左青松，周文龍，秦學(xué)亮(中國石油塔里木油田公司，新疆 庫爾勒 841000)

0 引言

新冠肺炎疫情給各行各業(yè)的發(fā)展建設(shè)帶來一定的機遇與挑戰(zhàn)，對輕烴回收裝置改進升級工作來說也不例外，相關(guān)企業(yè)要加強對時代機遇的把控，提升輕輕回收裝置的運行安全及工作效率，從而促進企業(yè)的進一步發(fā)展。疫情防控壓力下面對低油價壓力，勢必要增強完善提升輕烴回收裝置的運行安全性，做好相關(guān)產(chǎn)品的管理以及控制工作，增強對相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的全面分析和考量，應(yīng)用精準(zhǔn)運行、提質(zhì)增效，提高企業(yè)效益。

1 裝置概況

輕烴回收裝置中最主要的施工工藝則為成熟性的透平膨脹機膨脹制冷法，該種方法屬于一種比較新型的工藝方式和手段。

某處理廠的管線需要將某一些的凝析天然氣融入到分離器中，將某一些的機械雜質(zhì)去除，增添一些游離水，這樣才可確保分子篩直接進入到干燥塔中，確保原料中的氣體飽和以及水分可直接脫水至水露點-60 ℃以下。在經(jīng)過換熱器與低溫干氣和液烴換冷等工序之后，再將某些經(jīng)過透平膨脹機膨脹制冷之后的氣體放置在制冷器之后，將其直接放置于乙烷塔脫丁烷塔分離即可，確保最后的工程施工工序能夠經(jīng)由天然氣壓縮器直接向外輸出，從而得到脫丁烷塔底對應(yīng)的輕質(zhì)油、液化石油氣等物質(zhì)。2021年3月以來在初期運行2月余，某處理廠已經(jīng)出現(xiàn)了一系列的工程設(shè)計以及儀表操作的問題，導(dǎo)致該裝置管路障礙或是運行不通暢的原因在于壓差增大，裝置的不正常的生產(chǎn)[1]。該種情況下，面對某一些的壓差增大，很可能會造成比較明顯的不利影響。從分子篩干燥器的再生流程再生溫度再生氣流量切換周期等進行有效調(diào)整，以此直接解決壓差問題。

2 分子篩干燥器工藝流程分析

原料氣在進入到裝置之后，首先需要確保其直接進入到分離器中，將某一些的游離水以及雜質(zhì)物去除即可，將某一些的原料直接的過度到過濾分離器中，以便能夠直接的過濾掉某一些殘余的水，在零上25～30 ℃下進入分子篩干燥器，將某一些比較飽和的水分直接吸收掉，確保某一些的分子篩可在進入之后某一些的天然氣中水露點為-60 ℃以下，干燥過后的原料氣在進入到粉塵中，可以將某一些的分子篩粉塵去除，并將其直接的過度到制冷系統(tǒng)中做好全面的分離。在本次的分析中裝置設(shè)計是選用國產(chǎn)某公司生產(chǎn)的3A分子篩，每一次的分子篩需要在每一塔中直接填充一些3 A分子篩3.5 t，每8 h切換一次，填充高度62 m。在實際的操作中，需要確保再生氣的進口溫度為290 ℃，熱吹冷吹時間為8 h，再生氣量為6 000～8 000 m3/h，從入口自上而下流經(jīng)干燥塔，借助分子篩將其直接轉(zhuǎn)變?yōu)楦蓺猓缓笤賾?yīng)用對應(yīng)的裝置做好增壓處理。當(dāng)前的分子篩再生氣流程主要包括三種：

(1)再生氣為原料氣，該種原料氣直接經(jīng)過粉塵過濾之后會轉(zhuǎn)變成干氣。該種流程最主要的便是降低天然氣的壓縮機需求，降低壓縮機的操作效率，但該種裝置的具體操作時比較簡單的。其還存在一些比較明顯的缺陷，原料氣的總量為15%的氣體可直接用于再生，實現(xiàn)輕烴回收，且其并不會影響下游液化氣的實際產(chǎn)出值。裝置可從社會經(jīng)濟利益作為基礎(chǔ)著手點，確保操作中不再采用該種流程[2]。

(2)再生氣為壓縮機出口氣體。該種裝置流程的操作也是比較簡單且穩(wěn)定，但由于其含有一些半干氣，某一些濕氣再生會對周邊的分子篩造成重大影響。當(dāng)前的出口天然氣即使經(jīng)過潤滑油過濾器做好了前期的過濾工作，但是依舊存有一些微量的潤滑油，這些潤滑油一旦進入到分子篩會在上面結(jié)炭，使得分子篩可直接的做好壓縮循環(huán)，進一步的增強壓縮機負(fù)荷量，增大壓縮機無功功率，確保其在原料高時可直接增強對壓縮機的影響[3]。

(3)再生氣為膨脹機增壓端出口干氣。該種裝置流程的操作依舊比較簡單和穩(wěn)定，在操作運營中不會影響具體的裝置回收效率，甚至也不會對裝置操作造成任何的負(fù)面影響。在實際的生產(chǎn)中，一般未能采用該流程，主要源于冬季操作中操作的穩(wěn)定性。但是由于夏季分子篩出口溫度最高只能達到55 ℃，夏季膨脹機增壓端出口干氣高達48 ℃，此時會直接影響到分子篩的具體吸附效果，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致壓縮機的入口溫度過高[4]。

3 輕烴回收裝置冷箱壓差增大情況

3.1 天然氣丙烷以上組分與壓力、冷凝溫度

天然氣在壓力、溫度等條件一致時依舊會存有不同的液化率。與此同時，天然氣含C3成分越多，其實際上的液化率越高。一旦周邊地區(qū)的溫度降低、壓力增加，就會增大天然氣的液化率，但雙方之間并沒有任何的比例。一旦天然氣在低壓、高溫的環(huán)境下，其會有著比較明顯的增長值。若是壓力上升，那么溫度會下降，因此，在減小操作裝置的壓力時，需要提升輕烴回收率，增強實際的輕烴回收裝置的制冷能力。

3.2 壓力、冷凝溫度

丙烷以的回收量趨勢規(guī)律并不明顯，在新的背景下，若是處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，那么乙烷成分的增加會增大輕烴回收量。一旦壓力值出現(xiàn)上升，那么輕烴回收量會隨著冷凝溫度的下降上升，乙烷以下組分回收量的變化情況亦是如此。丙烷回收量在冷凝溫度低于-30 ℃時，不會隨著溫度下降而增加。故想保障輕烴回收裝置運行的安全性以及高質(zhì)量性，不可能直接無底線的降低冷凝溫度。一般來說，裝置原料氣換熱器壓差達到0.5 MPa，可以采用用天然氣冷吹解堵，確保裝置重新運轉(zhuǎn)，直到脫乙烷塔液相管線冰堵，從而直接做好管線和低溫分離器解堵。

3.3 冷凝溫度、壓力中能耗

裝置能耗是隨著增壓機的壓力面增長而增長，一旦壓力超過2.0 MPa時，其實際上能耗增長幅度會直接變慢，主要源于壓力越高，膨脹機回收的能量越多。蒸發(fā)器溫度降低，裝置總能耗增加，能耗的增長幅度存有明顯性差異，曲線斜率呈現(xiàn)出一系列的波動，但總體來看還是比較平穩(wěn)的，能耗增長幅度會長期處于一種比較緩和的狀態(tài)，曲線斜率出現(xiàn)有效的變化。一旦裝置的實際溫度降低，比如說，溫度低于-20 ℃時，曲線斜率變化會十分劇烈，能耗增加，甚至可能是由于膨脹機制冷壓縮機制造低品位冷量所需的功耗大所導(dǎo)致。輕烴回收裝置的壓力越高，能耗越大。因此，1.40 MPa的能耗曲線一直以來都是一條直線。根據(jù)相關(guān)要求可知，回收裝置的壓力并不一樣，其所對應(yīng)的拐點也不一致，若是想要確保輕烴回收能耗降低，勢必要將不同壓力曲線的拐點溫度作為裝置的冷凝溫度。

4 輕烴回收裝置生產(chǎn)工藝改進舉措

4.1 改造前級工藝流程

在對應(yīng)的輕烴回收裝置中，原油伴生氣若是利用得當(dāng)，有著十分重要的作用，此時，勢必要對原油伴生氣的相關(guān)裝置進行有機改造，增添一些壓縮機入口、出口過濾效果和排液頻次，直接導(dǎo)致相關(guān)雜質(zhì)物被排除干凈。與此同時，需要應(yīng)用過濾式分離器將裝置內(nèi)的水分直接去除掉，除去原油伴生氣中的小部分烴和少量的液態(tài)雜質(zhì)，將氣直接的注入到復(fù)式壓縮機組中。如果需要用到兩臺以上的壓縮機則要采用并聯(lián)電路的方式，直接對其做好增壓處理。

4.2 提升分子篩流程溫度，降低水露點溫度到-60 ℃

分子篩因具有規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)、可調(diào)變的酸性及良好水熱穩(wěn)定性，被廣泛的應(yīng)用于吸附分離、離子交換、工業(yè)催化等領(lǐng)域。工業(yè)上采用分子篩進行氣體的吸附分離，可將微小性質(zhì)差異的氣體分子分離開。同時，分子篩可在較高溫度和較低吸附質(zhì)分壓下增大吸附容量。由于分子篩是固體酸，可有效減少液體酸(如硫酸、鹽酸)腐蝕設(shè)備、分離困難問題，因此，分子篩已在石油化工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。一般使用膨脹機制冷壓縮機作為輕烴回收的主要裝置，必須對蒸發(fā)溫度和型號予以足夠的重視。對于輕烴回收裝置中能量回收率較低的問題，不僅要考慮到換熱器的型號，還要考慮到低溫部分的保溫效果，例如閥門、工藝管線等是否具有良好的保溫效果。分子篩的再生溫度，在實驗室里最高可以達到600 ℃而不燒壞分子篩，在工業(yè)生產(chǎn)上如此高溫不大現(xiàn)實，但實際運行時發(fā)現(xiàn)再生溫度低于280 ℃時后級冷箱壓差出現(xiàn)波動風(fēng)險增大，調(diào)整到280～300 ℃冷箱壓差逐漸縮小并在低限運行，且水露點達到-68 ℃。因此合理提升再生溫度能夠有效提升水露點效果，同時對減小冷箱壓差具有明顯積極作用，但不是再生溫度越高越好，越高會造成再生溫度過盈，增加運行能耗及運行成本。因此通過運行實踐掌握進站來氣組分和運行能耗合理調(diào)節(jié)再生溫度滿足運行要求[5]。

4.3 使用冷箱旁通流程調(diào)節(jié)溫度變化

對輕烴回收裝置中的冷箱旁通流程進行改造，將溫降較大流程增加升溫復(fù)線，在溫降過大或換熱后溫度低于下限時通過升溫復(fù)線進行回溫調(diào)節(jié)，確保溫降緩慢不發(fā)生凍堵。設(shè)置壓差控制回溫調(diào)節(jié)回路，在壓差增大時啟動升溫復(fù)線進行壓差控制，通過實踐及摸索，確定壓差增大拐點及預(yù)防性回溫調(diào)節(jié)控制回路，確保壓差合理且不影響溫降，保證下游運行參數(shù)符合運行要求[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段某處理廠愈加重視輕烴回收裝置冷箱壓差的出現(xiàn)情況。為進一步提升對該裝置的相關(guān)問題分析，勢必要依據(jù)實際情況做好裝置改進以及考量，定期或者不定期增強對回收裝置的應(yīng)用處理，以提升產(chǎn)品質(zhì)量為主要目標(biāo)，明確生產(chǎn)中的安全性以及可靠性。在此期間，在進行壓力以及溫度檢測時，勢必要構(gòu)建確定化的方案，明確輕烴回收裝置的運行規(guī)律，實現(xiàn)最小化的能耗耗費，提高運行效率，提升運行效益。