丁建成 黃學(xué)慶 魏廣敏 （大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

薩南淺冷裝置乙二醇系統(tǒng)優(yōu)化

丁建成 黃學(xué)慶 魏廣敏 （大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司）

薩南淺冷裝置由氨制冷改為丙烷制冷后，制冷溫度由原來的-25℃下降到目前的-35℃，裝置運行時頻繁發(fā)生凍堵。通過對凍堵位置和凍堵現(xiàn)象進行分析，找到產(chǎn)生凍堵的原因，對乙二醇加注量、乙二醇再生塔溫度控制系統(tǒng)和二級三相分離器液位控制系統(tǒng)進行優(yōu)化，避免裝置凍堵，每年節(jié)省電加熱器能源消耗16×104kWh。

淺冷裝置；乙二醇；優(yōu)化；防凍堵；節(jié)能

薩南淺冷裝置由氨制冷改為丙烷制冷后，制冷溫度由原來的-25℃下降到目前的-35℃，乙二醇脫水系統(tǒng)運行不平穩(wěn)，烴-氣換熱器和二級三相分離器頻繁發(fā)生凍堵。2012年，乙二醇系統(tǒng)故障導(dǎo)致裝置停機10.25 h、丙烷機減載53.75 h，影響輕烴生產(chǎn)約176 t。

1 現(xiàn)狀及凍堵原因分析

1.1乙二醇加入量

薩南淺冷裝置采用噴注乙二醇的方法防止裝置凍堵[1]，乙二醇噴注量過多，將會增加裝置乙二醇泵和乙二醇再生裝置的能源消耗；如果乙二醇噴注量過少，將會凍堵裝置工藝管線，影響裝置平穩(wěn)運行，嚴重時將造成裝置停機。

影響乙二醇加入量的因素很多，除了貧、富乙二醇的濃度外，還與裝置的負荷、原料氣壓力和溫度、制冷溫度等因素有關(guān)，不同壓力、溫度下的飽和水含量需要人工查圖（Mcketta-Wehe圖）獲得[2]，不僅耗時，而且存在一定誤差。這些因素使乙二醇加注量的計算耗時較長，計算過程比較復(fù)雜。因此，淺冷裝置運行時，一般根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整乙二醇加注量。

1.2乙二醇濃度控制

乙二醇再生塔控制系統(tǒng)中的加熱裝置分為2組，每組各有40 kW和20 kW的加熱部件。乙二醇再生塔加熱方式只有60 kW和120 kW 2種方式，乙二醇再生塔溫度控制不平穩(wěn)，造成再生后的貧乙二醇濃度波動較大，影響防凍效果。

1.3二級三相分離器液位控制

薩南淺冷裝置二級三相分離器液位不準(zhǔn)，經(jīng)常顯示虛假液位，影響輕烴和水相的液位控制，使輕烴和水的沉降時間不夠，烴水的分離效果不好，烴中含水較多，嚴重時凍堵輕烴管線。

2 乙二醇加入量控制優(yōu)化

天然氣飽和水含量的多少取決于溫度、壓力和氣體組成。確定天然氣飽和水含量的方法有3類：圖解法、實驗法和狀態(tài)方程法。其中以圖表法最為簡捷方便，適用范圍廣。人工查圖有一定的誤差，而且不方便，很難用于軟件計算。

針對最常用的天然氣飽和含水量圖（Mcketta-Wehe圖）進行了數(shù)學(xué)模擬，模擬系統(tǒng)由關(guān)聯(lián)函數(shù)和函數(shù)間插值2部分構(gòu)成，最終以簡單的程序完成圖表所反映的復(fù)雜過程。

飽和水含量計算公式：

式中：W0——天然氣含水量，kg/103m3；

a0、a1、a2——不同壓力下曲線函數(shù)式系數(shù)；T——絕對溫度，K。

計算結(jié)果與查圖值的對比見圖1。從圖1可以看出，采用的天然氣含水量圖數(shù)學(xué)模擬方法與查圖法吻合得很好，用本方法計算天然氣含水量準(zhǔn)確可靠。

圖1 水含量的計算值與查圖值的對比

2.1乙二醇加注量計算

根據(jù)飽和水含量的計算公式，編制了乙二醇加注量計算軟件（圖2）。通過輸入裝置處理氣量、后冷器的溫度和壓力、丙烷機冷卻后溫度壓力、貧、富乙二醇的比重，可以計算并顯示貧、富乙二醇的濃度。當(dāng)濃度超過合理的范圍時，顏色由綠色變?yōu)榧t色并報警；根據(jù)裝置的負荷和乙二醇的濃度計算出乙二醇的加注量，結(jié)合乙二醇計量泵的參數(shù)，顯示乙二醇計量泵的沖程，使調(diào)節(jié)更加方便。

圖2 薩南淺冷乙二醇加入量計算軟件界面

在相同的操作參數(shù)下，將該軟件的計算結(jié)果與文獻[3]的計算結(jié)果對比，文獻乙二醇噴注量為150 kg/h，軟件計算結(jié)果為155 kg/h，計算結(jié)果準(zhǔn)確。

3 乙二醇再生溫度控制優(yōu)化

原乙二醇再生塔溫度控制系統(tǒng)中的加熱裝置分為2組（圖3），每組各有40 kW和20 kW的加熱部件。乙二醇再生塔加熱方式只有60 kW和120 kW2種方式，乙二醇再生塔溫度控制不平穩(wěn)，也不利于節(jié)能。

改進后的控制方案增加了2個控制器（圖4紅色部分），優(yōu)化了相應(yīng)的溫度控制方案，可以采用20、40、60、80、100、120 kW等多種控制方式，增加了溫度控制的靈活性，使溫度調(diào)節(jié)更加精準(zhǔn)，溫度控制更加平穩(wěn)，從而更好地控制乙二醇濃度；同時，也可以有效節(jié)能。

圖3 原乙二醇再生塔加熱系統(tǒng)示意圖

圖4 優(yōu)化后乙二醇再生塔加熱系統(tǒng)示意圖

優(yōu)化控制后，乙二醇再生塔塔底溫度控制平穩(wěn)（圖5），保證了貧二醇再生質(zhì)量，防止乙二醇系統(tǒng)凍堵。

圖5 改造前、后乙二醇再生塔塔底溫度對比

4 二級三相分離器液位控制優(yōu)化

采用MHYE磁效應(yīng)液位計優(yōu)化二級三相分離器的液位控制。MHYE磁效應(yīng)液位計主要由磁浮球、傳感器、變送器3部分組成。當(dāng)磁浮球隨被測介質(zhì)液位變化而上下浮動時，浮球內(nèi)磁組件吸合傳感器內(nèi)某一相應(yīng)位置的干簧管，使傳感器的總電阻（或電壓）發(fā)生相應(yīng)變化，再由變送器將電阻（或電壓）的變化轉(zhuǎn)換成4～20 mA（DC）的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，可對液位進行遠距離控制。每個液位點均帶有記憶功能，可避免停電產(chǎn)生的影響，復(fù)電后各工作點仍能對被控液位進行正常、準(zhǔn)確的輸出顯示。

優(yōu)化后，二級三相分離器液位控制平穩(wěn)，保障了烴相和水相的分離效果，避免裝置凍堵。

5 結(jié)論

通過對薩南淺冷裝置乙二醇脫水系統(tǒng)進行優(yōu)化，解決了裝置凍堵問題，運行2年未發(fā)生凍堵事故。

1） 編制乙二醇加注量計算軟件。根據(jù)裝置負荷和操作條件計算乙二醇加注量，使乙二醇加注量科學(xué)有效，避免了系統(tǒng)內(nèi)天然氣水合物的形成。

2） 天然氣中飽和水的計算，將天然氣飽和水含量圖數(shù)字化，可以用于與天然氣飽和水有關(guān)的計算。

3） 模擬乙二醇再生塔塔底溫度控制，為乙二醇再生塔的操作提供參考。

4） 優(yōu)化二級三相分離器液位控制，保證氣、烴、水和醇的保留時間，確保烴、水和醇的有效分離。

5） 優(yōu)化乙二醇再生塔塔底溫度控制，使乙二醇塔底溫度控制更平穩(wěn)、精確，每年節(jié)省電加熱器能源消耗16×104kWh，年減少輕烴損失170 t，經(jīng)濟效益76萬元。

[1]蘇建華，許可方，宋德琦.天然氣礦場集輸與處理[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004：111-115.

[2]馮叔初.油氣集輸與礦場加工[M].山東東營：中國石油大學(xué)出版社，2006：402-403.

[3]李富成，王素蕓.天然氣淺冷裝置操作手冊[M].哈爾濱：黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1990:8-10.

（編輯 李珊梅）

長城潤滑油公司統(tǒng)一客戶關(guān)系管理系統(tǒng)上線

3月16日，中國石化集團公司信息化管理部在長城潤滑油公司組織召開中國石化統(tǒng)一客戶關(guān)系管理系統(tǒng)潤滑油上線應(yīng)用啟動會。啟動會宣布，潤滑油公司完成石化系統(tǒng)內(nèi)首個客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）建設(shè)并投入運營。

近年來，中國石化積極打造統(tǒng)一共享的客戶管理平臺。潤滑油業(yè)務(wù)是石化系統(tǒng)直接面對最終消費者和市場的業(yè)務(wù)板塊之一，信息化管理部結(jié)合潤滑油公司的特點和發(fā)展需求，啟動客戶關(guān)系管理系統(tǒng)建設(shè)。

該系統(tǒng)擁有中國石化自主知識產(chǎn)權(quán)，實現(xiàn)從客戶經(jīng)理行銷活動到客戶交易、訂單物流跟蹤、到貨簽收的全流程的線上管理和服務(wù)。其平臺架構(gòu)具有快速開發(fā)、快速部署的能力，可滿足互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下應(yīng)用界面的個性化定制，是一款優(yōu)秀的信息技術(shù)產(chǎn)品。

胡慶明

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.04.014

2015-12-28

丁建成，1993年畢業(yè)于西南石油大學(xué)，從事天然氣加工工作，E-mail：huanxq@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司天然氣分公司工程技術(shù)大隊，163416。