王希國 王靜 李志明
摘 要:勝利油田東營壓氣站輕烴崗擔(dān)負(fù)著輕烴生產(chǎn)的重要任務(wù),其主要設(shè)備有三臺干燥塔、一座冷箱、兩臺膨脹機、一座脫乙烷塔和液化氣塔,由于這套天然氣處理裝置存在運行效率低、天然氣處理裝置輕烴收率低、能耗高的問題,對此,本文進(jìn)行了詳細(xì)論述。
關(guān)鍵詞:壓氣站;輕烴裝置;收率
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.013
0 引言
勝利油田東營壓氣站輕烴崗有一套50×104m3/d的天然氣處理裝置,它是壓氣站的主要生產(chǎn)裝置,因該裝置運行多年,存在著設(shè)備運行效率低、天然氣處理裝置輕烴收率低、能耗高的問題,為此,需要對該裝置進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,以期提高輕烴收率、增加產(chǎn)量、降低能耗。
1 選題理由
輕烴裝置已連續(xù)運行多年,近年來,因來氣量變化、設(shè)備老化、運行參數(shù)不優(yōu)等因素致使運行效率低,影響了裝置的收率及產(chǎn)品質(zhì)量,據(jù)統(tǒng)計收率平均僅77%左右,影響輕烴產(chǎn)量,根據(jù)目前輕烴裝置生產(chǎn)狀態(tài)及中石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求,輕烴裝置的收率要達(dá)89%以上,能耗2500MJ/t,目前的指標(biāo)沒有達(dá)到以上要求,需對輕烴裝置進(jìn)行挖潛。
2 原因分析及要因確認(rèn)
2.1 原因分析
針對輕烴裝置運行不優(yōu)化,經(jīng)多次分析、論證,找出了以下影響因素:輕烴裝置運行參數(shù)不優(yōu),實際生產(chǎn)參數(shù)與理想值偏差大,設(shè)備運行效率低,生產(chǎn)效率低,各工序之間關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)不匹配;工藝管線局部腐蝕嚴(yán)重,壁厚達(dá)不到工藝要求或造成局部管線穿孔,增加裝置故障停車率,影響參數(shù)調(diào)整;操作工技術(shù)水平低,操作工不熟悉工藝流程,設(shè)備操作不當(dāng)或沒掌握操作要點;工藝流程不合理,影響參數(shù)調(diào)整。
2.2 要因確認(rèn)
輕烴裝置運行參數(shù)不優(yōu):輕烴裝置分為干燥、制冷及分餾工序,三道工序?qū)訉又萍s,當(dāng)各項關(guān)鍵參數(shù)調(diào)控在相互匹配的范圍內(nèi)時,輕烴裝置的運行效率才達(dá)最佳,但目前三道工序的部分參數(shù)并不在匹配的范圍內(nèi),主要表現(xiàn)為輕烴裝置進(jìn)口壓力低、三臺干燥塔運行效率低、制冷系統(tǒng)運行效率低,以上原因?qū)е轮评錅囟仍?65℃~-70℃,與理想值-75℃以下差距很大。通過分析,這導(dǎo)致輕烴收率及產(chǎn)量降低,此因素定為要因。
工藝流程不合理:輕烴裝置已運行18年,經(jīng)過多次設(shè)備更新,部分工藝流程或不符合工藝規(guī)范或不能滿足生產(chǎn)要求,即:輕烴裝置入口分離器沒有液位計,排液判斷完全靠經(jīng)驗,易造成原料氣夾帶液體進(jìn)入干燥塔,增大干燥塔負(fù)荷;輕烴崗排油管將分離器的污油壓最后到達(dá)壓氣站輕烴儲罐,約600米長、60余個彎頭,頻繁出現(xiàn)排油不暢,致臥式、立式分離器內(nèi)積液過多,冬季易發(fā)生管線凍堵;外輸管網(wǎng)與輕烴裝置天然氣外輸流程上的調(diào)節(jié)閥未投用,無法對外輸壓力進(jìn)行調(diào)節(jié);罐區(qū)沒有保溫伴熱流程,冬季水份積攢在罐底,極易發(fā)生凍堵,導(dǎo)致排液不暢。通過分析,這導(dǎo)致輕烴裝置頻繁停車,影響產(chǎn)量,此因素定為要因。
工藝管線局部腐蝕嚴(yán)重:壓氣站各裝置間設(shè)備由不同規(guī)格、不同材質(zhì)的工藝管線相連接,由于工藝管線受流通介質(zhì)的影響,會出現(xiàn)不同程度的腐蝕,甚至發(fā)生穿孔事故,這影響了輕烴裝置開車率。通過分析,這導(dǎo)致輕烴裝置頻繁停車,影響產(chǎn)量,此因素定為要因。
操作工技術(shù)水平低:輕烴崗職工18人,對輕烴裝置的工藝、設(shè)備操作技術(shù)水平高,且輕烴崗是勝利油田輕烴裝置操作工技能鑒定場地,每年參加技術(shù)比武的職工均取得好名次,此因素定為非要因。
3 對策實施
根據(jù)輕烴裝置實際運行情況,實施了以下操作:
(1)調(diào)整輕烴裝置參數(shù)運行范圍,制定優(yōu)化方案。首先,將離心機的末級壓力運行狀態(tài)提升至2.85~3.0MPa,膨脹機的入口壓力2.65~2.85MPa左右,膨脹機膨脹比能達(dá)到2.5左右,這樣就提高了膨脹機的運行效率,制冷溫度能達(dá)到-75℃~-80℃,在夜晚環(huán)境溫度低時能達(dá)-83℃。其次,為更好的優(yōu)化輕烴生產(chǎn)運行,減少分子篩層受壓力沖擊的次數(shù),保護(hù)分子篩,制定出干燥系統(tǒng)優(yōu)化運行方案,即:確定干燥塔切換周期和延長干燥塔充(泄)壓時間。
(2)工藝流程改造。針對不符合規(guī)范的工藝流程,根據(jù)現(xiàn)場運行情況進(jìn)行改造:給輕烴裝置入口分離器加裝液位計,為職工排液提供數(shù)據(jù)支持;改變輕烴崗排油管線走向,縮短其行程并減小彎頭、減壓,同時將管徑由原來Φ48變?yōu)棣?0,從加溫氣出口引出一支熱氣與新排油管線并排至罐區(qū)進(jìn)行伴熱,避免冬季管線凍堵;從氣柜伴熱管線引出一支熱媒油管線,沿現(xiàn)有管線架至罐區(qū),給三臺中間罐伴熱,避免冬季凍堵而停車。
(3)更換腐蝕嚴(yán)重管線。由于高壓匯管內(nèi)部長年積淤,為保證安全運行,將保護(hù)站高壓匯管抬高,離開地面,將其壁厚增至14mm;將離心機三、四段的冷卻器進(jìn)出口法蘭、冷卻器至分離器管線的法蘭、分離器進(jìn)出口法蘭全部更換,并將分離器、冷卻器排污短節(jié)作相同材質(zhì)管線進(jìn)行加強防護(hù),同時將空壓五臺分離器的排污管線全部更換;為保證輕烴裝置的安全運行,將離心機至輕烴裝置原料氣管線局部嚴(yán)重腐蝕的進(jìn)行更換;將站內(nèi)一次水管線深穿,并將原一次水管線甩開;為更好的維護(hù)管線,我們還制定了壁厚檢測程序,對全站各裝置壓力容器、壓力管道進(jìn)行了A、B、C類劃分,進(jìn)行不同周期的檢測。
4 效果檢查
通過開展上述相關(guān)工作,有效地解決了輕烴裝置運行不優(yōu)的問題,將輕烴裝置C3+收率提高至89.9%,綜合能耗降低至2490MJ/t。
(1)經(jīng)濟(jì)效益。若每天平均多產(chǎn)2噸輕烴,輕烴單價5900元/噸,開工天數(shù)330天,則:2×0.59×330=389.4萬元;更換了輕烴裝置入口管線,離心機壓力損失由0.3MPa降至0.1MPa,離心機的輸出功率相應(yīng)下降,根據(jù)前后對比,離心機較干燥系統(tǒng)優(yōu)化前少用電4800度/天,每度電按0.568元計,每年可節(jié)約電費4800×0.568×330=899712元;一次水管線改造,將原耗水量由日均500方降到300方,每方水4.8元,則每天可節(jié)約水費(500-300)×4.8×330=31680元??傆?89.4+89.9712+3.168=482.5392萬元
(2)社會效益。制定了一套系統(tǒng)的優(yōu)化方案,為職工操作提供了技術(shù)支持,降低了勞動強度。
5 鞏固措施
(1)對輕烴裝置實際生產(chǎn)情況,在編制的優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行量化、細(xì)化。
(2)對職工進(jìn)行優(yōu)化方案培訓(xùn),提高操作水平。