處理設(shè)計(jì)*

楊晟1，李靜1，王克良1，沈秋玉1，杜廷召2，鄒廣華1

（1.六盤(pán)水師范學(xué)院化學(xué)與化學(xué)工程系，貴州六盤(pán)水553004；2.中國(guó)石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司華北分公司，河北任丘062552）

摘要：以煤層氣處理出來(lái)的副產(chǎn)品——凝析油、輕烴為原料，進(jìn)行深加工處理設(shè)計(jì)，得到經(jīng)濟(jì)附加值更高的幾種產(chǎn)品，對(duì)此方案進(jìn)行了工藝流程設(shè)計(jì)和總體平面布置。

關(guān)鍵詞：凝析油；輕烴；設(shè)計(jì)

隨著人類工業(yè)活動(dòng)對(duì)能源的需求，煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣，越來(lái)越受到人們的重視。我國(guó)煤層氣資源含量豐富，位居世界第三大煤層氣儲(chǔ)藏國(guó)[1]。因此，有效地開(kāi)發(fā)利用煤層氣資源對(duì)于節(jié)能減排來(lái)說(shuō)意義重大。目前，國(guó)內(nèi)處理煤層氣的技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟。大體都是在集注站內(nèi)經(jīng)過(guò)分離、壓縮、脫水、二次分離，最終得到合格的氣體。但是在處理煤層氣的過(guò)程中，會(huì)伴隨著生產(chǎn)一定量的凝析油和輕烴[2]。凝析油主要是煤層氣中C5以上重組分，輕烴則主要是煤層氣中C2～C4組分。以前，國(guó)內(nèi)對(duì)煤層氣加工處理過(guò)程中產(chǎn)生的凝析油和輕烴的利用不夠重視，很少考慮凝析油和輕烴的深加工處理，一般是將其作為燃料油出售，銷售價(jià)格遠(yuǎn)低于液化石油氣等產(chǎn)品的價(jià)格，從經(jīng)濟(jì)上和能源使用上缺乏合理性。目前對(duì)凝析油和輕烴的回收技術(shù)也越來(lái)越得到人們的重視[3，4]。煤層氣伴生出來(lái)的凝析油和輕烴均是含有大量高附加值產(chǎn)品的超輕質(zhì)油，該油密度小，是加工精細(xì)化工產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)原料，可生產(chǎn)化工輕油、燃料油、溶劑油、發(fā)泡劑、苯等精細(xì)化工產(chǎn)品，產(chǎn)品附加值高，市場(chǎng)前景非常廣闊。

1　原料與產(chǎn)品

1.1原料

本項(xiàng)目原料為凝析油和輕烴。是某集注站處理煤層氣得到的產(chǎn)品，其性質(zhì)見(jiàn)表1。

表1　原料油性質(zhì)（（V）%）Tab.1　 Properties of raw oil

1.2原料供應(yīng)

本項(xiàng)目原料為凝析油及輕烴，是某集注站處理煤層氣得到的產(chǎn)品，原料運(yùn)輸采用管網(wǎng)運(yùn)送，某集注站每天生產(chǎn)凝析油及輕烴共2100t左右，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力為2100t·d-1。

2　工藝方案

2.1工藝技術(shù)選擇

本設(shè)計(jì)輕烴首先經(jīng)過(guò)脫乙烷塔、脫丙烷塔和脫丁烷塔后，得到乙烷產(chǎn)品、丙烷產(chǎn)品和丁烷產(chǎn)品，塔底組分經(jīng)過(guò)泵輸送和凝析油混合后，經(jīng)過(guò)換熱系統(tǒng)，與溫度較高的蒸餾產(chǎn)品換熱，再經(jīng)加熱爐加熱，此時(shí)凝析油中一部分已經(jīng)汽化，油氣和未汽化的油一起進(jìn)入常壓塔。原料油在常壓塔內(nèi)進(jìn)行精餾，塔頂餾出天然汽油產(chǎn)品，側(cè)線抽出200#溶劑油和260#溶劑油，經(jīng)氣提塔氣提后得到合格產(chǎn)品，塔底產(chǎn)出燃料油。

2.2工藝流程

本裝置工藝流程圖見(jiàn)圖1,該工藝流程主要由以下幾部分組成。

圖1　工藝流程圖Fig.1　 Process chart

2.2.1輕烴處理系統(tǒng)輕烴經(jīng)氣液分離罐后，氣體輸至自用氣；液體經(jīng)原料泵輸送到分餾系統(tǒng)（脫乙烷塔、脫丙烷塔和脫丁烷塔），從脫乙烷塔頂分出乙烷氣體，經(jīng)丙烷制冷系統(tǒng)降溫后，輸至乙烷儲(chǔ)罐；脫乙烷塔底組分送至脫丙烷塔，塔頂分出丙烷，冷凝后輸至丙烷儲(chǔ)罐，塔底組分送至脫丁烷塔；脫丁烷塔頂分出丁烷，冷凝后輸至丁烷儲(chǔ)罐，塔底組分經(jīng)過(guò)調(diào)壓閥降壓后則和凝析油混合送至常壓蒸餾塔進(jìn)一步加工處理。

2.2.2丙烷制冷循環(huán)系統(tǒng)由脫乙烷塔塔頂換熱器來(lái)的丙烷氣體首先進(jìn)入壓縮機(jī)入口分離器，經(jīng)螺桿壓縮機(jī)壓縮后變?yōu)橐后w，經(jīng)冷凝器冷卻降溫進(jìn)入丙烷緩沖罐，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)器后，進(jìn)入脫乙烷塔頂換熱器，丙烷液體在入口處經(jīng)節(jié)流后壓力迅速下降，溫度相應(yīng)降低，與乙烷氣體換熱后成為低壓丙烷氣體，丙烷氣體再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，開(kāi)始下一次循環(huán)。脫乙烷塔塔頂餾出的乙烷氣體經(jīng)丙烷制冷系統(tǒng)在冷凝器中冷凝為液體進(jìn)入回流罐，一部分送入脫乙烷塔頂部作為回流，另一部分送至乙烷儲(chǔ)罐。

2.2.3常壓蒸餾塔輕烴經(jīng)過(guò)輕烴處理系統(tǒng)后，脫丁烷塔底組分和凝析油混合，經(jīng)換熱系統(tǒng)與常壓塔塔頂天然汽油餾分、側(cè)線260#溶劑油換熱后，再經(jīng)加熱爐加熱到360℃后，進(jìn)入常壓塔汽化段,氣體由下而上在塔板上經(jīng)與回流液體充分交換接觸后,被分離成200#溶劑油、260#溶劑油（側(cè)線）和氣油餾分（塔頂）以及重油（塔底）。塔頂汽油餾分經(jīng)（與原料油）換熱冷卻后一部分作為回流返塔,一部分進(jìn)入成品油儲(chǔ)罐。一側(cè)抽出的200#溶劑油經(jīng)汽提塔汽提合格后冷卻進(jìn)入成品油罐；二側(cè)抽出的260#溶劑油經(jīng)汽提塔汽提合格后與凝析油原料換熱冷卻后進(jìn)入成品油罐；塔底的重油經(jīng)冷凝器冷卻后進(jìn)入燃料油儲(chǔ)罐。

2.2.4汽提塔常壓塔側(cè)線產(chǎn)品設(shè)汽提塔，在汽提塔底部出入少量過(guò)熱水蒸汽以降低側(cè)線產(chǎn)品的油氣分壓，使混入側(cè)線產(chǎn)品的較輕餾分汽化而返回常壓塔。側(cè)線產(chǎn)品200#溶劑油、260#溶劑油經(jīng)汽提塔汽提合格后冷卻進(jìn)入成品油罐。

3　物料平衡

產(chǎn)品生產(chǎn)方案物料平衡見(jiàn)表2。

表2　各產(chǎn)品生產(chǎn)方案物料平衡Tab.2 Production plan

4　總圖平面布置

4.1總圖

凝析油及輕烴加工裝置場(chǎng)地的選擇，一方面需考慮裝置本身的占地面積和地質(zhì)條件，另一方面還要考慮輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及配套工程的布置。工藝裝置本身占地面積大約為8000m2，工程地質(zhì)條件要好。輔助生產(chǎn)系統(tǒng)及配套工程主要有：泵房,配電室,儀表間,操作室,占地約1000m2；冷卻水及循環(huán)水排放系統(tǒng)，占地4600m2；成品油儲(chǔ)罐占地23940m2。裝車區(qū)占地面積17000m2。場(chǎng)地的選擇還要考慮交通運(yùn)輸便利，公用工程易得，三廢排放允許方便等因素。

本裝置平面布置綜合考慮場(chǎng)地地形/風(fēng)向及周邊環(huán)境因素,設(shè)備布置采用流程及同類設(shè)備相對(duì)集中相結(jié)合的設(shè)計(jì)原則,既節(jié)省占地,又方便操作管理.裝置整體布局緊湊、整潔、美觀。平面布置詳見(jiàn)圖2。

圖2　總體平面布置圖Fig.2　 Plane layout

4.2運(yùn)輸

本裝置的原料依靠管道由某集注站輸送到本站裝置區(qū),經(jīng)過(guò)加工處理后，產(chǎn)品通過(guò)管輸去成品油罐區(qū)。

產(chǎn)品外運(yùn)采用汽車運(yùn)輸,將產(chǎn)品用管道引到處理廠裝車區(qū),再由油槽車運(yùn)出。

成品油裝車區(qū)設(shè)置13個(gè)裝油鶴管，能夠滿足7個(gè)品種的輕質(zhì)油品的裝車運(yùn)輸要求。

4.3儲(chǔ)運(yùn)

4.3.1原料油的儲(chǔ)運(yùn)本項(xiàng)目原料油來(lái)自某集注站,通過(guò)管輸至凝析油及輕烴加工處理廠。

4.3.2成品油儲(chǔ)運(yùn)本項(xiàng)目需要建成成品油罐11 個(gè),其中天然汽油罐2個(gè), 200#溶劑油儲(chǔ)罐2個(gè), 260#溶劑油儲(chǔ)罐2個(gè)，燃料油罐2個(gè)，乙烷儲(chǔ)罐1個(gè)，丙烷儲(chǔ)罐1個(gè)，丁烷儲(chǔ)罐1個(gè)。精制后成品油由泵送入各自的儲(chǔ)罐，具體情況見(jiàn)表3。

表3　儲(chǔ)罐狀況一覽表Tab.3 Storage condition

5　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)煤層氣處理出來(lái)的副產(chǎn)品——凝析油和輕烴的深加工處理，得到經(jīng)濟(jì)附加值更高的幾種產(chǎn)品，選擇合適的工藝流程方案，進(jìn)行了整個(gè)廠區(qū)的平面布置效益。隨著煤層氣不斷地開(kāi)采和利用，凝析油、輕烴深加工利用技術(shù)也會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

［1］姚國(guó)欣,王建明.國(guó)外煤層氣生產(chǎn)概況及對(duì)加速我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考［J］.中外能源, 2010, 15（4）: 25- 32.

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中圖分類號(hào)：TE624.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tg 20150252

收稿日期：2014- 11- 19

基金項(xiàng)目：貴州省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（No.201310977002）；貴州省科技廳聯(lián)合基金項(xiàng)目（黔科合J字LKLS[2013]27號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：楊晟（1991-），男，工學(xué)學(xué)士，貴州黔西南人，主要從事煤層氣加工利用技術(shù)研究。

通信作者：李靜（1986-），女，工學(xué)碩士，工程師，河北石家莊人，主要從事能源高效利用技術(shù)研究。

Deep treatment design of condensate oil/light hydrocarbon*

YANG Sheng1，LI-Jing1，WANG Ke-liang1，SHEN Qiu-yu1，DU Ting-zhao2，ZOU Guang-hua1
（1.Department of Chemistry and Chemical Engineering, Liupanshui Normal University, Liupanshui 553004，China；
2.North China Company, China Petroleum Engineering Co.,LTD.,Renqiu 062552，China）

Abstract：Condensate oil and light hydrocarbon used as raw material, which were the byproduct of coal gas processing. Through the deep process design, more economic value-added product can be obtained. In this paper, process flow design and layout design were studied.

Key words：condensate oil；light hydrocarbon；design