發(fā)布時(shí)間：2021-09-15所屬分類(lèi)：免費(fèi)文獻(xiàn)瀏覽：1次
摘 要： 化工管理
《穩(wěn)定系統(tǒng)加工海上輕質(zhì)凝析油的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化》論文發(fā)表期刊：《
化工管理
》；發(fā)表周期：2021年21期《穩(wěn)定系統(tǒng)加工海上輕質(zhì)凝析油的實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化》論文作者信息：陳繼珍1，賈中堂2，黎祖芳2
摘要：某海上油氣終端處理廠生產(chǎn)天然氣伴生輕質(zhì)凝析油。由于該油品輕質(zhì)組分含量高，油品飽和蒸汽壓高，從而外銷(xiāo)存在安全隱患，油品議價(jià)能力弱，處理廠庫(kù)存緊張。為解決氣田終端以上問(wèn)題，我公司對(duì)現(xiàn)有常壓凝析油蒸餾裝置的穩(wěn)定系統(tǒng)部分進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)工藝核算、流程設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)施工、試運(yùn)行及操作優(yōu)化等步驟，完成穩(wěn)定系統(tǒng)直接處理此輕質(zhì)凝析油的任務(wù)。
關(guān)鍵詞：輕質(zhì)凝析油;穩(wěn)定系統(tǒng);液化石油氣;改造;優(yōu)化
Abstract: A offishore oil and gas terminal treatment plant produces natural gas associated light condensate oil. Because of the high content of light component of the oil, the saturated steam pressure of the oil is high. As a result, there are hidden safety problems in export sales. weak bargaining power of oil products and tight inventory of treatment plants. In order to solve the above problems of gas. field terminal, our company has carried on the technical transformation to the stable svstem part of the existing atmospheric condensate.distillation unit, through the process accounting, the process design, the field construction, the trial operation and the operation optimization and so on steps, completes the stabilization system direct processing this light condensate oil task.
Keywords: light condensate; stabilization system; liquefied petroleum gas, retrofit; optimization
0引言
凝析油是指從凝析氣田的天然氣中凝析出來(lái)的液相組分，是優(yōu)質(zhì)的石油資源。上游某終端處理廠生產(chǎn)的凝析油來(lái)自海上油氣田，為天然氣伴生輕質(zhì)凝析油，產(chǎn)量達(dá)50-70 v/d，此油品留程為22-10 ℃(ASTM D86)，密度662.1 kg/m'，其中碳四及以上含量15.26%(v/v)，干蒸汽壓15.65 psi，由于該油品碳三和碳四組分含量高，常壓內(nèi)浮頂罐儲(chǔ)存和槽車(chē)運(yùn)輸均有一定的安全隱患，須使用壓力罐，下游客戶以此進(jìn)行降價(jià)，削弱了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，造成處理廠庫(kù)存緊張。為做好上游油氣田配套服務(wù)，緩解終端處理廠庫(kù)存壓力，對(duì)公司現(xiàn)有裝置進(jìn)行技術(shù)改造，啟用常壓蒸餾裝置中的穩(wěn)定系統(tǒng)，處理此輕質(zhì)凝析油，從此凝析油中分離出液化石油氣，降低輕質(zhì)凝析油蒸氣壓，滿足油品常壓罐存儲(chǔ)條件，提高油品議價(jià)力度，使產(chǎn)品順利外銷(xiāo)。
1穩(wěn)定系統(tǒng)介紹
1.1 系統(tǒng)概況
公司現(xiàn)有一套凝析油常壓蒸餾裝置，設(shè)計(jì)加工能力22萬(wàn)噸/年(按8000 h計(jì))，裝置由原料換熱系統(tǒng)、電脫鹽、初餾、常壓和穩(wěn)定系統(tǒng)組成，主要產(chǎn)品有液化石油氣、穩(wěn)底油、常頂油、油漆及清洗用溶劑油、2號(hào)燃料油、4號(hào)燃料油和7號(hào)燃料油。穩(wěn)定系統(tǒng)是常壓蒸餾的一部分，由穩(wěn)定塔(T-1)、塔頂冷卻器(E-1A/B)、塔底再沸器(E-2)穩(wěn)底冷卻器(E-3A/B)、進(jìn)料換熱器(E-4，E-5A/B)、供料泵(P-1)、回流泵(P-2)及工藝管線組成。主要功能是處理來(lái)自初餾塔頂?shù)某蹴斢徒M分，通過(guò)精餾從初頂油中分離出液化石油氣和不凝氣。
1.2 工藝流程
來(lái)自初餾塔頂回流泵 P-1A/B 的初頂油進(jìn)入穩(wěn)定進(jìn)料預(yù)熱器 E-4A/B 與穩(wěn)底油換熱，預(yù)熱后進(jìn)入穩(wěn)定進(jìn)料加熱器 E-5A/B 與常二線油換熱熱到 114 ℃，然后進(jìn)入穩(wěn)定塔 T-1。穩(wěn)定塔頂油氣(73 ℃ ) 經(jīng)穩(wěn)定塔頂冷卻器 E-1 A/B 冷卻至 40 ℃以下后進(jìn)入產(chǎn)品回流罐 D-1，后經(jīng)穩(wěn)定塔頂回流泵 P-2A/B 抽出后，一部分返塔做回流，一部分作為液化石油氣產(chǎn)品出裝置。不凝氣直接進(jìn)入加熱爐燃料氣或氣體回收系統(tǒng)。穩(wěn)定塔通過(guò)E-2利用常一中熱源加熱，穩(wěn)定塔底油 (120 ℃ ) 自流出塔，去預(yù)熱器 E-4 換熱后，經(jīng)穩(wěn)底油冷卻器E-3A/B用循環(huán)水冷卻至40 ℃以下，穩(wěn)底油出裝置至罐區(qū)。
2 可行性分析
2.1 原料性質(zhì)分析
通過(guò)表 1 數(shù)據(jù)分析，終端輕質(zhì)凝析油和原設(shè)計(jì)初頂油油品相比較，輕質(zhì)凝析油油品餾程初餾點(diǎn)低 8 ℃，密度略有降低，碳四及以下輕質(zhì)組分含量增大 5 %，硫含量在指標(biāo)范圍內(nèi)。對(duì)比發(fā)現(xiàn)兩油品最大的差別是油品輕質(zhì)組分，輕質(zhì)組分主要組分是乙烷、丙烷和丁烷，輕質(zhì)組分的增加將提高了穩(wěn)定塔上部精餾段氣液相負(fù)荷，故生產(chǎn)的關(guān)鍵點(diǎn)就是穩(wěn)定塔能否滿足處理輕質(zhì)組分的要求。
2.2 處理能力分析
根據(jù)原料性質(zhì)分析結(jié)果，以下對(duì)穩(wěn)定塔及相關(guān)設(shè)備能否處理輕質(zhì)凝析油進(jìn)行分析：
2009 年對(duì)常壓蒸餾裝置進(jìn)行標(biāo)定[1]，標(biāo)定包括穩(wěn)定系統(tǒng)。標(biāo)定分為常壓蒸餾裝置加工量10萬(wàn)噸/年、12 萬(wàn)噸/年和14.5萬(wàn)噸/年3個(gè)標(biāo)段，分別是裝置負(fù)荷的80%、100%和120%。常壓裝置80%至120%負(fù)荷區(qū)間運(yùn)行過(guò)程中，穩(wěn)定塔進(jìn)料2 529.7kgh至3 609kg/h，穩(wěn)定塔最大處理量3609 kg/h時(shí)，液化石油氣產(chǎn)品量400 kgh，塔頂操作溫度65 ℃，塔底溫度127 ℃，進(jìn)料溫度114 ℃，操作壓力0.85 MPa，塔頂回流量1400 kg/h，回流比為4.6，穩(wěn)定塔操作參數(shù)正常。最大氣相負(fù)荷3.79 m/h，最大液相負(fù)荷8.64 mi/h，塔水力學(xué)數(shù)據(jù)、泛點(diǎn)和填料壓降在規(guī)定范圍內(nèi)2，處理上游輕質(zhì)凝析油，兩種油品性質(zhì)相近，上游平均產(chǎn)量60 td，處理量為2 500 kgh，輕質(zhì)組分含量400 kg/h，與標(biāo)定時(shí)最大處理量時(shí)的輕質(zhì)組分量相符，穩(wěn)定塔處理能力滿足要求。
原料從罐區(qū)至裝置區(qū)長(zhǎng)距離供料，并且入塔壓頭較高，所以采用兩級(jí)供料，一級(jí)由裝車(chē)泵(P-3)供料至初頂回流泵(P-1A/B)，二級(jí)P-1AB升壓至0.9 MPa后進(jìn)入穩(wěn)定塔。系統(tǒng)使用裝車(chē)泵(P-3)和初頂回流泵(P-1A/B)，原設(shè)計(jì)均是大流量泵，作為輕質(zhì)凝析油供料泵，機(jī)泵使用效率相對(duì)較低，在后續(xù)生產(chǎn)中進(jìn)行優(yōu)化。
換熱系統(tǒng)根據(jù)工藝核算，熱負(fù)荷滿足要求。穩(wěn)定塔熱源采用2x2 th蒸汽鍋爐供熱，設(shè)計(jì)中有蒸汽加熱流程，滿足要求。
3工藝流程改造
要實(shí)現(xiàn)加工輕質(zhì)凝析油的目的，首先對(duì)現(xiàn)有穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)行工藝改造，改造的原則滿足流程獨(dú)立，無(wú)關(guān)設(shè)備管線隔離，杜絕跑冒滴漏事故發(fā)生。改造過(guò)程中實(shí)現(xiàn)流程簡(jiǎn)潔明了，操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，以下是需要改造優(yōu)化的四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：(1)從罐區(qū)輕質(zhì)凝析油儲(chǔ)罐泵P-3接獨(dú)立供料線滿足獨(dú)立供料的要求，排除應(yīng)倒罐發(fā)車(chē)帶來(lái)的沖突;(2)罐區(qū)獨(dú)立供料線接至初頂回流泵P-1A/B入口，油品提壓后經(jīng)過(guò)預(yù)熱器E-4和加熱器E-5A/B，進(jìn)入穩(wěn)定塔 T-1;(3) 獨(dú)立加工輕質(zhì)凝析油，穩(wěn)定塔底重沸器E-2 和進(jìn)料加熱器 E-5A/B 熱源采用蒸汽加熱，換熱器 (E-2) 增加蒸汽凝結(jié)水回收線，為了切換方便，增加蒸汽吹掃線;(4) 冷換設(shè)備滿足要求故不做改動(dòng)，自控系統(tǒng)增加進(jìn)料流量計(jì)。
優(yōu)化后工藝流程圖如圖 1 所示。
4開(kāi)車(chē)試運(yùn)行及操作優(yōu)化
4.1開(kāi)車(chē)試運(yùn)行
設(shè)備設(shè)施施工完成后，按照“三查四定”原則進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的檢查。然后按照開(kāi)工方案，系統(tǒng)吹掃試壓，確保流程暢通，無(wú)泄漏點(diǎn)，設(shè)備壓力試驗(yàn)合格。最后再次確認(rèn)流程無(wú)誤后，引油建立循環(huán)，系統(tǒng)升溫開(kāi)工[3，經(jīng)過(guò)6h操作調(diào)整，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。操作參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量如表2所示。
通過(guò)試運(yùn)行，穩(wěn)定系統(tǒng)直接加工上游終端凝析油，一次開(kāi)車(chē)成功。輕質(zhì)凝析油通過(guò)處理飽和蒸汽壓滿足指標(biāo)，初餾點(diǎn)提高5~10℃，液化石油氣指標(biāo)達(dá)到國(guó)標(biāo)KGB 11174-2011)的要求。
4.2生產(chǎn)操作優(yōu)化
雖然穩(wěn)定系統(tǒng)正常投入運(yùn)行，但是在裝置能耗和穩(wěn)定性上均存在不足，為此進(jìn)行了全方位多角度優(yōu)化。
(1)原設(shè)計(jì)P-1A/B大流量大揚(yáng)程機(jī)泵，P-3大流量小揚(yáng)程機(jī)泵，不符合現(xiàn)在工況，極大地造成了電能浪費(fèi)。大容量機(jī)泵小流量工作，泵內(nèi)液體獲得較多的能量，造成液體氣化，機(jī)泵易抽空或半抽空，影響裝置操作，產(chǎn)生波動(dòng)，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
后期生產(chǎn)中在供料罐處安裝1臺(tái)高速泵代替原有兩臺(tái)接力泵，高速泵投用后電機(jī)功率由42 kw降到15 kw，節(jié)約電量31.1 x 10°kWha.
(2)E-5A/B原設(shè)計(jì)為常二線換熱，為充分利用蒸汽余熱，將E-2蒸氣換熱后的乏汽引入至E-5A/B，蒸汽熱量進(jìn)行二次利用，穩(wěn)定塔進(jìn)料溫度提高5-10 ℃，節(jié)約蒸汽用量100kg/h
(3)單開(kāi)穩(wěn)定系統(tǒng)蒸汽需求量小，鍋爐負(fù)荷低導(dǎo)致頻繁啟停爐，蒸汽壓力波動(dòng)大，影響操作穩(wěn)定。為了消除蒸汽鍋爐頻繁啟停對(duì)生產(chǎn)平穩(wěn)帶來(lái)的沖擊，對(duì)蒸汽鍋爐大小火負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，大火熱負(fù)荷由60%調(diào)整到40%，小火由30%調(diào)整到25%，調(diào)整后鍋爐保持大小火持續(xù)運(yùn)行，蒸汽壓力波動(dòng)平緩，裝置操作平穩(wěn)。調(diào)整后的燃?xì)饬繙p少16Nm/h
(4)2020年油氣終端出現(xiàn)故障，進(jìn)行越站供氣運(yùn)行，入廠輕質(zhì)凝析油油品初餾點(diǎn)從22 ℃降至12℃，造成液化氣產(chǎn)品中乙烷組分含量超標(biāo)，產(chǎn)品不能出廠銷(xiāo)售。為此進(jìn)行技術(shù)改造，將液化氣罐區(qū)氣相部分通過(guò)改造用管線送至裝卸車(chē)臺(tái)，作為原料槽罐車(chē)卸車(chē)時(shí)的充壓線，即增加了槽罐車(chē)卸車(chē)效率，也回收了油氣，氣相中大量乙烷組分的釋放也提高了液化氣產(chǎn)品質(zhì)量，通過(guò)此次改造產(chǎn)生直接效益220余萬(wàn)元。
5結(jié)語(yǔ)
常壓蒸餾裝置經(jīng)過(guò)技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)了只運(yùn)行穩(wěn)定系統(tǒng)直接加工海上油氣終端輕質(zhì)凝析油，并一次開(kāi)車(chē)成功，生產(chǎn)出合格的液化氣和穩(wěn)定凝析油產(chǎn)品，解決了油氣終端的燃眉之急，且為公司增收1000余萬(wàn)元/年的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)后續(xù)工藝操作優(yōu)化，進(jìn)一步降低了裝置運(yùn)行能耗，提高了生產(chǎn)平穩(wěn)度。
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