C3收率的研究

1、温米 70#气处理装置C3回收率的研究轻烃工区 汪韶雷 2000 年 5 月 一、温米气处理装置概况 温米气处理装置是一套低压气体处理装置，它的原 料气是油田伴生气和原油稳定尾气， 原设计处理量为 50x 104Nm3/d，扩容改造后处理量为70x 104Nm3/d，处理 工艺采用目前世界各国和我国广泛采用的低温分离法， 低温主要由外加冷源丙烷制冷+膨胀制冷两方面提供。装置流程中主要由气体增压、分子筛脱水、复式制 冷及精馏等基本操作单元所组成。产品有干气、液化气 和稳定轻烃三种。该装置原设计 C3 收率为 60%（mol）， 实际为45%左右，扩容改造后设计C3收率为80%（mol）， 实际为

2、 64%左右。该回收装置自 95 年 8 月投产以来， 设备、仪表及工 艺流程在运行中暴露出许多问题，我们针对运行中出现 的问题组织技术人员认真分析研究，先后进行了技术改 进与完善 146 项，装置运行正常，年运行时间均在 8000 小时以上，产品质量稳定，但C3收率仍达不到设计要求， 经分析研究，确认目前装置主要存在以下问题：（一）局部工艺流程不合理；（二）工艺参数有待进一步优化。二、装置校核计算分析依据70万方装置的实际运行参数，对装置进行校 核，结果如下：（一）校核基础数据气体处理量65 x 104Nm3/d气体压力0.21Mpa气体温度15C原料气组成CiC2C3iC4nC4iC5nC

3、5C6C7N2CO275.2919.6945.9712.1011.6711.0370.7390.24403.2460（二）对装置进行校核计算通过校核计算，查明了：1产品实际回收率与设计收率的差距产品名设计值实际值差距（1-实际值/ 设计值）液化气（t/d）14590(1-90/145) =0.38轻油(t/d)8053(1-53/80) =0.34干气(x 104Nm3/d)6258(1-58/62) =0.062. C3回收率分析回收率设计值校核值差距（1-校核值/设计 值）C3H880%64%(1-64/80) =0.20经校核计算得知，目前 C3收率为64%，比设计80%的 收率少16%

4、。（三）对装置定性分析在对该装置进行实际调研和校核计算的基础上，进 行定性分析，找出引起C3收率低的原因，提出具体改进 措施为：1. 精馏系统工艺改进；2. 优化工艺参数。三、影响C3回收率低的因素（一）气液相混合进入脱乙烷塔从低温分离器来的混合液烃处于 P=1.7Mpa, T= -4 C的状态进入脱乙烷塔顶，在该状态下，原已液化的液 烃中的较大部分又重新气化，这部分被气化的液烃在脱 乙烷塔中难于再液化，大大降低了液烃的回收率，其中C3 损失尤为严重，不仅如此，被重新气化的混合液烃又 在塔中形成严重的雾沫夹带现象，将部分液烃携带出脱 乙烷塔，进一步降低了液烃的回收率，从而进一步加大 了 C3及

5、C3以下组分的损失，使C3回收率远低于设计指 标，可见脱乙烷塔的气液混合相进料或冷凝液烃的再气 化是导致C3回收率降低的重要原因。（二）冷量利用品位较低按照设计工艺，从低温分离器出来的混合液烃作为 冷源，在液烃换热器中与原料气换冷，即把液烃的部分 冷量交给原料气，使自身的温度由-43C升至-4C，造成 冷凝液烃的再气化。而目前脱乙烷塔顶回流量小，且不 稳定，塔顶温度偏高，重接触塔顶进料远远高于重接触 塔底进料，塔底进料中的C3不仅没有被冷凝，反而还有 大量从塔顶跑失，这种损失液烃回收率为代价的冷量传 递方式不是好的选择。（三）脱乙烷塔分馏效果不佳1 脱乙烷塔顶温度过高和塔底温度相对偏低制约了物

6、料的传质、传热效果。致使在液化气产品中 C2即将超标的情况下，还有大量的 C3 组分塔顶气相夹带出塔。2 脱乙烷塔压力偏低， 塔顶露点则相应偏低， 这就 要求塔顶要有足够的温度较低且流量较大的冷剂做回 流。而目前，脱乙烷塔回流泵满足不了工艺要求，导致 脱乙烷塔顶回流量小，造成塔顶温度偏高，降低了脱乙 烷塔的分馏效率。（四）各种因素制约了重接触塔运行参数的优化调整1 脱乙烷塔顶气相经其冷凝器冷却后又经过再冷器 冷却，再经过节流作为重接触塔的回流，由于设计时其 节流的压差较小只有0.2MPa,（当压差大时，脱乙烷塔 回流泵的扬程则达不到要求）而使其最终温度只有 -40 C左右，远高于重接触塔顶的温

7、度（-63 C）,使本应是 精馏塔作用的重接触塔成了闪蒸塔。按原来的设计，干 气中G的含量为1.0%,而现状干气中G的含量为2-3.0%, 回收率低主要是因为重接触塔工艺没有达到要求，脱乙 烷塔回流泵又是重接触塔工艺达不到要求的根本原因。 由西南石油学院提供的计算软件可以计算出干气中C3的含量分别为1.0和3.0时C3的回收率为80%和57%2 .重接触塔的液相缓冲空间过小，致使其液位难于 控制，使脱乙烷塔回流泵运行不平稳，影响了脱乙烷塔 的塔顶温度，进而导致重接触塔塔顶进料温度过高，重 接触塔的效率降低。3 .低温分离器温度过低（-45 C左右）致使后续工 序-重接触塔液量过少，液位不易控制

8、。四、提高C3回收率的措施（一）保证塔顶连续稳定的回流量1.选用流量为5 m/h ,扬程为170m介质温度-30-50 C气蚀余量为1的回流泵替换为流量 3vm/h扬程为110m介质温度为030C的管道泵。满足脱乙烷塔塔 顶回流量，从而降低塔顶温度，提高精馏效果。2. 提高低温分离器的温度，增加膨胀机膨胀端出口 物料中的液相含量，即增加重接触塔的液量，确保脱乙 烷塔顶有足够的回流量。（二）优化工艺参数1 .提高脱乙烷塔压力，由原来的1.65MPa提高到1.95MPa。（在回流泵允许的情况下压力还会提高）增大 脱乙烷塔与重接触塔的压差，尽量降低重接触塔顶的进 料温度，使重接触塔能正常操作。2.改进重接触塔进料系统流程：将脱乙烷塔顶馏出气项在出再冷器后分成气液两相，在重接触塔顶再会合进入。这样可以使重接触塔的进料更加平稳，有利于提高重接触塔的精馏效果。如下图所示:重接触塔工艺改进流程图效果预测：1.提高了 G回收率优化设计后所产生的优化方案，G