脱乙烷塔产品质量的提高.pdf

2014年5月 质量管理质量管理 脱乙烷塔产品质量的提高 程万仓 初丽莉 中国石化中原油田天然气处理厂 河南 濮阳457001 摘要 介绍了处理装置的工艺流程 分析了影响脱乙烷塔采 出产品质量的相关因素 对参数进行优化 达到提高脱乙烷塔产 品的质量 关键词 天然气处理 蒸馏塔 优化 前言 中原油田天然气处理厂第三气体处理厂一期处理装置引进 了国外的先进技术和设备 其主要工艺流程为 低压原料气经燃 气轮机带动的原料气压缩机加压后分离出各种水分杂质等形成 高压气体 高压气体再经节流阀节流制冷和膨胀机膨胀制冷后进 入脱甲烷塔 经蒸馏塔顶采出甲烷气 塔底采出重烃 脱甲烷塔的 塔底采出相增压后进入脱乙烷塔 脱乙烷塔顶采出乙烷 塔底采 出物经增压后进入脱丙烷塔 同样脱丙烷塔塔底采出进入脱丁烷 塔 至此可知我厂产品主要有气体甲烷 液态乙烷 气雾剂级丙 烷 商品丁烷及作为精细加工原料的稳定轻烃 液态乙烷经长输 管道输送至中原乙烯作为优质裂解原料 由于现有原料气进气条件同最初装置设计时的状况相差较 大 主要体现在来气量及来气组分的差异较大 造成了脱乙烷塔 的操作参数波动范围较大 调节存在较大滞后性 严重影响乙烷 产品质量 进而影响了其它产品产量以及后续各蒸馏塔的平稳操 作 因此提高乙烷产品质量尤为重要 一 分析过程 经过长期的理论分析和数据对比 影响乙烷产品质量的诸多 因素主要有以下几点 脱甲烷塔顶温度 脱乙烷塔回流量 脱乙烷 塔灵敏板温度 脱乙烷塔的调节阀调节滞后等 因此计划在脱乙烷塔装置原有设计条件的基础上 优化脱甲 烷塔顶温度 脱乙烷塔的回流量 脱乙烷塔的灵敏板温度等主要 工艺参数 同时仪表方面修复调节阀 注重系统安全稳定性 以此 提高乙烷产品质量 二 参数优化及确定 根据理论与实际相结合针对影响一期脱乙烷塔产品质量的 诸多参数进行了以下优化处理 1 脱甲烷塔顶温度 近年来 由于原料气中CO2含量的增加导致低温发生冻堵 致使脱甲烷塔塔顶温度无法降至设定范围 致使大量C2及C3 进 入甲烷中 造成了产品的损失 严重影响了乙烷产品质量和轻烃 产品产量 进而降低了装置运行的整体效益 因此降低脱甲烷塔 塔顶温度 最终减少干气中C2H6的含量是提高乙烷产品质量的 有效途径 根据原料气中CO2含量与甲烷塔冻堵温度的对应值进行甲 烷塔顶温度控制 在不出现冻堵的情况下最大限度的降低脱甲烷 塔温度 主要方法 降低原料气进入冷箱时的温度 调整原料气终端冷凝器的供液阀开度 降低原料气进入冷箱 时的温度 提高NGL深冷装置膨胀机制冷量 提高膨胀机膨胀比增加膨胀机的负荷有助于脱甲烷塔顶温 度的下降 从而降低干气中重组分的含量 减少了C2及以上组分 的损失 为C2等组分的回收提供了有力的条件 增加丙烷制冷的深度 控制压缩机各段入口流量在满足最小流量的情况下最大限 度的降低防喘流量 同时降低高压丙烷空冷后的温度 提高丙烷 系统的制冷效率 通过长时间的数据监测与探索 逐渐摸索出了原料气中所含 CO2浓度与脱甲烷塔发生冻堵时甲烷塔顶温度的对应值 此表为 降低脱甲烷塔顶温度的同时避免脱甲烷塔发生冻堵现象提供了 有力的保障 2 脱乙烷塔回流量 脱乙烷塔内若液相不足 就会不足以冷凝上升的气体 弱化 了各组分分离效果 造成塔顶馏出重组分过多 产品不合格 回 流正是为精馏塔提供足够的液相 最佳的回流量保证了乙烷塔顶 的采出合格 合理改变回流量 长时间的监测产品质量 对比回流量与产 品质量的关系 确定脱乙烷塔最佳回流量 在装置运行期间 原料气中CO2含量相差不大时 针对乙烷 塔在不同回流量时对应乙烷产品的质量展开了一系列主要数据 的监测 回流量的变化范围确定在5 5t h 6 7t h之间 由最终数据得出结论当脱乙烷塔回流量达到6 5t h 时 乙 烷产品中的C2H6含量达到最大值94 7 若回流量继续增大将 会增加塔的整体热负荷 增加能耗 对塔造成损坏及不必要的能 源浪费 因此通过此组数据将脱乙烷塔回流的最佳流量定为 6 5t h 3 脱乙烷塔灵敏板温度 脱乙烷塔灵敏板温度的设定值控制着塔底重沸器热量的大 小 也就是说直接影响着塔的底温 底温过高则会造成塔顶重组 分多 产品质量低 降低下游重烃回收率 底温过低致使轻组分进 入下游塔群 造成下游塔群的工况不稳定 超压甚至放空造成浪 费及环境污染 合理改变灵敏板温度设定值 监测产品质量 对比其与产品 质量的关系 确定脱乙烷塔最佳灵敏板温度是优化此参数的具体 手段 装置运行期间针对脱乙烷塔在不同灵敏板温度时对应乙烷 产品的质量的一系列主要数据的监测显示灵敏板温度在 76 5 80 范围内的规律如下 当脱乙烷塔灵敏板温度设定值 达到79 6 时 乙烷产品中C2H6浓度最高可达94 9 随后灵 敏板温度再次提升时 乙烷产品中C3重组分的比例会增大 即试 验中优化的灵敏板温度为79 6 4 在优化各工艺参数的同时 仪表方面脱乙烷塔调节阀因调 节滞后也严重的影响了乙烷产品的纯度 调节阀只有在自动的状态下无滞后现象发生时才能更加连 续灵活的调整至平稳的工艺参数范围内 仪表人员整修后脱乙 烷塔各调节阀已达到灵活自动调解状态 三 效果评价 处理厂的伴生气量下降气质越来越贫 装置的设计是根据最 初的进气条件进行的 进气条件的变化以及设备的老化会给装置 的平稳运行带来一些挑战 在调整至优化后的设定工艺参数后 我们又采取了一系列的 巩固措施 加强精馏等相关知识培训 学习和探讨 进一步提高操 作人员的技能水平 应对并解决出现的问题以及制定相关的运行 方案 确保设备在最佳的参数内运行 同时生产过程中注意观察流量 组分 温度 压力和液位的变 化情况 及时调的相关参数 配合仪表确保自动控制的准确性和 灵敏性 使生产过程顺利平稳进行 经过长时间的不断优化探索总结 优化后脱乙烷塔的乙烷产 品中C2H6组分的摩尔百分比相对于优化前平均增加了近4个百 分点 乙烷产品质量有了明显提高 彻底杜绝了不合格产品 同 时下游的丙 丁烷塔运行稳定 避免了之前因轻