天然气浅冷装置轻烃稳定系统工艺流程优化

1、 天然气浅冷装置轻烃稳定系统工艺流程优化 一、概述 大庆油田天然气分公司引进浅冷装置是乙烯原料工程的一 部分，因其设计图纸为 500 号（工艺流程如图 1所示），故又称 为 500# 装置。装置处理大庆油田伴生气，脱除原料气中的水分， 回收气体中的重组分并以液态烃的形式作为乙烯厂的化工原料， 而增压后得到的贫天然气作为商品气外输。 但装置的轻烃稳定系 统存在固有缺陷， 造成了装置轻烃浪费， 因此有必要采取适当的 措施对其进行技术改造，已达到增产轻烃和降低能耗的目的。 二、轻烃稳定系统存在问题 轻烃稳定系统的工艺流程是：经压缩、制冷、分离后得到的 液态轻烃由立式离心泵增压至 1.9MPa进入轻烃

2、稳定塔（T-501 ） 顶部流经 10层浮阀塔盘落入下部再沸器中，再沸器温度控制在 46C,保证稳定的轻烃组分被蒸发掉。闪蒸汽上升过程中与低温 烃对流换热，重组分被分出逐渐下降，而轻组分则继续上升，塔 顶压力控制在1.65Mpa下外输。 稳定液态烃在塔压下输入冷却器降温到40 C后与来自压缩 机出口分离器液态烃混合后（温度为30C，压力为1.6Mpa）自 压送入轻烃储罐储存。储罐压力由两个调节阀分程进行自动控 制，当罐内压力高时其中一个阀打开，将气体送进外输气线；当 压力低时，由外输气对罐进行补压从而保证罐内压力恒定。 稳定塔再沸器热源由原料气压缩机出口分出一股气提供， 换 热后原料气与原原料

3、气混合进入压缩机机后水冷器冷却 （图 1 中 加粗线即是）。 图 1 500# 装置设计工艺流程图 从上述轻烃稳定系统工艺流程中可以看出有以下两点缺陷： （1）经轻烃储罐塔顶出来的轻组分直接外输会造成一定的 轻烃损失，原设计轻烃储罐压力为1.6Mpa，但由于外界条件的 变化，目前引进浅冷轻烃储罐压力只有1.1Mpa1.3Mpa之间，因 此，轻烃损失情况会更严重。 （2）用压缩机出口气（约160C）给稳定塔轻烃（-25C） 换热，温度梯度不合理，造成较大的冷量浪费。 三、改进方案 针对轻烃稳定系统存在的以上问题，提出两套改进方案。 1 、改进方案 1 该方案不用增加任何设备，只是在原有流程上进行

4、局部改 动，即可实现既能增加轻烃产量又能合理利用轻烃冷量。 具体操 作是将轻烃稳定塔顶流出轻组分不进行外输， 而是返回至压缩机 出口重新回收其中的重组分，改进工艺流程如图 2所示。 图 2 方案 1 改进后流程图 以天然气分公司杏九浅冷装置为例， 假设操作工况为： 处理 量为30 x 104m3/d,压缩机出口压力为 1.6Mpa，制冷负温为 -25C，系统压力为1.5Mpa，轻烃罐压为1.25Mpa。经化工模拟 软件 PROII 理论计算得出，当将轻烃稳定塔顶轻组分直接外输 时，气烃产量为 59.97t/d ；若将这部分轻组分返回至压缩机出 口重新回收利用，气烃产量为 63.13t/d 。因

5、此，流程改进后每 天每天将多产轻烃 3.16t/d ，每年（按 330 天计算）多产轻烃 1043t 。 2、改进方案 2 该方案可将原轻烃稳定系统拆除，而直接更换一台新换热 器，将新增加的换热器作为烃气换热器与贫富气换热器并联。 压 缩机排出气分离器（一级三相分离器）出口（温度约20C ）分 两股进入贫富气换热器和烃气换热器（新增），换热后再进入最 终冷却器（氨蒸发器）冷却。其中烃气换热器冷源来自三相分离 器出口轻烃（-25C），轻烃经烃气换热器被加热至10C左右与 排出气分离器出口轻烃混合后进入轻烃罐区。 改造后工艺流程如 图 3 所示。 图3 方案 2改造后工艺流程图 仍以杏九浅冷装置为例， 在操作工况不变的情况下， 按方案 2 改造后，经理论计算轻烃产量可达 63.551t/d ，比改造前多产 轻烃 3.581t/d ，每年（按 330 天计算）多产轻烃 1182t ，同时年 节约压缩机后水冷器用水量为 39600t 。 四、结论 天然气分公司浅冷装置的轻烃稳定系统存在固有缺陷， 造成 轻烃损失，且冷量利用不合理。经过理论分析及模拟计算，提出 了两套改进方案， 方案 1 在不增加任何设备的情况下即可达到年 增产轻烃 1043t ；方案