輕烴回收畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外以節(jié)能降耗、提高液烴收率及減少投資為目的，對(duì)NGL回收裝置的工藝方法進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，出現(xiàn)了許多新的工藝技術(shù)從天然氣中回收的輕烴是優(yōu)質(zhì)的燃料，也是寶貴的化工原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。冷凝分離工藝是利用原料氣中各組分冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過(guò)程中依次將較高沸點(diǎn)的組分冷凝分離出來(lái) 該工藝需要

2、提供較低溫位的冷量，使原料氣降溫．具有工藝流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、回收率高的特點(diǎn)， 目前在輕烴回收技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　從天然氣中回收的輕烴是優(yōu)質(zhì)的燃料，也是寶貴的化工原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文通過(guò)采用通過(guò)防堵凍工藝的重要性來(lái)說(shuō)明防堵凍工藝的必要性和原料氣的組成來(lái)設(shè)計(jì)合理的防堵凍工藝和．在工藝設(shè)計(jì)中，針對(duì)不同的原料狀況，應(yīng)積極采用和開(kāi)發(fā)新工藝、新技術(shù)以達(dá)到節(jié)能降耗、提高輕烴收率、減少投資的目

3、的和通過(guò)各工廠的防堵凍工藝的設(shè)計(jì)當(dāng)做自己設(shè)計(jì)的研究對(duì)象的方法來(lái)進(jìn)行100萬(wàn)方/天輕烴回收裝置工藝設(shè)計(jì).。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 輕烴回收 冷換 回收率 節(jié)能措施</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1技術(shù)

4、背景及市場(chǎng)前景1</p><p>　　一 輕烴回收工藝技術(shù)發(fā)展概況：1</p><p>　　二 膨脹機(jī)制冷法工藝技術(shù)的發(fā)展1</p><p>　　1. 氣體過(guò)冷工藝(GSP)及液體過(guò)冷工藝(LSP)1</p><p>　　2. 直接換熱(DHX)法1</p><p>　　(一) 冷劑制冷法工藝技術(shù)的發(fā)展2&

5、lt;/p><p>　　(二) 油吸收法的發(fā)展3</p><p>　　1.2輕烴回收技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向3</p><p>　　1.2.1國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.2工藝軟件應(yīng)用4</p><p>　　1.2.3部分設(shè)備工藝簡(jiǎn)介4</p><p>　　1.2.4原料氣脫水技

6、術(shù)5</p><p>　　1.2.5冷換技術(shù)5</p><p>　　1.2.6橇裝化技術(shù)5</p><p>　　1.3 任務(wù)的提出6</p><p>　　1.3.1 研究的問(wèn)題6</p><p>　　1.3.2設(shè)計(jì)的目的和意義6</p><p>　　2 相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)介7</p

7、><p>　　2.1、發(fā)展輕烴回收技術(shù)的措施7</p><p>　　2.2、輕烴回收常規(guī)制冷工藝流程：7</p><p>　　2.3、輕烴回收LSP技術(shù)改進(jìn)工藝流程：8</p><p>　　2.4、低溫分離法流程10</p><p>　　2.5、工藝流程的七個(gè)環(huán)節(jié)10</p><p>&l

8、t;b>　　3.總體設(shè)計(jì)11</b></p><p>　　3.1煉油廠有關(guān)裝置常規(guī)輕烴回收流程11</p><p>　　3.2有壓縮機(jī)和不設(shè)壓縮機(jī)兩種流程的探討12</p><p>　　3.3吸收塔吸收油的選擇12</p><p>　　3.4干氣抽出位置的探討12</p><p>　　3.5

9、脫硫部分探討13</p><p>　　3.6熱源選擇及換熱流程優(yōu)化13</p><p>　　4. 詳細(xì)設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 裝置實(shí)際運(yùn)行情況14</p><p>　　4.2提高輕烴回收裝置液烴收率16</p><p>　　4.2.1目前輕烴回收裝置16</p><p>

10、;　　4.2.2提高液烴回收率的措施17</p><p>　　4.3 常壓裝置基準(zhǔn)能耗計(jì)算與節(jié)能分析19</p><p>　　4.3.1常壓裝置19</p><p>　　4.3.2 常壓裝置基準(zhǔn)能耗計(jì)算19</p><p>　　4.4 裝置節(jié)能潛力分析與節(jié)能措施20</p><p>　　4.4.1加熱爐排煙溫

11、度較高20</p><p>　　4.4.2換熱終溫較低20</p><p>　　4.4.3電脫鹽120℃的高溫?zé)崴蠢?0</p><p>　　4.4.4低溫?zé)嵛蠢?0</p><p><b>　　5.結(jié)論21</b></p><p><b>　　致謝22</b&g

12、t;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1技術(shù)背景及市場(chǎng)前景</p><p>　　一、輕烴回收工藝技術(shù)發(fā)展概況：</p><p>　　自20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外以節(jié)能降耗、提高液烴收率

13、及減少投資為目的，對(duì)NGL回收裝置的工藝方法進(jìn)行了一系歹¨的改進(jìn)，出現(xiàn)了許多新的工藝技術(shù)。大致說(shuō)來(lái)，有以下幾個(gè)方面。</p><p>　　(一) 膨脹機(jī)制冷法工藝技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　1. 氣體過(guò)冷工藝(GSP)及液體過(guò)冷工藝(LSP)</p><p>　　1987年Ovaoff工程公司等提出的GSP及LSP是對(duì)單級(jí)膨脹機(jī)制冷工藝(ISS)和多級(jí)

14、膨脹機(jī)制冷工藝(MTP)的改進(jìn)。典型的GSP及LSP流程分別見(jiàn)圖1.1。</p><p>　　GSP是針對(duì)較貧氣體(c；烴類含量按液態(tài)計(jì)小于400mL/m3)、LSP是針對(duì)較富氣體(C2+烴類含量按液態(tài)計(jì)大于400mL/m3)而改進(jìn)的NGL回收方法。表5-10列出了處理量為283×104m3/d的NGL回收裝置采用ISS、MTP及GSP等工藝方法時(shí)的主要指標(biāo)對(duì)比。</p><p>

15、;　　表1.1 ISS、MTP及GSP主要指標(biāo)對(duì)比 </p><p>　　EJC天然氣（煤層氣）與管道網(wǎng)美國(guó)GPM氣體公司Goldsmith天然氣處理廠NGL回收裝置即在改造后采用了GSP法。該裝置在1976年建成，處理量為220×104m3/d，原采用單級(jí)膨脹機(jī)制冷法，1982年改建為兩級(jí)膨脹機(jī)制冷法，處理量為242×104m3/d，最高可達(dá)310×104m3/d，但其乙烷收率僅為

16、70%。之后改用單級(jí)膨脹機(jī)制冷的GSP法，乙烷收率有了明顯提高，在1995年又進(jìn)一步改為兩級(jí)膨脹機(jī)制冷的GSP法，設(shè)計(jì)處理量為380×104m3/d，乙烷收率(設(shè)計(jì)值)高達(dá)95%。</p><p>　　2. 直接換熱(DHX)法</p><p>　　DHX法是由加拿大埃索資源公司于1984年首先提出，并在JudyCreek廠的NGL回收裝置實(shí)踐后效果很好，其工藝流程見(jiàn)圖5-18。

17、</p><p>　　圖中的DHX塔(重接觸塔)相當(dāng)于一個(gè)吸收塔。該法的實(shí)質(zhì)是將脫乙烷塔回流罐的凝液經(jīng)過(guò)增壓、換冷、節(jié)流降溫后進(jìn)入DHX塔頂部，用以吸收低溫分離器進(jìn)該塔氣體中的C3+烴類，從而提高C3+收率。將常規(guī)膨脹機(jī)制冷法(ISS)裝置改造成DHX法后，在不回收乙烷的情況下，實(shí)踐證明在相同條件下C3+收率可由72%提高到95%，而改造的投資卻較少。</p><p>　　我國(guó)吐哈油田有一

18、套由Linde公司設(shè)計(jì)并全套引進(jìn)的NGL回收裝置，采用丙烷制冷與膨脹機(jī)聯(lián)合制冷法，并引入了DHX工藝。該裝置以丘陵油田伴生氣為原料氣，處理量為120×104m3/d，由原料氣預(yù)分離、壓縮、脫水、冷凍、凝液分離及分餾等系統(tǒng)組成。工藝流程見(jiàn)圖5-19。</p><p>　　該裝置由于采用DHX工藝，將脫乙烷塔塔頂回流罐的凝液降溫至-51℃后進(jìn)入DHX塔頂部，用以吸收低溫分離器來(lái)的氣體中C3+烴類，使C3+收

19、率達(dá)到85%以上。</p><p>　　石油大學(xué)(華東)通過(guò)工藝模擬軟件計(jì)算表明，與單級(jí)膨脹機(jī)制冷法相比，DHX工藝C3收率的提高幅度主要取決于氣體中C1/C2體積分?jǐn)?shù)之比，而氣體中C3烴類含量對(duì)其影響甚小。氣體中C1/C2之比越大，DHX工藝C3收率提高越小，當(dāng)C1/C2之比大于12.8時(shí)，C3收率增加很小。吐哈油田丘陵伴生氣中C1含量為67.61%(體積分?jǐn)?shù))，C2含量為13.51%(體積分?jǐn)?shù))，C1/C2之

20、比為5，故適宜采用DHX工藝。</p><p>　　在引進(jìn)該工藝的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)化和改進(jìn)，普遍采用膨脹機(jī)制冷+DHX塔+脫乙烷塔的工藝流程。DHX塔的進(jìn)料則有單進(jìn)料(僅低溫分離器分出的氣體經(jīng)膨脹機(jī)制冷后進(jìn)入塔底)和雙進(jìn)料(低溫分離器分出的氣體和液體最終均進(jìn)入DHX塔)之分。目前國(guó)內(nèi)已有數(shù)套這樣的裝置在運(yùn)行，其中以采用DHX塔單進(jìn)料的工藝居多。</p><p>　　福山油田第二套NGL回

21、收裝置采用了與圖5-19類似的工藝流程，原料氣為高壓凝析氣，C1/C2之比約為3.5，處理量為50×104m3/d，C3收率設(shè)計(jì)值在90%以上。該裝置在2005年建成投產(chǎn)，C3收率實(shí)際最高值可達(dá)92%。</p><p>　　(二) 冷劑制冷法工藝技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　混合冷劑制冷(MRC)法采用的冷劑可根據(jù)冷凍溫度的高低配制冷劑的組分與組成，一般以乙烷、丙烷為主。當(dāng)壓力

22、一定時(shí)，混合冷劑在一個(gè)溫度范圍內(nèi)隨溫度逐漸升高而逐步氣化，因而在換熱器中與待冷凍的天然氣溫差很小，故其效率很高。當(dāng)原料氣與外輸干氣壓差甚小，或在原料氣較富的情況下，采用混合冷劑制冷法工藝更為有利。該法具有以下特點(diǎn)：</p><p>　?、?在膨脹機(jī)制冷法中，高壓天然氣經(jīng)膨脹機(jī)制冷后壓力降低。如果商品氣要求較高壓力，則需將膨脹后的低壓干氣再壓縮，故其能耗是相當(dāng)可觀的。PetroFlux法壓降較小，原料氣經(jīng)處理后可獲

23、得較高壓力的商品氣，并可利用中、低壓天然氣為原料氣，獲得較高的凝液收率。</p><p>　?、?回流換熱器的運(yùn)行壓力高于透平膨脹機(jī)制冷法中穩(wěn)定塔的壓力，因而提高了制冷溫度，降低了能耗。</p><p>　?、?PetroFlUX法中換熱器的傳熱溫差普遍比透平膨脹機(jī)制冷法中換熱器溫差小很多，因而明顯提高了換熱系統(tǒng)的炯效率。</p><p>　　(三) 油吸收法的發(fā)展

24、</p><p>　　馬拉(Mehra)法是近年來(lái)發(fā)展的一種油吸收法的改進(jìn)工藝，其實(shí)質(zhì)是用其他物理溶劑(例如N-甲基毗咯烷酮)代替吸收油，吸收原料氣中的C2+或C3+烴類后采用閃蒸或汽提的方法獲得所需的乙烷、丙烷等。馬拉法借助于所采用的特定溶劑及不同操作參數(shù)，可回收C2+、C3+、C4+或C5+等。例如，乙烷及丙烷的收率可依市場(chǎng)需要，分別為2%～90%和2%～100%。這種靈活性是只能獲得寬餾分凝液的透平膨脹機(jī)所

25、不能比擬的。</p><p>　　馬拉法又可分為抽提-閃蒸法和抽提-汽提法兩種流程。此法的特點(diǎn)是選擇性能良好的物理溶劑，并且靠調(diào)節(jié)抽提-汽提塔塔底富溶劑泡點(diǎn)來(lái)靈活地選擇NGL產(chǎn)品中較輕組分的含量。馬拉法還可與冷劑(丙烷)制冷法結(jié)合，采用本法生產(chǎn)的C5+(相對(duì)分子質(zhì)量控制在70～90)為溶劑</p><p>　　1.2輕烴回收技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向</p><p>　　

26、從天然氣中回收的。輕烴是優(yōu)質(zhì)的燃料，也是寶貴的化工原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。冷凝分離工藝是利用原料氣中各組分冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過(guò)程中依次將較高沸點(diǎn)的組分冷凝分離出來(lái) 該工藝需要提供較低溫位的冷量，使原料氣降溫．具有工藝流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低、回收率高的特點(diǎn)， 目前在輕烴回收技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　1.2.1國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p><b>　　1 工

27、藝方法</b></p><p>　　目前國(guó)產(chǎn)化裝置采用的主要工藝方法有冷劑循環(huán)制冷、膨脹制拎和混合制冷。</p><p>　　(1)制冷有氨、氟里昂、丙烷循環(huán)制冷。氨和氟里昂已被逐漸淘汰 丙烷冷劑壓縮循環(huán)制冷屬新開(kāi)發(fā)應(yīng)用的制冷工藝，制冷溫度為一35一一30℃ ， 制冷系數(shù)較大，丙烷冷劑可由輕烴回收裝置自行生產(chǎn)，無(wú)刺激性氣味，該工藝將在我國(guó)廣泛應(yīng)用。</p><

28、;p>　　(2)采用膨脹制冷法的工藝裝置國(guó)內(nèi)有膨脹機(jī)制冷和熱分離機(jī)制冷兩種方法 大多數(shù)裝置采用中低壓小膨脹比的單級(jí)膨脹機(jī)制冷技術(shù)，膨脹比小(2—4)，制冷溫度一般為一50。C，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，工藝技術(shù)成熟，膨脹機(jī)制冷工藝得到了廣泛的應(yīng)用。目前國(guó)產(chǎn)化裝置以回收LPG 為主，C3平均回收率不足60％，深冷裝置少，膨脹制冷工藝流程單一，國(guó)產(chǎn)裝置大多數(shù)是采用ISS(標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)單級(jí))膨脹制冷工藝。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的熱分離機(jī)制冷技術(shù)，由于熱分離效率低

29、、適應(yīng)性差、技術(shù)性能差、質(zhì)量不過(guò)關(guān)等原因，在我國(guó)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段。</p><p>　　(3)國(guó)外淺冷裝置廣泛采用丙烷制冷工藝，在美國(guó)和加拿大多用于處理c；含量較多的伴生氣，處理量為2～20萬(wàn)／21 ／d。國(guó)外深冷裝置采用的制冷工藝有復(fù)疊式制冷法、膨脹制冷法和膨脹制冷與冷劑制冷相結(jié)合的混合制冷法。自70年代以來(lái)，國(guó)外節(jié)能降耗、提高液烴收率，對(duì)輕烴回收裝置進(jìn)行了一系列改進(jìn)， 出現(xiàn)許多新工藝，如氣體過(guò)冷工藝(GSP

30、)、液體過(guò)冷工藝(LSP)、直接換熱工藝(DHX)、混合冷劑制冷工藝等。國(guó)外的輕烴回收裝置，大多數(shù)是以回收C2為目的深冷裝置，C2收率可達(dá)85％ 以上．并實(shí)現(xiàn)橇裝化， 自動(dòng)化程度較高。</p><p>　　1.2.2工藝軟件應(yīng)用</p><p>　　代以來(lái)，我國(guó)引進(jìn)了先進(jìn)的石油化工流程模擬軟件，主要軟件有ASPEN PLUS大型石油化工流程模擬軟件、PROcEss化工軟件、HYSIM 工藝

31、流程模擬軟件。通過(guò)消化吸收，基本掌握工藝計(jì)算軟件的應(yīng)用技巧，但軟件的許多功能還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)，在計(jì)算方法上有一定的盲性，缺乏填料塔水力學(xué)計(jì)算和多流道冷箱設(shè)計(jì)計(jì)算的軟件。</p><p>　　1.2.3部分設(shè)備工藝簡(jiǎn)介</p><p>　　在整個(gè)輕烴回收階段中的冷源系統(tǒng)可根據(jù)工程當(dāng)?shù)厮Y源的情況決定采用空冷或水冷方式，根據(jù)電力情況壓縮機(jī)可采用國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口名牌壓縮機(jī)；冷源系統(tǒng)換熱器采用我公司專利設(shè)

32、備（專利號(hào)：ZL01263983.4；ZL01263985.0；ZL200420029949.6；ZL200420029951.3；ZL200420085275.1）</p><p>　　設(shè)備特點(diǎn)：專利機(jī)組在結(jié)構(gòu)形式上已被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局定為非壓力容器，更能保障安全生產(chǎn)的需要，不受國(guó)家管理機(jī)構(gòu)的管理和年檢。</p><p>　　在天然氣流量不穩(wěn)定的情況下，機(jī)組可自身調(diào)節(jié)負(fù)荷變化，并且輸入功率

33、隨之變化，從而達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的，在已實(shí)施的項(xiàng)目中在保證輕烴收率的情況下，最大的可節(jié)能50%以上。</p><p>　　回收工藝中的換熱部分換熱流程很長(zhǎng)，并且有充分的擾流措施，充分接觸換熱，增大回收率。</p><p>　　獨(dú)特的除濕工藝流程，充分利用冷卻除濕和其它工藝過(guò)程中產(chǎn)生的冷凝熱量來(lái)進(jìn)行吸附除濕的分子篩再生，減少鍋爐等供熱設(shè)備的投入。</p><p>　　回

34、收工藝中深冷設(shè)備全部采用環(huán)保制冷劑，可根據(jù)載冷冷媒溫度自動(dòng)調(diào)整負(fù)荷量，控制方面可選用PLC自動(dòng)控制或單片機(jī)智能控制器。</p><p>　　1.2.4原料氣脫水技術(shù)</p><p>　　目前國(guó)產(chǎn)輕烴回收裝置大多數(shù)采用分子篩脫水方法，在中深冷裝置中全部用分子篩脫水方法。國(guó)外常用的脫水方法主要有三甘醇脫水法、分子篩脫水法和噴注甲醇或乙二醇防凍脫水法。深冷裝置多采用分子篩脫水法或分子篩脫水與其它

35、脫水方式相結(jié)合的方法。</p><p><b>　　1.2.5冷換技術(shù)</b></p><p>　　板翅式換熱器作為主要冷換設(shè)備，在國(guó)產(chǎn)裝置中已得到廣泛應(yīng)用。板翅式換熱器具有占地面積小、絕熱材料少、安裝費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)，且具有較小的換熱溫差、傳熱效率高、可最大限度地進(jìn)行能量回收利用，以降低能耗，簡(jiǎn)化流程。國(guó)內(nèi)合金鋁板翅式換熱器處于開(kāi)發(fā)、研制階段，規(guī)格少、價(jià)格較高、流道較少

36、。而國(guó)外生產(chǎn)的板翅式換熱器，換熱差小(3～5℃)、流道多(6股以上)。</p><p>　　1.2.6橇裝化技術(shù)</p><p>　　國(guó)內(nèi)橇裝化技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用受國(guó)產(chǎn)設(shè)備和運(yùn)輸條件的限制，橇塊的數(shù)量多，單塊重量小于國(guó)外。受國(guó)內(nèi)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等制約．占地面積比國(guó)外大。目前國(guó)產(chǎn)橇裝裝置的單套規(guī)模在10萬(wàn)m3／d左右，而國(guó)外橇裝規(guī)?？蛇_(dá)80萬(wàn)m3,'d以上。</p><

37、;p><b>　　1.3 任務(wù)的提出</b></p><p>　　1.3.1 研究的問(wèn)題</p><p><b>　　1.研究問(wèn)題：</b></p><p>　　本課題主要是研究輕烴回收裝置工藝設(shè)計(jì)中防凍堵工藝。所以設(shè)計(jì)要合理化，在設(shè)計(jì)方案中還要考慮經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，安全問(wèn)題等。</p><p>　　

38、1.3.2設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　1.擬采用的研究手段：</p><p>　　1.通過(guò)防堵凍工藝的重要性來(lái)說(shuō)明防堵凍工藝的必要性。 </p><p>　　2.通過(guò)原料氣的組成來(lái)設(shè)計(jì)合理的防堵凍工藝</p><p>　　3．在工藝設(shè)計(jì)中，針對(duì)不同的原料狀況，應(yīng)積極采用和開(kāi)發(fā)新工藝、新技術(shù)以達(dá)到節(jié)能降耗、提高輕烴收率、減少投資的

39、目的。</p><p>　　4.通過(guò)各工廠的防堵凍工藝的設(shè)計(jì)當(dāng)做自己設(shè)計(jì)的研究對(duì)象。</p><p><b>　　2 相關(guān)知識(shí)的簡(jiǎn)介</b></p><p>　　2.1、發(fā)展輕烴回收技術(shù)的措施</p><p>　　從國(guó)內(nèi)外輕烴回收技術(shù)的現(xiàn)狀可以看出，我國(guó)輕烴回收技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有一定的距離。國(guó)內(nèi)天然氣資源豐富，發(fā)展輕

40、烴回收技術(shù)具有重要的意義。為提高我國(guó)輕烴回收技術(shù)水平，建議采取以下措施：</p><p>　　(1)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，在有條件的地區(qū)建設(shè)較大規(guī)模的深冷回收c；液烴裝置。采用先進(jìn)工藝技術(shù)和設(shè)備，降低能耗，提高輕烴產(chǎn)品收率。</p><p>　　(2)為提高設(shè)計(jì)技術(shù)水平，組織國(guó)內(nèi)科研人員開(kāi)發(fā)目前急需的主要工藝計(jì)算軟件，如填料塔水力學(xué)計(jì)算和多流冷箱設(shè)計(jì)計(jì)算軟件等。開(kāi)發(fā)研制多流道板翅式換熱器和

41、高效浮閻塔，提高填料塔的設(shè)計(jì)水平。</p><p>　　(3)復(fù)疊式制冷、混合冷劑制冷等制冷工藝在國(guó)內(nèi)尚未得到應(yīng)用，積極開(kāi)展研究工作和開(kāi)發(fā)工業(yè)試驗(yàn)裝置，盡快改變輕烴回收裝置中制冷工藝單一的現(xiàn)狀。</p><p>　　(4)輕烴回收中的關(guān)鍵設(shè)備壓縮機(jī)和透平膨脹機(jī)在國(guó)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，但與國(guó)外同類產(chǎn)品相比，其技術(shù)性能有待進(jìn)一步提高和完善。建議有關(guān)生產(chǎn)廠家加大研制力度，有關(guān)部門(mén)積極扶持，研制多型

42、號(hào)、多品種的壓縮機(jī)組、膨脹機(jī)組，提高機(jī)組可靠性、整機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量， 以適應(yīng)國(guó)內(nèi)不同規(guī)模回收裝置的需要。?；厥昭b置的需要。</p><p>　　(5)積極開(kāi)發(fā)和研制橇裝輕烴回收裝置，提高橇裝化設(shè)計(jì)水平．逐步形成系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。橇裝化的回收裝置特別適合油氣田產(chǎn)能建設(shè)和油氣綜合利用同步建設(shè)的需要，對(duì)于實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)零散天然氣的輕烴回收具有十分重要的意義。</p><p>　　(6)加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)和

43、管理人員的技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)、管理人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和技術(shù)水平，有利于推動(dòng)輕烴回收技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　2.2、輕烴回收常規(guī)制冷工藝流程：</p><p>　　目前，在我國(guó)，要求收率較高的輕烴回收裝置多采用有輔助制冷(一般為丙烷)的膨脹機(jī)制冷工藝。常規(guī)制冷工藝流程的脫甲烷塔無(wú)精餾段，當(dāng)原料氣中含co，較多時(shí)，這種流程可能在脫甲烷塔上部幾層塔板處產(chǎn)生固體。為解決這個(gè)問(wèn)題而不專設(shè)

44、脫CO 設(shè)施，節(jié)約投資。中原油氣天然氣處理廠第四氣體處理廠(下稱四氣廠)裝置采用改進(jìn)的LSP(Liquid Sub．cooled Process)工藝，有效減少了c0，凍堵現(xiàn)象，在生產(chǎn)中收到較好的效果。四氣廠的該裝置是我國(guó)在消化吸收德國(guó)Linde公司先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，自行設(shè)計(jì)、施工、自行組織試車投產(chǎn)，以回收天然氣輕烴，生產(chǎn)高純度液態(tài)乙烷、丙烷、丁烷、天然汽油等產(chǎn)品為目的的大型深冷處理裝置，同樣采用膨脹機(jī)制冷和丙烷輔助制冷。其具體工藝為：原

45、料氣設(shè)計(jì)壓力5．5 bar，由燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)原料氣壓縮機(jī)，經(jīng)兩級(jí)壓縮后壓力變?yōu)?3bar。在膨脹機(jī)的同軸增壓機(jī)中，壓力最終升到43～45bar，經(jīng)分子篩干燥脫水后進(jìn)冷箱，在丙烷制冷與脫甲烷塔頂干氣共同作用下，原料氣預(yù)冷到一45℃ ～ 一55℃ ，這時(shí)，原料天然氣中的丙、丁烷和戊烷以上輕烴組分開(kāi)始大量冷凝。氣液混合物進(jìn)低溫分離器分離，分離器</p><p>　　2.3、輕烴回收LSP技術(shù)改進(jìn)工藝流程：</p

46、><p>　　常規(guī)流程與四氣廠采用流程的最大不同點(diǎn)是對(duì)低溫分離器底部重?zé)N的處理，常規(guī)流程直接把凝液打回脫甲烷塔膨脹機(jī)進(jìn)料口下方，在提餾段被脫出所溶解的輕組分，而四氣廠LSP-1-藝將這部分重?zé)N進(jìn)一步冷卻，經(jīng)焦一湯閥節(jié)流后打入脫甲烷塔頂作為回流，這樣做優(yōu)越性如下改善了c()2凍堵現(xiàn)象。關(guān)于c()2生成固體的條件，根據(jù)熱力學(xué)相平衡原理，一個(gè)定性的判定方法，是比較co2在氣相中的分逸度大于還是小于在某一溫度的平衡蒸汽壓，大

47、于，生成固體，易發(fā)生凍堵；小于，則不生成固體。常規(guī)流程中，塔內(nèi)二氧化碳主要隨甲烷和乙烷一起上升，乙烷等較重組分不斷冷凝，二氧化碳相對(duì)濃度增加，系統(tǒng)趨于產(chǎn)生凍堵。LSP流程中，重?zé)N液體中的c。、c 組分可以吸收部分CO：，使之在氣相中分壓降低，偏離生成固體的條件。同時(shí)，在發(fā)生凍堵時(shí)可以融解CO，固體，改善凍堵程度。四氣廠原料氣中設(shè)計(jì)CO 含量為1．5％(Mo1)，在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)在線分析色譜檢測(cè)出含量超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，根據(jù)情況稍開(kāi)大焦一湯節(jié)流

48、閥，讓更多的液體進(jìn)入甲烷塔頂，控制c()2固體的產(chǎn)生。實(shí)踐證明，當(dāng)CO：含量達(dá)3％ ～4％(Mo1)時(shí)，裝置仍能比較平穩(wěn)生產(chǎn)而不會(huì)凍堵。經(jīng)焦耳一湯姆孫閥節(jié)</p><p>　　2.4、低溫分離法流程</p><p>　　圖2.1 低溫分離法流程</p><p><b>　　制冷方法一般分為</b></p><p>　　1

49、）、相變制冷（外冷）</p><p>　　2）、氣體膨脹制冷（內(nèi)冷）</p><p>　　2.5、工藝流程的七個(gè)環(huán)節(jié)</p><p>　　原料氣預(yù)處理-除油、游離水和泥砂；</p><p><b>　　原料氣增壓</b></p><p><b>　　凈化</b></p&

50、gt;<p><b>　　冷凝分離</b></p><p><b>　　制冷</b></p><p><b>　　凝液的穩(wěn)定與切割</b></p><p><b>　　產(chǎn)品儲(chǔ)罐</b></p><p><b>　　3.總體設(shè)計(jì)<

51、;/b></p><p>　　3.1煉油廠有關(guān)裝置常規(guī)輕烴回收流程</p><p>　　常減壓蒸餾裝置通常單獨(dú)設(shè)置輕烴回收裝置。常規(guī)的輕烴回收流程主要包括：有壓縮機(jī)方案和無(wú)壓縮機(jī)方案。對(duì)于有壓縮機(jī)方案，原油蒸餾采用閃蒸塔．常壓塔流程，常壓塔頂?shù)臍怏w經(jīng)壓縮機(jī)升壓后，用直餾石腦油進(jìn)行吸收。吸收了C及C 輕烴的石腦油進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行分離，塔頂生產(chǎn)液化石油氣(LPG)產(chǎn)品，塔底為直餾石腦油產(chǎn)品

52、。對(duì)于無(wú)壓縮機(jī)方案，原油蒸餾采用初餾塔．常壓塔流程，通過(guò)初餾塔提壓，將輕烴溶解在初餾塔頂石腦油中。溶解有C，及C 的初餾塔頂石腦油進(jìn)入穩(wěn)定塔進(jìn)行分離，塔頂生產(chǎn)LPG產(chǎn)品，塔底為直餾石腦油產(chǎn)品。為減少投資，設(shè)計(jì)中往往不設(shè)脫乙烷塔以對(duì)LPG產(chǎn)品中的c：進(jìn)行分離，原油中乙烷含量高時(shí)，LPG產(chǎn)品中的乙烷可能會(huì)超標(biāo)。常規(guī)催化重整裝置的脫丁烷塔頂產(chǎn)品作為L(zhǎng)PG時(shí)，乙烷含量可能會(huì)超標(biāo)。如采用整合流程，脫丁烷塔頂產(chǎn)品進(jìn)入輕烴回收裝置，可保證產(chǎn)品質(zhì)量合格

53、。另外脫丁烷塔還可以按脫戊烷塔操作，戊烷進(jìn)入輕烴回收裝置，有利于簡(jiǎn)化芳烴抽提的流程。常規(guī)的蠟油加氫裂化裝置分餾部分，設(shè)汽提塔和分餾塔兩塔流程，汽提塔頂液、汽提塔頂氣、分餾塔頂液分別進(jìn)輕烴回收裝置。常規(guī)的柴油加氫精制裝置，設(shè)汽提塔和分餾塔兩塔流程，汽提塔頂氣單獨(dú)脫</p><p>　　3．2有壓縮機(jī)和不設(shè)壓縮機(jī)兩種流程的探討</p><p>　　如前所述常減壓蒸餾裝置塔頂不凝氣進(jìn)輕烴回收系統(tǒng)

54、一般有兩種思路供選擇：有壓縮機(jī)回收工藝和無(wú)壓縮機(jī)回收工藝。設(shè)計(jì)時(shí)具體采用何種方案應(yīng)該根據(jù)不同的原油性質(zhì)和規(guī)模進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。本例中，如果選用無(wú)壓縮機(jī)方案其對(duì)投資的影響如表1所示。據(jù)此可知選用無(wú)壓縮機(jī)方案需增加大約(12．5～14．0)×10。RMB￥的投資費(fèi)用。根據(jù)國(guó)外工程公司的經(jīng)驗(yàn)，使用壓縮機(jī)方案LPG回收率約為95％ ，比不采用壓縮機(jī)方案(吸收)高10％ ，但在國(guó)內(nèi)實(shí)際工程應(yīng)用中考慮到如下因素：壓縮機(jī)故障率較高給長(zhǎng)周期生產(chǎn)帶

55、來(lái)不利；按照防火規(guī)范要求，壓縮機(jī)與其他工藝設(shè)備的安全距離要達(dá)到15 m，不利于節(jié)省土地；無(wú)壓縮機(jī)工藝在我國(guó)已有多套成功經(jīng)驗(yàn)。綜上所述，為簡(jiǎn)化工藝流程、降低投資、降低操作成本，選用無(wú)壓縮機(jī)的回收工藝，初餾塔提壓后，C2～C 3分幾乎全部溶解于初餾塔頂油中，然后進(jìn)入石腦油加氫部分。</p><p>　　3.3吸收塔吸收油的選擇</p><p>　　吸收塔的吸收油可以是加氫汽提塔頂液、分餾塔頂液

56、、石腦油分餾塔的塔底重石腦油產(chǎn)品(以下簡(jiǎn)稱重石腦油)、常減壓蒸餾裝置重石腦油，對(duì)以上四種吸收油進(jìn)行Aspen Plus模擬計(jì)算得出其吸收效果并比較其經(jīng)濟(jì)性，重石腦油的吸收效果最好，但與其它的吸收油相比需增加一個(gè)石腦油分離塔，因循環(huán)使用，占用設(shè)備能力。因?yàn)槎嗷厥誏PG能帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，所以應(yīng)選用吸收效果最好的重石腦油或分餾塔頂液作吸收油。</p><p>　　3.4干氣抽出位置的探討</p>&l

57、t;p>　　常規(guī)輕烴回收裝置，干氣直接從脫乙烷塔頂和石腦油吸收塔頂抽出，一起脫硫后進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)，C3一C4質(zhì)量分?jǐn)?shù)仍然超過(guò)50％。如果這股物流脫硫后直接進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)，則其中所含的LPG資源被浪費(fèi)了?？蓪⒚撘彝樗敋馀c來(lái)自柴油加氫精制裝置的汽提塔頂氣、蠟油加氫裂化裝置的汽提塔頂氣混合進(jìn)入脫硫裝置后作為氣相進(jìn)料進(jìn)入石腦油吸收塔，只在柴油吸收塔塔頂處抽出干氣進(jìn)入燃料氣管網(wǎng)。雖然將脫乙烷塔頂氣循環(huán)處理增大了石腦油吸收塔的規(guī)模、增加了投

58、資及操作費(fèi)用，但考慮到裝置規(guī)模較大及LPG與燃料氣的差價(jià)，仍然是經(jīng)濟(jì)合理的。這樣不僅使LPG回收最大化，還減少了一個(gè)MDEA脫硫裝置，將干氣脫硫與進(jìn)料脫硫集中在一個(gè)脫硫裝置中進(jìn)行，也減少了投資費(fèi)用。</p><p><b>　　3．5脫硫部分探討</b></p><p>　　由于裝置產(chǎn)品對(duì)硫含量都有限制，所以在整合方案中必須設(shè)置脫硫裝置以使產(chǎn)品合格。如果僅在氣相產(chǎn)品抽

59、出位置進(jìn)行脫硫處理，顯然可以減小MDEA脫硫裝置的規(guī)模，但是從減輕加工過(guò)程中H s對(duì)設(shè)備和管線的腐蝕、保證裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行等方面考慮，還應(yīng)該對(duì)氣相進(jìn)料首先進(jìn)行脫硫處理。液相進(jìn)料部分仍然帶進(jìn)一部分H： S，為保證這部分硫進(jìn)入氣相以便于進(jìn)行脫硫處理；需要對(duì)脫丁烷塔的操作壓力和溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整以使大部分硫化氫從塔頂抽出，保證塔底液相產(chǎn)品的硫含量合格。經(jīng)Aspen Plus模擬得到此處脫丁烷塔最佳操作條件為：溫度67℃ ，壓力1．0 MPa。&

60、lt;/p><p>　　3．6熱源選擇及換熱流程優(yōu)化</p><p>　　各分離塔的熱源可以是加熱爐和中壓蒸汽。選擇加熱爐需要提高投資費(fèi)用和操作費(fèi)用，但其具有獨(dú)立性強(qiáng)、開(kāi)工方便等特點(diǎn)。煉油廠中有大量的過(guò)剩中壓蒸汽需要利用，因此應(yīng)該考慮選擇中壓蒸汽作為主要熱源。分餾部分的進(jìn)料在進(jìn)脫丁烷塔之前首先與石腦油分離塔底液進(jìn)行換熱，然后再與脫丁烷塔底液進(jìn)行換熱，最后再由中壓蒸汽加熱到工藝需要的155℃進(jìn)入

61、脫丁烷塔。石腦油分離塔底液與分餾部分的進(jìn)料換熱后再經(jīng)空冷、水冷到40℃進(jìn)入吸收塔(溫度越低越好)。而脫丁烷塔底液經(jīng)換熱后可直接進(jìn)入石腦油分離塔。脫丁烷塔、石腦油分離塔、脫乙烷塔的塔底再沸器的熱源可以利用常減壓蒸餾裝置或加氫裂化裝置分餾部分的中循環(huán)回流油與中壓蒸汽混合使用。通過(guò)如上換熱網(wǎng)絡(luò)及與空冷器的配合使用可以為煉油廠的整體節(jié)能降耗做出貢獻(xiàn)，提高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　4. 詳細(xì)設(shè)計(jì)&l

62、t;/b></p><p>　　4.1 裝置實(shí)際運(yùn)行情況</p><p>　　由于三常裝置是目前國(guó)內(nèi)同類裝置中處理能力最大的裝置，加上又是改造裝置，所以在投料試車成功后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)行，于1999年11月底對(duì)裝置進(jìn)行了一次高負(fù)荷性能考察，考察時(shí)所加工油種為伊朗輕油，考察結(jié)束后，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，在不停車的前提下做了最大限度的整改，在這之后，于2000年6月對(duì)裝置進(jìn)行了加工伊朗

63、輕油的標(biāo)定，表-1為裝置標(biāo)定期間的主要操作條件。</p><p>　　表4.1 三常裝置主要操作條件表</p><p>　　在裝置運(yùn)行當(dāng)中，由于伊朗輕油中的不凝氣含量較多（0.97W％左右），初餾塔經(jīng)提壓操作后，脫丁烷塔（T107）頂分割出的液化氣中C2組分的含量較大（5V％以上），這樣給催化裂化聯(lián)合裝置氣分系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)了一定的影響，經(jīng)過(guò)綜合考慮后，適當(dāng)加大了初餾塔頂和脫丁烷塔頂?shù)牟?/p>

64、凝氣排放量，操作上也相應(yīng)做了調(diào)整，以下表-2、表-3為裝置標(biāo)定期間的相關(guān)化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)。</p><p>　　表4.2 初頂、常頂、脫戊烷塔底油（重石腦油）組分分析數(shù)據(jù)</p><p>　　從表-2的數(shù)據(jù)中可以看出，初餾塔在0.474Mpa、常壓塔在0.147Mpa的操作壓力下，初頂油中C3、C4組分含量為5.81W％，常頂一級(jí)油中C3、C4組分含量為0.49W％，常頂二級(jí)油中C3、C4組分

65、含量達(dá)到5.44W％，初頂油和常頂二級(jí)油中均溶解了一定量的液化氣組分，為輕烴回收系統(tǒng)回收液化氣奠定了基礎(chǔ)，而常頂一級(jí)油主要用來(lái)打常壓塔頂回流，其換后溫度較高（93℃左右），溶解的液化氣組分不多，所以在流程的設(shè)計(jì)上將其直接并入重石腦油中出裝置，未進(jìn)輕烴回收系統(tǒng)，減輕了該部分的負(fù)荷。</p><p>　　表4.3 初、常頂、脫丁烷塔、脫戊烷塔頂不凝氣組分分析數(shù)據(jù)</p><p>　　盡管初頂油

66、和常頂二級(jí)油中均溶解了一定量的C3、C4組分，但從表-2和表-3的數(shù)據(jù)可以看到，初頂油中的C3、C4組分含量不是很高，僅為6.44W％，而初頂不凝氣中的C3、C4組分含量卻有61.40W％，這主要是由于三常裝置是在原150萬(wàn)噸／年常壓蒸餾裝置基礎(chǔ)上的改造，改造跨度大，而初餾塔又是利舊設(shè)備，在1999年11月底的裝置高負(fù)荷性能考察時(shí)就發(fā)現(xiàn)該塔頂部汽相負(fù)荷偏大，當(dāng)時(shí)塔頂壓力達(dá)到0.54Mpa以上，塔頂產(chǎn)品質(zhì)量也有些波動(dòng)。為了降低該塔塔頂負(fù)荷

67、，提高裝置的處理能力，一方面在之后的整改中專門(mén)增加了一條管線，將塔頂不凝氣引至催化裂化聯(lián)合裝置氣壓機(jī)入口，以此來(lái)降低初餾塔頂壓力，降低塔頂負(fù)荷，另一方面在操作上采取降低原油進(jìn)初餾塔的溫度和初餾塔頂溫度的辦法，將部分負(fù)荷向常壓塔轉(zhuǎn)移，這樣使得初頂油當(dāng)中的C3、C4組分含量有所降低，而且已經(jīng)低于無(wú)壓縮機(jī)回收液化氣的理論值低限，而初頂不凝氣中的C3、C4含量則大幅度提高，同時(shí)也造成常頂二級(jí)油中C3、C4組分含量偏高，常頂不凝氣中的C3、C4含

68、量增大。</p><p>　　所以，在實(shí)際操作當(dāng)中，由于初頂不凝氣量較大，通過(guò)將其引入催化裂化聯(lián)合裝置氣壓機(jī)入口的辦法，不但有效地降低了初餾塔頂?shù)钠嘭?fù)荷，同時(shí)也可以對(duì)初頂不凝氣中的干氣和液化氣組分進(jìn)行再次回收，而且這部分液化氣組分的回收率能達(dá)到99%以上，這樣使裝置在操作上的靈活性更大。可以說(shuō)，三常裝置不但利用自己裝置內(nèi)的輕烴回收系統(tǒng)回收液化氣，也利用將初頂不凝氣外送至催化裝置的方法回收液化氣。</p&g

69、t;<p>　　4.2提高輕烴回收裝置液烴收率</p><p>　　4.2.1目前輕烴回收裝置</p><p>　　國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的輕烴回收裝置，特別是一些早期建成的裝置主要是以回收烴類為目的，裝置中主要存在液烴收率低，能耗高，工藝流程不合理，產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求，自控水平不高等問(wèn)題，具體表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：</p><p>　　（1）回收工藝方法選擇不當(dāng)，主

70、要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，造成裝置液烴回收率較低，工程投資大，生產(chǎn)成本高，整套裝置的經(jīng)濟(jì)效益差。</p><p>　?。?）壓縮機(jī)、制冷機(jī)組運(yùn)行參數(shù)未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成冷凝壓力偏低、冷量不足，使冷凝分離出來(lái)的液化量減少；制冷單元與液烴分餾單元不協(xié)調(diào)，或脫乙烷（甲烷）塔型式設(shè)計(jì)不合理，提供給脫乙烷（甲烷）塔塔頂冷量不足，造成塔頂溫度偏高，使液烴損失增大，產(chǎn)品收率低。</p><p>　　（3）

71、氣—液分離器設(shè)計(jì)計(jì)算和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠合理，造成干氣中攜帶出大量液烴；液烴分餾塔采用填料塔時(shí)，填料塔設(shè)計(jì)水平不高，填料層高度不足、塔徑過(guò)大，塔內(nèi)件設(shè)計(jì)不合理，從而造成塔設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)不到工藝要求，分離效果差，使液烴損失量增大或產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求。</p><p>　　（4）國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的熱分離機(jī)制冷技術(shù)，在年代中期進(jìn)入油田伴生氣的加工行業(yè)，但由于熱分離機(jī)等熵效率低，適應(yīng)性能差，質(zhì)量不過(guò)關(guān)等原因，已采用熱分離機(jī)制冷的回收裝

72、置，大多數(shù)運(yùn)行情況不夠理想，有的裝置丙烷收率不足，熱分離機(jī)有待進(jìn)一步研究和完善。國(guó)產(chǎn)天然氣壓縮機(jī)和制冷壓縮機(jī)故障率高，維修頻繁，機(jī)組設(shè)計(jì)偏于保守，能耗普遍較高，整機(jī)性能和產(chǎn)品質(zhì)量有待提高。</p><p>　?。?）國(guó)內(nèi)輕烴回收裝置是以回收丙烷以上組份的烴類為主，丙烷平均回收率不足百分之60，深冷工藝裝置少，制冷工藝流程單一，采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)單級(jí)膨脹制冷工藝的裝置較多，膨脹比小，在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)裝置中尚未應(yīng)用復(fù)疊式制冷和混

73、合冷劑制冷工藝。</p><p>　?。?）過(guò)程控制設(shè)計(jì)方案還沒(méi)有從整體優(yōu)化，先進(jìn)的集散控制系統(tǒng)未能得到普遍應(yīng)用，現(xiàn)主要以滿足工藝過(guò)程為主，對(duì)節(jié)能降耗、減少生產(chǎn)操作管理人員考慮不夠；安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)不夠完善，設(shè)備故障不能及時(shí)地報(bào)警排除，機(jī)器設(shè)備易于損壞；輕烴回收裝置的管理技術(shù)人員缺乏必要的專業(yè)知識(shí)，維護(hù)和管理水平不高，操作事故時(shí)有發(fā)生，設(shè)備故障多，裝置開(kāi)工率較低。 </p>

74、;<p>　　4.2.2提高液烴回收率的措施</p><p>　　國(guó)內(nèi)大多數(shù)回收裝置處于回收LPG 階段，丙烷平均回收率不足百分之60，而國(guó)外的輕烴回收裝置，大多數(shù)是以回收C2為目的的深冷裝置，一般丙烷收率可達(dá)百分之90以上，乙烷收率可達(dá)百分之80以上。針對(duì)輕烴回收裝置存在的技術(shù)問(wèn)題，提高液烴收率，使回收裝置獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重要的意義。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有輕烴回收裝置的分析與研究，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行的

75、條件下，提高液烴收率可采取以下的具體措施。</p><p>　?。?）采用深冷回收工藝提高產(chǎn)品收率對(duì)新建的大型回收C3或C2液烴的裝置，采用技術(shù)水平較高的的深冷工藝方法，降低制冷溫度，提高液烴收率。對(duì)早期建設(shè)的工藝技術(shù)水平較低、能耗較大、設(shè)備陳舊的淺冷回收LPG裝置，應(yīng)根據(jù)具體情況有計(jì)劃地進(jìn)行技術(shù)改造。在工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)改造中，盡可能采用先進(jìn)工藝技術(shù)，如氣體過(guò)冷工藝（GSP）、液體過(guò)冷工藝（LSP）、直接換熱工藝（

76、DHX）等。當(dāng)伴生氣處理量較大，組成又比較貧，希望回收較多乙烷或得到較高的丙烷收率，應(yīng)首先考慮采用國(guó)內(nèi)成熟的膨脹機(jī)制冷，在靠氣體壓降膨脹制冷，滿足不了裝置對(duì)冷量的要求時(shí)，設(shè)置外加冷劑制冷以補(bǔ)充冷量，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)冷量平衡，獲得較高的液烴回收率。應(yīng)積極消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，開(kāi)發(fā)新的深冷工藝，如復(fù)疊式制冷和混合冷劑制冷工藝，改變我國(guó)深冷工藝流程單一的現(xiàn)狀，以適應(yīng)處理不同氣源條件的需要。 </p><p>　?。?）

77、 采用多級(jí)分離流程提高膨脹機(jī)制冷深度 對(duì)于外加冷劑制冷作為輔助冷源，膨脹機(jī)制冷作為主源的工藝流程，可采用逐級(jí)冷凍和逐級(jí)分出凝液的工藝措施來(lái)降低冷量消耗和提高冷凝深度，達(dá)到較高的液烴收率。油田伴生氣中重?zé)N如C5.C6.C7等一般含量較高，雖然其冷凝冷位要求不高，但冷量耗費(fèi)較多，如果只采用膨脹機(jī)制冷會(huì)嚴(yán)重降低制冷深度，進(jìn)而降低C2.C3等輕質(zhì)烴的冷凝率。采用冷劑循環(huán)制冷作為輔助冷源，可將重?zé)N先冷凝分出，使進(jìn)膨脹機(jī)的氣流變貧，不僅會(huì)降低膨脹

78、機(jī)的帶液量，且有利于提高膨脹機(jī)的制冷深度，使C2.C3冷凝率得到提高，從而提高液烴收率。在具體的設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，恰如其分地確定分離級(jí)數(shù)與分餾塔進(jìn)料股數(shù)，一般以3~5級(jí)股為宜。對(duì)于有膨脹機(jī)制冷的裝置，原料氣預(yù)冷后是先膨脹后增壓（逆升壓）還是先增壓后膨脹（正升壓），應(yīng)從整個(gè)流程的安排考慮，使其達(dá)到比較合適的膨脹比，取得盡可能低的制冷溫度。由于膨脹機(jī)出口溫度一般較低，液烴相對(duì)含量較高，應(yīng)盡可能回收膨脹機(jī)出口的凝液，以提高液烴收

79、率。</p><p>　?。?）完善脫乙烷（或甲烷）塔的設(shè)計(jì)脫乙烷（或甲烷）塔是輕烴回收裝置中回收物與脫除物分離的要害部位，脫除物中帶走的液烴難于再回收，在脫乙烷（或甲烷）塔中的分離效果決定全裝置的丙烷（或甲烷）收率。脫乙烷的分餾作用決定了脫乙烷塔的設(shè)計(jì)。應(yīng)從塔壓與塔頂露點(diǎn)及塔底溫度的關(guān)系出發(fā)，選擇合適的塔壓，優(yōu)化具體的設(shè)計(jì)參數(shù)，并根據(jù)工藝流程的組合方案，決定其具體的結(jié)構(gòu)型式。脫乙烷（或甲烷）塔的作用不僅在于精餾

80、分離，脫除液烴混合物中乙烷（或甲烷）組份，而且它和制冷分離設(shè)備相互關(guān)聯(lián)，因此，對(duì)于不同的工況，應(yīng)采用不同型式的脫乙烷（或甲烷）塔。在工藝流程設(shè)計(jì)中，應(yīng)將制冷分離和脫乙烷（或甲烷）塔的型式、塔頂冷量來(lái)源在流程中統(tǒng)一考慮，并采用冷熱流分股進(jìn)料，以達(dá)到合理利用冷量，提高產(chǎn)品收率，簡(jiǎn)化工藝流程的目的。設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)多種塔型進(jìn)行工藝計(jì)算和對(duì)比分析，不斷完善和發(fā)展脫乙烷塔的設(shè)計(jì)方法，才能使設(shè)計(jì)臻于完美。 </p><p>　　

81、（4）采用先進(jìn)和高效的設(shè)備工藝流程是由各種工藝設(shè)備組合而成，工藝設(shè)備的合理選型和設(shè)是流程達(dá)到較高液烴收率的關(guān)鍵。輕烴回收裝置中的關(guān)鍵設(shè)備有氣液分離器、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、冷換設(shè)備、液烴分餾塔等，設(shè)備選型和設(shè)計(jì)中應(yīng)體現(xiàn)效率高、技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、維護(hù)方便等原則。在裝置中，如果氣—液分離器設(shè)計(jì)計(jì)算和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠合理，氣相中會(huì)攜帶出液滴就得不到與計(jì)算結(jié)果相同的凝液量，液烴回收率就降低了。設(shè)計(jì)輕烴回收裝置的氣液分離器時(shí)，應(yīng)采用高效分離器，以提高氣液

82、分離效果。對(duì)于天然氣壓縮機(jī)、制冷機(jī)組選型，壓縮機(jī)的功率和制冷機(jī)的制冷量要根據(jù)工藝條件計(jì)算準(zhǔn)確，使增壓機(jī)達(dá)到設(shè)計(jì)的壓力值，制冷機(jī)組達(dá)到設(shè)計(jì)的制冷溫度，否則會(huì)降低液烴收率。通常，在條件允許的情況下，應(yīng)盡可能選用高效的燃?xì)廨啓C(jī)或天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)，盡量少用電力驅(qū)動(dòng)。因透平膨脹機(jī)制造技術(shù)完善，產(chǎn)品質(zhì)量有保證，操作和維修方便，等熵效率高，膨脹比范圍大，出口帶液量大，可回收輸出功，能量利用合理，因此在有自由壓降可利用的場(chǎng)所，優(yōu)選透平膨脹機(jī)制冷，使工藝裝置

83、達(dá)到盡可能低的制冷溫度。因板翅式換熱器重量輕、換熱效率高，冷換設(shè)備和冷劑蒸發(fā)器都可選用板翅式換熱器，主要冷換設(shè)備采用冷箱</p><p>　　4.3 常壓裝置基準(zhǔn)能耗計(jì)算與節(jié)能分析</p><p><b>　　4.3.1常壓裝置</b></p><p>　　中原油田石油化工總廠常壓蒸餾裝置建設(shè)能力為150×104t/a，原料為中原油田

84、含硫石蠟基混合原油，主要產(chǎn)品有石腦油、200＃溶劑油、輕柴油、蠟油、渣油。裝置設(shè)計(jì)三級(jí)電脫鹽，兩段蒸餾，第一段為閃蒸；第二段為常壓蒸餾，加熱爐為油氣混燒，自產(chǎn)低壓瓦斯引入加熱爐作燃料。裝置為DCS 控制系統(tǒng)。常壓裝置為雙塔無(wú)減壓、無(wú)輕烴回收系統(tǒng)的常規(guī)裝置，石腦油、輕柴油、蠟油的拔出率達(dá)到50.92%，4 條輕柴油抽出線，只開(kāi)常三線。，常壓裝置的實(shí)際能耗較高，主要是加熱爐的燃料消耗量大，這與換熱流程不合理、換熱終溫（275℃）較低、低溫?zé)?/p>

85、未利用等有關(guān)。</p><p>　　4.3.2 常壓裝置基準(zhǔn)能耗計(jì)算</p><p>　　常壓裝置的能耗受原油性質(zhì)、減壓拔出深度、輕烴回收率、產(chǎn)品方案、裝置負(fù)荷以及其他因素的影響。常壓裝置的加工量為79.53t/h，負(fù)荷率為55.67% ， 無(wú)減壓系統(tǒng)， 不產(chǎn)潤(rùn)滑油， 拔出率為50.92%，無(wú)輕烴回收系統(tǒng)?；鶞?zhǔn)能耗E 為：E =（3.513 2C + 206.68 ? K1 + K2）&#

86、215; F （1）K1 = 6.365 2L +11.351F =134.74 ? 0.338 4R式中：C——總拔出率，%；K1——有輕烴回收系統(tǒng)時(shí)的校正系數(shù)，MJ/t 原油； L——液化石油氣收率（占原油），%； K2——有潤(rùn)滑油和減壓系統(tǒng)時(shí)的校正系數(shù)，無(wú)則取0； F ——負(fù)荷率變化時(shí)，能耗相對(duì)百分?jǐn)?shù)，%； R——負(fù)荷率，%。用公式（1）計(jì)算出裝置校正后的基準(zhǔn)能耗E 為能耗因數(shù)EF 為：</p><p>　

87、　校正后的基準(zhǔn)能耗實(shí)際能耗EF =則常壓裝置能耗因數(shù)EF 為1.092。能耗因數(shù)EF 大于1，說(shuō)明該常壓裝置用能水平還有一定節(jié)能潛力。國(guó)外同類型先進(jìn)裝置的實(shí)際能耗約為9kg 標(biāo)煤/t。10.1kg 標(biāo)煤/t。</p><p>　　4.4 裝置節(jié)能潛力分析與節(jié)能措施</p><p>　　4.4.1加熱爐排煙溫度較高</p><p>　　加熱爐排煙溫度高達(dá)210℃，主要

88、原因是：空氣預(yù)熱器為釘頭管式，效率低，清灰困難；過(guò)熱蒸汽管道面積過(guò)大，過(guò)熱蒸汽出爐溫度達(dá)560℃，減少了原油受熱面積，加熱爐效率只有87%。在2009年大檢修時(shí)，減少了過(guò)熱蒸汽加熱盤(pán)管數(shù)量，增加了原油加熱盤(pán)管數(shù)量，更新了空氣預(yù)熱器的吹灰器，改造后排煙溫度降到185℃。</p><p>　　4.4.2換熱終溫較低</p><p>　　換熱終溫較低，主要原因?yàn)椋簝膳_(tái)高溫渣油換熱器面積過(guò)小，造成

89、高溫渣油少量走旁路；常壓塔4 條柴油側(cè)線抽出，只開(kāi)了常三線，造成常三線抽出量比設(shè)計(jì)值大30%，抽出溫度比設(shè)計(jì)高35℃，熱量未充分換掉，進(jìn)水冷器溫度在90℃以上。因此，對(duì)換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化，135℃熱渣油其中90%直接去催化裝置，實(shí)現(xiàn)了原料互供。出裝置10%的熱渣油增設(shè)了軟化熱水換熱器，95℃軟化水匯入換熱站，用于原油預(yù)熱，提高了換熱終溫。</p><p>　　4.4.3電脫鹽120℃的高溫?zé)崴蠢?lt;/p&

90、gt;<p>　　將酸性水汽提裝置的凈化水供電脫鹽用，溫度約為80℃，外排的120℃電脫鹽污水的熱量未利用。對(duì)此設(shè)立了一臺(tái)軟化熱水換熱器，95℃熱水匯入換熱站，用于原油預(yù)熱。</p><p>　　4.4.4低溫?zé)嵛蠢?lt;/p><p>　　常壓分餾塔頂105℃油氣熱量直接空冷后水冷，這部分熱量約有4 150MJ/h 未加利用。針對(duì)這一情況，建立了低溫?zé)峄厥障到y(tǒng)（見(jiàn)圖1），取消

91、了空冷，用軟化水與塔頂富氣兩級(jí)換熱后，匯總到換熱站，再與出裝置柴油、渣油換熱后的95℃軟化水一起給原油預(yù)熱。</p><p><b>　　5.結(jié)論</b></p><p>　　在加工中東輕質(zhì)原油時(shí)，尤其在大型常減壓裝置中，雖然可以通過(guò)初餾塔提壓操作的方法回收原油中液態(tài)烴組分，但由于中東輕質(zhì)原油中的不凝氣量較大，會(huì)造成部分液化氣組分?jǐn)y帶至初頂和常頂不凝氣中，使輕烴回收系

92、統(tǒng)的液化氣回收率有所降低，一般為65%左右。但無(wú)壓縮機(jī)回收液化氣的工藝流程基本上是成功的，所回收的液化氣C2、C5指標(biāo)能達(dá)到出廠。</p><p>　　常減壓裝置加工中東輕質(zhì)原油時(shí)所產(chǎn)的液化氣當(dāng)中H2S和硫醇含量比較高，這部分含硫液化氣引至催化裂化裝置的產(chǎn)品精制系統(tǒng)進(jìn)行脫硫精制只是解決當(dāng)前液化氣質(zhì)量問(wèn)題的臨時(shí)措施，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，只有設(shè)置專門(mén)的烷烴類液化氣脫硫精制裝置才是徹底解決這一問(wèn)題的根本辦法。</p>

93、;<p>　　利用裝置的聯(lián)合優(yōu)勢(shì)，采取將常減壓裝置的不凝氣引至催化裂化裝置氣壓機(jī)入口的辦法，不但可以使這部分不凝氣得到全回收和全脫硫，而且還可以進(jìn)一步提高液化氣的回收率，增加高附加值產(chǎn)品的產(chǎn)量。此方法對(duì)未設(shè)輕烴回收系統(tǒng)的常減壓裝置更為適用。</p><p>　　天然氣作為一種寶貴的資源在人民的生活和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。作為一種高效、優(yōu)質(zhì)、清潔能源，不僅在工業(yè)與城市民用燃?xì)庵袕V泛應(yīng)用，而且在發(fā)電業(yè)中

94、發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要。天然氣還是很好的化工原料，廣泛應(yīng)用于合成氨、甲醇、氮肥工合成纖維工業(yè)等；天然氣合成油(GTL)技術(shù)，也是天然氣大規(guī)模利用的途徑之一；從天然氣當(dāng)中分離出來(lái)的乙烷、液化石油氣(丙烷、丁烷)等作為乙烯裂解原料具有裂解成本低、乙烯收率高等優(yōu)勢(shì)。天然氣不僅在燃料、化工原料等方面有諸多優(yōu)點(diǎn)，對(duì)天然氣進(jìn)行處理并回收其中的輕烴，不僅可以降低油氣損耗，提高輕烴資源綜合利用程度，獲得液態(tài)烴資源的更大價(jià)值，還能保證在儲(chǔ)藏、運(yùn)輸過(guò)程中的

95、安全性，減少大氣污染，對(duì)提高天然氣的整體經(jīng)濟(jì)效益，都具有重要意義。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師—xx老師，她對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。另外，在校圖書(shū)館查找

96、資料的時(shí)候，圖書(shū)館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中給予我了很多你問(wèn)素材，還在論文的撰寫(xiě)和排版等過(guò)程中提供熱情的幫助。由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！</p>

97、;<p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]朱利凱，天然氣處理與加工[M]，北京：石油工業(yè)出版社，1997；</p><p>　　[2]龍曉達(dá)，90年代天然氣處理加工利用新進(jìn)展[J]。石油與天然氣化工，1999；</p><p>　　[3]文向南，李鐵林，節(jié)流制冷在天然氣分離中的應(yīng)用[J]。天然氣工業(yè)，199

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