不凝氣在污油處理廠的回收利用

李軍 石凱 秦麗麗(長慶油田分公司第三采氣廠)

一、不凝氣的組成

不凝性氣體是指混在系統里的碳、氫、油蒸氣等。這些氣體在系統中循環，但不能被冷凝。

污油處理裝置常壓塔頂不凝氣組分分析如表1所示，不凝氣中C3及以上組分的體積比占67.86%，是液化天然氣和輕石腦油的潛在組份，如能充分利用該部分資源，將是提高收液率，增加效益的好方法。

二、不凝氣存在的影響

生產裝置運行中產生的不凝氣經塔頂回流罐排至放空罐就地放空，為了控制塔頂壓力，不凝氣放空時間隨著塔頂的壓力而進行自動調節放空。不凝氣的瞬時放空不僅影響裝置參數，而且每次放空需進行可燃氣體檢測，必須兩名員工進行配合作業，極大的增加了員工的勞動強度。

1.不凝氣就地放空的影響

由于放空罐距離產品罐區直線距離較近，不凝氣在放空后，對罐區的日常安全運行存在著極大的安全隱患，同時影響整個裝置的安全平穩運行；如經常進行放空操作，放空后油氣味大，對廠區周邊環境及員工健康、廠區安全生產帶來極大的危害和隱患。

2.不凝氣對裝置各項參數的影響

由于塔內不凝氣的不斷產生，影響整個塔的整體操作，塔頂的不凝結氣體排放不出去，會積攢增多，從而影響塔的壓力，塔內壓力升高，塔頂溫度降低，裝置各項參數波動較大；從而影響裝置產品合格率，而且影響整個塔的收率。

圖1 不凝氣增多對塔頂壓力的影響

圖2 不凝氣增多對塔頂溫度的影響

裝置設計塔頂油品密度小于700kg/m3，初餾點高于40℃。因不凝氣影響，據2013年9月塔頂穩定輕烴化驗數據不合格8次，不能滿足生產需要。

3.不凝氣對冷凝器的換熱效率的影響

從化工原理上分析，不凝氣體的存在影響冷凝器的換熱效率，在塔頂，不凝氣體的含量每增加1%，冷凝器的換熱效率下降60%。塔頂的蒸汽由于不能被充分冷凝，造成的塔頂壓力增加，不能滿足生產需求。

三、改進工藝流程，對不凝氣進行循環利用

1.不凝氣流程改進

項目建設初期，設計院采用將不凝氣經塔頂回流罐排放至50m3罐區放空罐（D-213）后直接放空。現增加一條放空罐不凝氣通至加熱爐管線，將不凝氣通入加熱爐燃燒，作為加熱爐燃燒輔料。

2.回收裝置不凝氣，降低加熱爐能耗

為了更好的利用不凝氣，使其產生經濟效益現將不凝氣直接通入加熱爐做為加熱爐燃燒輔料。同時在熱爐前加裝控制閥、阻火器，更好的控制不凝氣進入加熱爐的流速，且在應急情況下起到緊急切斷作用，同時防止不凝氣進加熱爐燃燒前帶液加熱爐回火，阻止火源進入不凝氣系統，造成燃燒爆炸事故。

3.現場操作方法

在新增的放空罐不凝氣通至加熱爐管線上加裝遠程控制閥，控制室員工與現場員工互相配合，控制室遠程開啟放空罐不凝氣閥門，現場員工手動打開阻火器下游控制手閥，將不凝氣通入加熱爐燃燒。

四、不凝氣進入加熱爐后運行效果對比

1.加熱爐溫度及能耗對比

不凝氣通入加熱爐燃燒后，爐膛溫度同比提高5—10℃，同時每小時能耗可降低20—30m3左右。

加熱爐在不凝氣未通入前，按每小時能耗為：290m3，每天耗能為：6960m3，按每方氣2.9元計算，每天消耗費運為2萬元。

2.裝置塔頂壓力、溫度對比

不凝氣通入加熱爐燃燒后，塔頂壓力得到了有效的控制，由于在不凝氣進加熱爐前加裝了控制閥，對不凝氣壓力和流量起到的調節作用，使得塔頂壓力、溫度運行平穩，有效的保證了產品了合格率。

五、建議將不凝氣的壓縮回收技術

常壓塔頂不凝氣全部進入低壓瓦斯系統作為燃料氣通入加熱爐燃燒，隨著處理量的不斷加大，不凝氣也在與日俱增，為了解決這一問題，經過對塔頂不凝氣組分的詳細分析，建議在常壓裝置設置壓縮機用來回收塔頂不凝氣，提高收液率。

1.不凝氣壓縮再回收工藝流程

常壓塔頂油氣經塔頂空冷器冷卻至40℃，再經過塔頂冷卻器冷卻至15℃，進入回流罐一部分經回流泵打入常壓塔頂作冷回流，另一部分油和油氣進入分離塔，大量常壓塔頂油氣進入低壓瓦斯系統排入放空罐，一部分不凝氣進入加熱爐燃燒，另一部分進入不凝氣壓縮機壓縮后排出，經過冷凝水冷凝，冷凝后的液態排入地下罐。

2.不凝氣的壓縮回收的經濟效益

（1）已經技改部分取得的經濟效益從加熱爐運行情況分析，在節能方面取得了較大成績，參數運行穩定，分離效率高，效果顯著。

按每日節省天然氣600m3左右；如果按每年運行300天計算，每年節約天然氣就是180000m3，每方氣價按2.9元計算，每年節省天然氣費用52.2萬元。

（2）建議計劃設想的經濟效益

按每天回收不凝氣6噸計算，如液化氣產率平均按60%，一年共回收6噸×360天×60%=1296噸，按液化氣和燃料氣差價1050元，該系統投資150萬元，運行后增加電耗30kw，每月增加費運4.3萬，則投運期間增效益1296×0.11萬元—4.3萬/月×12月=90.96萬元。

結論

不凝氣引至加熱爐進行燃燒的投運，解決了處理裝置運行參數波動較大的問題，同時降低了天然氣的消耗，有效推動節能減排工作,保證了處理廠安全平穩運行，進一步消除環境污染。

[1]從初常壓頂瓦斯回收輕烴增效顯著；李國梁、連喜增、李茂盛（中國石化股份公司濟南分公司，濟南，250101）.

[2]探討加熱爐的主要節能措施及制約因素；潘誠（塔里木油田公司塔西南石化廠煉油二車間新疆澤普.