影响轻烃回收装置效益的原因分析

胡继承

江汉油田分公司江汉采油厂集输大队

影响轻烃回收装置效益的原因分析

胡继承

江汉油田分公司江汉采油厂集输大队

目前轻烃回收装置运行相对不稳定，轻烃回收效率低。因此，要想使轻烃回收装置的能耗降低，轻烃回收率提升，就必须在回收过程中设定适合轻烃回收的压力与冷凝温度，并且在对轻烃回收装置的运行参数进行设定的时候，要对装置能耗及丙烷以上的回收量进行科学合理的综合考虑。基于此，文章就 影响轻烃回收装置效益的原因进行简要的分析，希望可以提供一个有效的借鉴，从而更好的保证轻烃回收装置的效益。

轻烃回收装置；影响原因；措施

1.影响轻烃回收装置的因素分析

1.1 天然气丙烷以上组分与压力、冷凝温度的影响关系

天然气由于组分不同，它们在压力、温度等条件一样时，液化率也会不一样。通常，天然气含C3组分越多，液化率越高。但当温度降低、压力增加时，液化率有所提升，这种增加并不成比例。液化率在低压、高温的环境下，有较大的增长幅度，当压力不断升高、温度不断下降时，二者液化率的增幅均会有所下降。因此，在装置具有较低的操作压力时，要想使轻烃回收率提升，就必须使温度降低，但是温度的降低给轻烃回收装置的制冷能力带来了很大的挑战。

1.2 压力、冷凝温度对轻烃回收率的影响

丙烷以上组分的回收量上升的趋势并不完全一样，由图1分析可以看出，在这个压力范围中，乙烷以下组分的增加是轻烃回收量增加的关键组成。在压力是某个值时，轻烃回收量会随着冷凝温度的下降而呈现线性上升的趋势，乙烷以下组分回收量的变化趋势与此相似，丙烷以上组分的回收量在冷凝温度低于-30℃的时候就不会随着温度的下降而增加。因此，要想保障轻烃回收装置运行的经济性，就不能无限制地降低冷凝温度。

1.3 凝温度、压力对装置的能耗分析

装置总能耗随着增压机出口的压力而增长，当压力超过2.0MPa能耗的增长幅度变慢，这是由于压力越高，膨胀机回收的能量越多所致。以压力为2.0MPa为例，随着蒸发器出口温度的降低，装置总能耗呈逐渐增加趋势，不同温度范围能耗的增长幅度不同，由图可见，温度从10℃降到0℃的过程中，能耗增长较快;当冷凝温度从0℃降到一15℃时，曲线斜率稍有起伏，但比较平稳，能耗增长幅度趋于缓和，温度超过一15℃，曲线斜率开始变化，当温度进一步降低，低于一20℃时，曲线斜率变化剧烈，能耗增加变快，一20℃明显是曲线的一个拐点，这是由于温度越低，氟利昂制冷系统制造低品位冷量所需的功耗越大造成的。

轻烃回收装置的压力越高，其能耗越大。-15℃是3.0MPa曲线的拐点温度，-20℃是2.0MPa曲线的拐点温度，二者相比可知压力越大，具有越高的拐点温度。而对于1.40MPa曲线，没有出现拐点，因此，1.40MPa对应的能耗曲线基本上是直线。由上可知，回收装置的压力不一样，其所对应的拐点温度也不一样，要想使轻烃回收过程的能耗降至最低，就必须把各个压力曲线的拐点温度作为轻烃回收装置的冷凝温度。

2.改造轻烃回收装置生产工艺的具体措施

2.1 改造原油伴生气装置的工艺流程

轻烃回收装置中，原油伴生气具有非常重要的作用，因此必须对原油伴生气的装置工艺进行合理的改造。过滤式分离器将装置内的原油伴生气中的水除去，同时也要除去原油伴生气中存在的小部分烃和少量的固态杂质，并将气相注入二级往复式压缩机组。注意如果需要用到两台以上的压缩机必须使用并联，使用二级复式压缩机组对其进行增压。经过冷却之后，压缩机出口处的气体就可以进入换热器，如果使用两台以上的换热器必须使用串联。使用换热器对其进行顶冷，然后再将经过顶冷的气相输入三相分离器，分离器能够去除气相中的小部分液态氢和冷凝水。之后再将其输入换热器进行冷量回收，再将其外输。使用换热回收器来收集液相，对其进行能量回收之后将其输入脱乙烷塔，经过塔顶气换冷之后，得到干气并进行外输。脱乙烷塔会对塔底的液相进行2次分割，从而得到少量的轻烃和液化气。

2.2 改造换热器

换热器的选择对于改造轻烃回收装置的生产工艺非常重要。一般使用氨制冷压缩机作为轻烃回收的主要装置，因此必须对其蒸发温度和型号予以足够的重视。要注意蒸发温度是否合理，以及什么型号的压缩机具有最好的冷冻效果等等。一般情况下干气外输的温度约为21℃，蒸发温度约为零下20℃至零下30℃。要对二者温度的偏差进行仔细的估量，然后进行相应的改造，使轻烃的收率得到提高。对于轻烃回收装置中能量回收率较低的问题，不仅要考虑到换热器的型号，还要考虑到低温部分的保温效果，例如阀门、工艺管线等是否具有良好的保温效果。当前大部分的工艺管线都是用岩棉来进行保温，保温效果不高，造成较多的能量流失，甚至造成周围的结冰。因此应该使用有良好的保温效果的保温材料，使装置中的能耗得到进一步降低。

2.3 改造制冷装置

对制冷装置的改善非常重要，是改造轻烃回收装置生产工艺中的一项重要内容。首先，要对轻烃回收装置中的浅冷装置进行改造，将气压的压缩控制在1.2—1.SMPa之间，可以使用氨吸收制冷或者氨压缩制冷的方式来进行制冷。其次，通过冷却油天气的方式进行轻烃的回收，并将温度控制在零下19—25摄氏度之间。如需增加一套膨胀机组压缩设备，就应该对制冷的温度进行相应的调整，一般以零下55—75℃为宜。这样可以对浅冷干气内的干气和液化气进行回收，不仅能够使回收装置改造的成本得到压缩，还可以使轻烃回收装置所产生的干气内产量得到大幅度的提高，将其提供给乙烯工业作为生产原料。

综上对装置液化率和能耗的影响因素分析可以得到，在压力、冷凝温度变化时，轻烃回收率的变化规律。因此在确定装置的运行参数时，要综合考虑丙烷以上的收率和装置的能耗。

[1]齐一芳.LNG接收站轻烃回收装置的平面布置[J].炼油技术与工程，2016，01：49-52.

[2]袁灿.某轻烃回收装置运行效果分析及改造研究[D].西南石油大学，2016.

[3]袁宏伟.伴生气轻烃回收装置工艺设计[J].中国石油和化工，2016，S1：111.