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周洪?陶帥?岳永?胡容?趙福允

（華北油田公司第二采油廠，河北廊坊  065700）

 

摘?要：近年來，隨著石油資源的逐步遞減，給油氣生產企業帶來嚴峻的考驗。作為天然氣處理的管理者和操作者，要充分利用有限的資源，用低投資提高輕烴收率。那么在實際生產中，提高輕烴收率都有哪些途徑呢？本文以華北油田公司第二采油廠雄安采油作業區岔一聯合站（以下簡稱“岔一聯合站”）為例，從影響輕烴收率的因素著手，分析提升輕烴收率的多種途徑，以期為相關行業的可持續發展提供參考和借鑒。

關鍵詞：優化參數；提高輕烴收率；合理調配；工藝改造 

中圖分類號：TE6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064(2024)08-0008-03

 

1 輕烴收率的影響因素

岔一聯合站天然氣處理流程如圖1所示。

   

圖1 岔一聯合站天然氣處理流程

原料氣低壓進入裝置，經低壓分離器初步分離，除去固體雜質、游離水、凝析油后進入壓縮系統，經兩級壓縮增壓至1.9MPa，溫度升至120℃，進入二級冷卻器冷卻至20℃左右，進入二級分離器進行氣、液和采出水的三相分離。氣相進入分子篩干燥器深度脫水，經粉末過濾器除去分子篩碎末，進入干氣復熱器，氨蒸發器、主換熱器逐步冷卻至-30℃，在低溫分離器進行氣液分離后，氣相進膨脹機進行深冷成為冷干氣，經脫乙烷塔塔頂冷凝器進入主換熱器，與脫乙烷塔塔頂回流罐脫出氣體匯合，進入干氣復熱器升溫，又經過增壓機增壓后，以0.4MPa、40℃作為干氣外輸。

同時，從二級分離器、低溫分離器分離出的液相以及脫乙烷塔塔頂回流罐冷凝液分別以低、中、高三股進料，進入脫乙烷塔脫除乙烷等輕組分后，進入輕油穩定塔進行進一步分餾，從而產出合格的液化氣和穩定的輕烴。

在生產中，通過對原料氣增壓、分子篩脫水、氨預冷、膨脹深冷及精餾工藝等工序完成天然氣的凈化處理。在天然氣生產處理中，必須了解天然氣溫度、壓力及組分的變化，細致分析各工藝參數要求，通過精細調參，優化生產參數，制定可行的方案措施，提高輕烴收率。

在天然氣生產處理中，崗位員工不斷摸索、精心操作，找到影響輕烴收率的主要因素。

（1）輕烴收率與氣源有關。

（2）輕烴收率與膨脹機高效運轉有關。

（3）輕烴收率與員工操作有關。

2 提高輕烴收率的途徑

通過分析影響輕烴收率的主要因素，岔一聯合站充分利用資源，精細管理，實現工藝流程改造，提高輕烴收率。

2.1 合理調配，提高氣源利用率

近幾年，隨著油氣儲量的遞減，天然氣處理量大大降低，岔一聯合站從利用和調配氣源上入手，提高原料氣處理量。

（1）充分利用資源，保證系統進氣，通過溝通協調天然氣進氣與外輸量，提高裝置處理伴生氣的能力。在充分利用作業區自產氣的同時，合理調用其他區塊（岔南、岔北）的氣源，在岔南、岔北來氣管線上安裝調節閥，穩定壓縮機入口壓力，保證系統總進氣壓力，提高可能利用的氣源，增加輕烴產量。

（2）改造放空天然氣管線，停產后排放的天然氣再利用。每年檢修時，各容器的放空天然氣都要經放空分液罐排放到放空火炬排放掉，既浪費資源，同時還存在環境污染等不安全因素，通過對放空線進行改造，將本站鍋爐、油爐、水爐燃氣線與放空分液罐出口管線連通，年度檢修時，裝置停產后，放空天然氣排放至放空分液罐后，作為站內燃燒氣燃燒，對放空天然氣再利用。

檢修時，關閉放空分液罐出口至放空火炬的閥門（如圖2閥1所示），打開放空分液罐出口至各燃氣線閥門（如圖2閥2所示），使放空天然氣在本站有效消耗，節省了資源，保證了安全。 

 

 

圖2 放空分液罐改造

（3）降低故障率，保證裝置運行時率。一是減少軟件故障停產。加強自動化系統的檢查及維護保養，及時發現設備、容器、管線及各設施隱患，排除設備故障，減少控制系統故障停機。壓縮系統使用的丙烷壓縮機，由于結構復雜，操作點多，易損件多，檢查、判斷設備故障問題的難度大。多年來，對員工的技術素質要求也是設備運行、維護的重中之重。在工作中通過看、摸、聽、比、放、辨“六字訣”管理，保障設備運轉率。“看”即看設備的各個參數、運行狀況、各連接部位及工作部件有無異常；“摸”即摸電機溫度、軸承溫度、曲軸箱溫度等有無變化；“聽”即聽電機、泵、機體運轉等聲音是否規則；“比”即比較同時運行的兩臺設備參數的偏差，比較同一臺機子今天與昨天在工況相同條件下有無異常；“放”即按時“放”液；“辨”即辨認放液聲音、機子振動、工藝參數、設備運行等有無變化。通過“六字訣”管理法，使崗位操作員工準確了解壓縮機的工作情況，及時發現存在的各類隱患，維護設備高效運轉。對控制系統接點定期進行檢查維護，排除信號干擾。定期校驗、維護控制儀表，防止因儀表失靈而影響油氣生產。崗位員工細心巡查，增強工作責任心，發現問題及時解決，避免事態進一步擴大，減少損失。將更換小配件、小閥門等工作利用檢修時機同時完成，以減少因更換小配件、小閥門等造成的停機次數，保障裝置運行時率。

二是減少硬件故障停產。岔一聯合站脫乙烷塔、輕油穩定塔蒸汽管線長年處于高溫高壓下，極易發生管線穿孔現象，為了解決兩塔蒸汽管線易腐蝕穿孔的隱患，減少停產時率，這個站利用年度檢修契機，將蒸汽管線的材質由普通鋼管更換成不銹鋼管，同時將易發生穿孔的容器管線更換為不銹鋼材質，大大降低了管線穿孔頻率，保障裝置運行正常。

2.2 精細操作，強化員工執行力

天然氣處理中，各容器的溫度、壓力、液位控制是精細操作的關鍵。要控制好各項運行參數，員工不僅要熟練操作重要參數的調控，而且要善于分析參數異常的原因，發現問題癥結，找到根治良方。

根據化驗數據精細調節。岔一聯合站在日常生產中通過日報表錄取數據來計量氣量。當日輸氣量變化有異常時，就要根據化驗數據分析液化氣組分，調節控制參數。脫乙烷塔是天然氣凈化處理的重要設備，通過控制塔釜溫度，使脫乙烷塔內介質組分實現精確分離。在工作中，當氣量變化較大時，脫乙烷塔溫度調節閥時常處于頻繁啟閉狀態，使塔釜溫度控制誤差大，影響了輕烴的質量和產量。為了讓調節閥工作穩定，通過調節脫乙烷塔的進料調節閥比例積分，保持進料平穩；調整膨脹機入口壓力、增壓機出口壓力和膨脹機進口壓力調控膨脹機轉速，以降低膨脹機出口溫度；平穩調節脫乙烷塔塔釜溫度，確保精準控制。通過精細調節，脫乙烷塔塔釜溫度調節誤差由之前的3℃～5℃控制到1℃～2℃，膨脹機在最佳工況下運行，且進料平穩，平均日增輕烴0.5t～1.5t。

保證系統壓力細控微調。由于原料氣組分變化、回流氣壓力變化等原因，崗位人員必須根據裝置系統壓力變化及時調整裝置進氣壓力，以保證系統壓力平穩。崗位員工根據來氣壓力變化，及時、合理地調控低溫分離器氣相出口旁通閥開度，在保證膨脹機平穩運轉的基礎上，將系統壓力控制在1.85MPa左右，有效提升天然氣液化率。

控制好再生分子篩溫度，確保深度脫水。岔一聯合站用分子篩干燥器對天然氣進行深度脫水。在操作中，當分子篩再生氣壓差保持在0.1MPa～0.15MPa時，再生爐出口溫度控制在270℃～330℃，并能保證分子篩出口溫度在170℃～230℃時恒溫達到3小時，此時的分子篩再生效果最佳，原料氣能達到最佳的深度脫水效果。崗位員工精心調控溫度，根據外輸壓力變化及時調整再生分子篩首尾線壓差，控制好爐膛溫度和再生溫度，以確保最佳脫水效果。

2.3 革新改造，保障設備運轉率

岔一聯合站從工藝流程改造、設備容器革新上，提質增效，提高輕烴收率。

（1）對膨脹機油壓加裝自力式調壓閥。膨脹機的密封氣是為了防止原料氣中竄入潤滑油而起密封作用的。在操作中，膨脹機的油壓要低于密封氣壓力0.1～0.15MPa。密封氣壓力源自低溫分離器壓力調節閥前，由于氣量變化，系統壓力波動，造成密封氣壓力波動，引起油壓波動。對膨脹機油壓加裝自動調壓閥，膨脹機潤滑油壓力調節閥改造如圖3所示，通過加裝的自動調節閥實現自動調節，使油壓與氣密氣壓力控制平穩，膨脹機轉速高且保持穩定，制冷效果好，增加產量。防止員工不斷到現場手動調試，出現不調節或調節不及時現象。

 

圖3 膨脹機潤滑油壓力調節閥改造

（2）改造二級分離器液相出口，減少凍堵。凍堵是生產中經常發生的生產異常狀況。二級分離器是輕烴生產的重要容器，它既為原料氣進行油水分離，又為輕烴處理提供液相進料。原二級分離器積液包與容器相連的兩側有部分凸出，使積液不能全部排至積液包內，同時液相出口太低，油水界面低易將水帶入脫乙烷塔，塔釜再沸器將水蒸發至塔頂冷凝器，引起塔頂冷凝器出口凍堵。對液相出口進行改造，將積液包兩側部分凸出切割豁口，讓水能全部流入積液包。將二級分離器液相出口在原有的基礎上加高10cm，有效防止油水界面的水通過液相出口管線進入脫乙烷塔。這樣大大減少原料氣水分帶入脫乙烷塔，防止凍堵現象發生，減少因凍堵而造成的影響。二級分離器液相出口改造如圖4所示，左圖為改造前，右圖為改造后。

（3）對污水排放系統集中改造。以前，岔一聯合站氣區將天然氣處理后的污水排放至氣區液下池，既造成天然氣對環境的污染，又給生產安全、人員安全帶來威脅。同時，壓縮系統排液和凈化裝置區污水排放帶出的輕烴無法回收。為此，對污水排放系統進行集中改造，污水在排放過程中，實現密閉排放，減少環境污染及安全隱患，并集中回收輕烴及天然氣。改造工作與氣區年度檢修同步進行，以密閉改造為主，涉及二級分離器、低壓分離器等共計10處。排放的氣體進入大罐收氣裝置回收；輕烴及污水通過管道泵，進入油區沉降罐分離，然后進入原油儲罐回收。

（4）對脫乙烷塔防凍堵流程進行改造。由于脫乙烷塔再沸器內部結構設計存在缺陷，造成塔器內水蒸氣含量高，導致塔頂冷凝器出口管線和脫乙烷塔回流U型管線水化物凍堵，使脫乙烷塔塔頂回流量過少，塔頂溫度無法滿足工藝要求，減少了輕烴回收率。同時，由于凍堵頻繁，導致甲醇用量非常大，既給操作員工增加了勞動強度，又影響生產安全。

崗位員工通過在脫乙烷塔回流罐的U形管底部加裝放空閥（如圖5閥3所示），放空閥前后設控制閥（如圖5閥1、閥2所示），將脫乙烷塔系統內的冷凝水在U形管底部排出，有效減少塔頂冷凝器出口和U型管處的水化物凍堵，使塔頂溫度滿足工藝要求，提高輕烴回收率，減少甲醇用量。改造示意圖如圖5所示。經改造后，每月增產輕烴1t，月節省甲醇170kg。

  

圖5 脫乙烷塔改造示意圖

3 結語

在生產中，崗位員工不斷摸索天然氣處理工藝，探索提高輕烴產量、質量的方法和措施。通過優化裝置處理區的各種參數，對所有設備點位進行有效磨合，以達到提高輕烴產品的數量和質量的目標。集思廣益，群策群力，大力推進征集合理化建議和創新創效“金點子”活動，鼓勵崗位員工為企業高質量發展獻計獻策，并通過年度檢修，將員工提出的優質合理化建議細化落實，大大提高輕烴收率。

 

參考文獻

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作者簡介：周洪（1974—），男，河北霸州人，研究方向：天然氣處理。

 

On the Ways to Improve the Yield of Light Hydrocarbons

ZHOU Hong,TAO Shuai,YUE Yong,HU Rong,ZHAO Fuyun

(The Second Oil Production Plant of North China Oilfield Company, Langfang  Hebei  065700)

Abstract:In recent years, with the gradual decline of petroleum resources, it has brought severe test to oil and gas production enterprises. As managers and operators of natural gas treatment, we should make full use of limited resources and increase the yield of light hydrocarbons with low investment. So what are the ways to improve the yield of light hydrocarbon in actual production? Taking the Cha-one combined station in Xiong'an oil production area of the Second Oil Production Plant of Huabei Oilfield Company as an example, this paper analyzes various ways to improve the light hydrocarbon yield from the factors affecting the light hydrocarbon yield. The aim is to provide reference for the sustainable development of related industries.

Key words:optimizing parameters;improving light hydrocarbon yield;reasonable blending;process modification