天然氣輕烴回收優(yōu)化的研究

2015年第2期工業(yè)、生產(chǎn)天然氣輕烴回收優(yōu)化的研究李寶琦朱砂張文博李學(xué)凱哈爾濱石油學(xué)院黑龍江 哈爾濱150027摘要:對油田現階段普遍采用的天然氣回收冷換設備進(jìn)行了優(yōu)化;其次調節膨脹機出口壓力和脫乙烷塔溫度，分析其對輕烴回收率的影響，尋找相對最優(yōu)的參數，以達到提高天然氣輕烴回收率的最終目的。關(guān)鍵詞:輕烴;透平膨脹機;冷換設備;優(yōu)化Research of Optimizing in Recycle of Light Hydrocarbon of Natural GasLi Baoqi, Zhu Sha, Zhang Wenbo, Li XuekaiHarbin Petroleum Institute, Harbin 150027, ChinaAbstract: Cooler used in recycling of natural gas in oilfeld was optimized at present. Then the temperature of the dethanizer and thepressure of expander outlet was adjusted. The influence on the recovery of light hydrocatbon was analyzed,and it was tried to seek the optimalparameters in order to improve the recovery of light hydrocarbon in natural gas.Keywords: light hydrocarbon; turbo expander; cooler; optimizing提高天然氣輕烴回收率，不僅提升整個(gè)天然氣回收工藝的天然氣冷換設備能夠有效降低能耗。近兩年來(lái)，天然氣冷換經(jīng)濟效益，還能帶動(dòng)整個(gè)天然氣開(kāi)采業(yè)發(fā)展，本文從宏觀(guān)和微設備中使用的空冷器發(fā)展非常迅速。針對吉林地理位置與大觀(guān)兩個(gè)角度對天然氣輕烴回收率低、能耗高的問(wèn)題進(jìn)行了分析慶地理位置相似的特點(diǎn)，吉林油田宜采用2013年由大慶石化和研究，找出了影響回收率的主要因素，并提出提高輕烴回收公司機械廠(chǎng)研發(fā)出的表面蒸發(fā)式空冷器，空冷器應用到實(shí)際率與降低能耗的方法。中，能夠實(shí)現溫度低、耗能少、對環(huán)境污染降到最低。雖然1國內外天然氣輕烴回收發(fā)展現狀設備所需面積過(guò)大，前期的投資略高，但根據相關(guān)的資料顯示，新型空冷設備與老型相比，僅電能就可節約60%加之其1.1 國內發(fā)展現狀國內提高天然氣輕烴回收的技術(shù)在不斷的發(fā)展。2011他節約的耗能，每年可為企業(yè)節省百萬(wàn)。在降低能耗的同時(shí)年，羅琴通過(guò)HYSYS軟件的模擬計算，確定了回收天然氣輕還能提高整體的經(jīng)濟效益。綜上所述，吉林油田適合對冷換烴最優(yōu)工藝條件,進(jìn)而有效提高了輕烴回收率; 2012年， 王設備進(jìn)行更換。玉寶通過(guò)對天然氣淺冷裝置輕烴冷量回收技術(shù)研究，提出了2.2透平膨脹制冷劑的優(yōu)化回收500#淺冷裝置的輕烴和外輸氣冷量的優(yōu)化方案，該技術(shù)通過(guò)研究發(fā)現，天然氣輕烴回收裝置回收率偏低的主節約了制冷機組電耗和循環(huán)冷卻水; 2013年，王乙濤通過(guò)對要因素還是在于系統壓力和冷凝溫度。對于冷凝溫度的控伴生氣(輕烴回收工藝進(jìn)行分析，在工藝流程優(yōu)化、設備選型制，可主要優(yōu)化透平膨脹機制冷裝置，但如果一味的追求和設計上提出了改進(jìn)方案。NGL的回收率，裝置的耗能也會(huì )隨之提高，總體上并不能使經(jīng)濟效益得到提升，這與油田生產(chǎn)主旨背道而馳，因此1.2 國外發(fā)展現狀比較而言國外天然氣輕烴回收技術(shù)比國內要領(lǐng)先許多。選擇將裝置的總耗能和丙烷組分回收量的最小比值為優(yōu)化OUP公司發(fā)布的UOP Separex TM Flux' 技術(shù)能夠處理大容量氣體，進(jìn)而有效降低了設備耗能; MTR公司發(fā)布的LPG- -SepTM技目前的研究主要集中于膨脹機出口壓力和脫乙烷塔塔底術(shù)能直接在井口氣中回收輕烴，從而能減少資源浪費和因火炬溫度對丙烷回收率的影響，結合大慶油田和吉林油田的實(shí)際放空而造成的環(huán)境污染。Toyo研發(fā)的COREFLUXTM技 術(shù)能高效情況和東北地區冬季溫度偏低等因素，我們將膨脹機出口壓力(膨脹機出口溫度-103° )和脫乙烷塔塔底溫度選作優(yōu)化變的從煉油尾氣和油田伴生氣中回收LPG,能耗也較低。目前，國內越來(lái)越重視對天然氣輕烴回收技術(shù)的研究，量，膨脹機出口壓力的增加、脫乙烷塔塔底溫度的降低都有通過(guò)借鑒國外相關(guān)技術(shù)和不斷的自主研發(fā)，國內的天然氣輕利于實(shí)現優(yōu)化目的，當兩個(gè)變量同時(shí)改變時(shí)，可以實(shí)現裝置烴回收技術(shù)已經(jīng)取得了較大進(jìn)步，但仍然存在回收率偏低的總耗能與回收丙烷組分回收量的比值最小。技術(shù)問(wèn)題，主要原因還是在于回收工藝不夠優(yōu)化，機組運行在不同膨脹機出口壓力和脫乙烷塔底溫度條件下，滿(mǎn)足優(yōu)化目標時(shí)對應的優(yōu)化變量值和優(yōu)化目標值如表1可以看出，優(yōu)參數不標注?；兞窟_到最小值即優(yōu)化后的膨脹機出口壓力為1.1Mpa，脫乙2天然氣輕烴回收工藝的優(yōu)化烷塔塔底溫度為34C。優(yōu)化后的丙烷組分收率為91.82%，液化2.1天然氣輕烴冷換設備的優(yōu)化氣產(chǎn)量為24.581/d,輕油產(chǎn)量2.73u/d,組成見(jiàn)表2。優(yōu)化后主要目前油田的冷換設備相對都比較落后，耗能高，而使用工藝操作參數見(jiàn)表3。(下轉第8頁(yè))工業(yè)、生產(chǎn)2015年第2期3)控制R201密度遞增值每分鐘不超過(guò)2 kg/m'，調節乙烯進(jìn)聚合物在造粒過(guò)程的降解。料量，控制乙烯進(jìn)料速率。4) 控制R201溫度增加值不超過(guò)1表5生產(chǎn)無(wú)規共聚PP T5015時(shí)最終乙烯含量和乙烯加入量及其配比C，調節乙烯進(jìn)料量?？刂品磻俣?。乙烯加入量/ η (CH) /n n (H2) /n最終乙烯 含表4 乙烯含量與產(chǎn)品強度關(guān)系(kg●h')(CHI+CH) .(CH)量，%懸臂梁缺口沖擊強度(23拉伸屈服強154. 250.450.0401.99乙烯質(zhì)量分數，%_ C)/ (kJ.m3) _度MPa160.940.440. 0351.782.35.0153. 590. 0401. 890.63.531.0154. 781. 880.4.30.35.28.4(3)優(yōu)化聚合工段的工藝參數，調整R201的乙烯進(jìn)料3.16.826.0量，控制液相中乙烯濃度在50% ~55%，乙烯質(zhì)量分數為12.020.3≥7%。產(chǎn)品抗沖擊性能強度達到客戶(hù)要求。PP T5015滿(mǎn)足質(zhì)R201的反應條件決定了最終產(chǎn)品中的抗沖擊性能，在生量指標要求，得到市場(chǎng)認可。產(chǎn)中，通過(guò)控制加入到R201中乙烯量和調整R201的反應條件，使產(chǎn)品性能達到指標要求。通過(guò)控制R201內乙烯/ (乙烯參考文獻+丙烯)的摩爾比和氫氣與丙烯的摩爾比來(lái)確保反應條件。試[1]洪定一. 聚丙烯-原理、工藝與技術(shù)[M]. 北京:中國生產(chǎn)最終乙烯含量與乙烯加人量及其配比的關(guān)系見(jiàn)表5。石化出版社,2011 :270-274.[2] 內羅●帕斯奎尼.聚丙烯手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出3結論反社,208 :250- -253.( 1)通過(guò)調整反應器中氫氣加入量，可較好地控制產(chǎn)品[3) 羅招灰,蔣善君.高剛性抗沖聚丙烯的開(kāi)發(fā)U]. 合成樹(shù)的MFR。脂及塑料,24,2007,24(1):6-8.[4]闞林,夏華.PP管材專(zhuān) 用樹(shù)脂的生產(chǎn)開(kāi)發(fā)0].合成樹(shù)脂(2)通過(guò)使用高效抗氧劑及調整簡(jiǎn)體操作溫度，可防止及塑料,2005,22 (5):21-23.(上接第1頁(yè))表1優(yōu)化計算數據作參數，在滿(mǎn)足優(yōu)化目標最優(yōu)時(shí)使丙烷的組分回收率達到91.82%，實(shí)現了在減少能耗的同時(shí)，提高了丙烷的回收率。優(yōu)化變量1壓力(MPa) 0.5 0.71.1.3天然氣輕烴回收是一項巨大產(chǎn)業(yè)，而如何提高輕烴回收溫度(C) 3735333437率是實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要面對的一-項重要任務(wù)。 本文根據現場(chǎng)的實(shí)際情況，通過(guò)對影響輕烴回收率的相關(guān)因素進(jìn)行研OPT (kJ/mol) 141.67 128.39 112.63 119.74 124.21究，得出以下結論:表2 LPG和輕油產(chǎn) 晶組成(mol%)(1 )空冷器雖然投資高，但將其用于油田的天然氣輕烴組分C，C2 C3 iC, nC， iC。 nCs C。CO2N2冷換設備中，既滿(mǎn)足節能環(huán)保的要求，又能提升天然氣輕烴回收率升。LPG 0 4.67 45.32 34.20 10.52 1.63 1.10 0.11 0 0(2)當裝置總耗能和丙烷的回收組分之比達最小比值，輕油0 0 0.47 6.825.4918.1225.9441.45 00丙烷的回收率可達91.82%，實(shí)現了在提高丙烷回收率的同時(shí)減少能耗的目的。表3優(yōu)化后主要工藝操作參數操作參數溫度(C)壓力(MPa)[1] Dehghani, Kaveh, Ehrlich. Evaluation of Steam Injection低溫分離器-702.6Process in Light Oil Reservoir. 49016 -MS 1998 :279- -291.膨脹機出口-103[2] 付秀勇，對輕烴回收裝置直接換熱工藝原理的認識與分析[M].石油與天然氣化工，2008-01-008 :18- -23.干氣增壓機進(jìn)口531.2[3]李仁科，提高輕烴回收率工藝參數研究[C].碩士.脫乙烷塔塔頂脫乙烷塔塔底1.1[4]黃禹忠，輕烴回收工藝過(guò)程模擬研究[C]. 碩士.液化氣塔塔頂液化氣塔塔底1391.4[5] H. A. Ferguson, S. A. Mehta. Oxidation Studies ofLight Hydrocarbons For Undertbalanced Dilling Safety. 2003- -226通過(guò)相關(guān)的優(yōu)化計算得出了回收裝置主要設備的優(yōu)化操2003.