原穩裝置輕烴罐區馳放氣回收利用改造

王超 高明明(黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠, 黑龍江 大慶 163000)

原穩裝置輕烴罐區馳放氣回收利用改造

王超 高明明(黑龍江省大慶油田化工有限公司東昊油氣處理廠, 黑龍江 大慶 163000)

通過對目前原穩裝置輕烴密閉裝車流程的分析，查找輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳的原因，提出通過技術改造增加罐區馳放氣回收利用系統，解決輕烴儲罐壓力升高問題，并對取得的經濟效益進行分析。

輕烴;裝車;馳放氣;回收利用;不凝氣

某原油穩定裝置的主要產品為輕烴，通過密閉裝車、汽運方式送往某石化公司乙烯二罐區，而二罐區通常采用氮氣加壓，密閉卸車的方式。本文主要分析了輕烴在裝車過程中，部分氮氣返回輕烴儲罐，造成罐壓力升高的原因及其產生的安全隱患，并提出了相關解決措施和取得的經濟效益分析。

1 輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳的原因分析

某原穩裝置每臺輕烴儲罐設安全閥兩個，其中一個安全閥與裝置放空系統相連起跳壓力為0.43MPa，另一個安全閥直接對大氣放空起跳壓力為0.49MPa。儲罐內輕烴通過離心泵抽出加壓至1.0MPa左右進行裝車，罐車氣相通過氣相平衡線連接到輕烴儲罐，雖然在裝車前必須要求將罐內氮氣壓力泄壓至0.1MPa以下，但罐車內仍殘留部分低壓氮氣，在裝車過程中，氮氣會通過氣相平衡線返回到輕烴儲罐，從而改變了輕烴罐內的氣相分壓，導致輕烴儲罐壓力不斷升高，當輕烴儲罐的壓力超過0.43MPa時安全閥起跳，將罐內氣體排放到裝置放空系統中，并通過裝置事故放空系統直排到大氣中。

2 輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳存在的問題及安全隱患

由于輕烴儲罐無可控制的泄壓操作系統，所以一旦輕烴儲罐壓持續升高，系統泄壓只能等到壓力達到安全閥起跳壓力后進行，如安全閥出現故障或不動作情況，儲罐壓力繼續升高會造成第二道安全閥起跳，并將罐內氣體直接對大氣放空。因輕烴儲罐內氣體主要是氮氣和烷烴的混合氣，屬于易燃易爆氣體，經過事故放空系統緩沖后直排到大氣中，此過程不僅造成了生產加工過程中的原料浪費，更重要的是存在火災爆炸、環境污染等安全隱患。

2.1 輕烴儲罐安全閥起跳頻率分析

輕烴儲罐壓力與輕烴產量、罐車帶氣量、環境溫度有直接關系，其中環境溫度為最主要因素。一般情況下在輕烴產量較高、罐車帶氣量較多、環境溫度較高的情況下輕烴儲罐壓力升高較快，安全閥起跳情況較為頻繁。據統計，2016年自1至7月期間，輕烴罐安全閥起跳次數共計170次左右。

2.2 輕烴儲罐內氣體組成分析

通過對輕烴儲罐內氣體組分進行的氣相色譜分析結果顯示，輕烴儲罐內氣體的主要組成為氮氣約占總體積的65.48%，含有少量的二氧化碳約為1.59%，其它組成部分均為各類烷烴約占總體積的32.93%。

2.3 輕烴儲罐安全閥排氣量計算

6臺輕烴儲罐總容量為1200m3，每次安全閥起跳時，一般儲罐內內輕烴量約為700m3左右，氣體存量約為500m3左右，儲罐罐壓為0.43MPa，起跳后壓力可降至0.35MPa左右，由此可理論計算每次輕烴儲罐排放氣量。

依據氣體狀態方程式

計算出氣體排放量：V放＝392m3

若以全年輕烴儲罐安全閥起跳平均次數170次計算：

V總氣體排放量=V放×170=66640m3

同時根據輕烴儲罐內氣體組成分析結果可計算出：

V烷烴氣量= V總氣體排放量×32.93%=21944.55m3

其中約20%的烷烴氣經過不凝氣系統處理后回收為輕烴產品，約80%烷烴氣與天然氣混合后作為加熱爐燃料氣。

3 解決輕烴儲罐壓力升高的工藝改造及效果

為解決輕烴儲罐壓力升高安全閥頻繁起跳問題，結合裝置現有的工藝條件和設備，對輕烴儲罐氣相系統增加一套馳放氣回收利用系統，將輕烴罐區氣相系統與不凝氣系統連接，增加配套的壓力調節回路，將輕烴儲罐區馳放氣導入不凝氣系統，利用不凝氣壓縮機對馳放氣進行處理，將馳放氣內的烷烴部分壓縮冷卻，可得到約20%的回收輕烴，剩余的不凝氣可做為加熱爐燃料氣使用。

3.1 馳放氣回收利用系統的工藝流程

將2#輕烴儲罐處氣相平衡線與不凝氣緩沖罐至凝析液罐氣相線管線連接，安裝配套壓力調節系統，以實現馳放氣的回收利用，具體的工藝流程為通過增加輕烴儲罐馳放氣回收利用系統，當輕烴儲罐壓力升高到0.40MPa時，可根據不凝氣系統工作情況，在DCS系統上控制調節閥緩慢打開，將輕烴儲罐內馳放氣放空到不凝氣系統，當輕烴儲罐壓力下降到0.35MPa時關閉調節閥；放空至不凝氣系統的馳放氣經不凝氣緩沖罐D-106緩沖后，進入不凝氣壓縮機K-101進行壓縮處理，經水冷器E-103冷卻后進入三相分離器D-105進行氣液分離，液相部分做為輕烴產品進入凝析液罐D-202儲存，氣相部分進入燃料氣緩沖罐D-102與天然氣混合后做為加熱爐H-101燃料氣使用。

3.2 馳放氣回收利用系統實際運行效果

①通過控制輕烴儲罐壓力，使輕烴儲罐壓力保持在0.40MPa以下，解決了輕烴儲罐安全閥頻繁起跳問題。②有效的消除了輕烴儲罐直接對大氣放空的安全隱患，避免了對大氣環境的污染。③減少了輕烴在存儲過程中的損失。④增加了一部分裝置自產燃料氣量，相應減少了外購天然氣使用量。

[1]宋少英.多組分天然氣計量中氣體密度計算研究[J].計量技術，2007.7.