深-淺冷聯合運行可行性分析

晏碩（大慶油田有限責任公司天然氣分公司油氣加工九大隊，黑龍江 大慶 163000）

深-淺冷聯合運行可行性分析

晏碩（大慶油田有限責任公司天然氣分公司油氣加工九大隊，黑龍江 大慶 163000）

當淺冷裝置制冷溫度升高時，在深冷運行參數一定情況下，隨著深冷裝置入口氣量增加以及原料氣組分變富，五套裝置總體收率略有增加；淺冷裝置制冷單元和乙二醇單元停運，可以降低裝置的總體能耗和物耗。本文為探索淺冷裝置運行狀態對輕烴總產量和能耗的影響規律，提出停運淺冷裝置制冷單元的可行性分析。

聯合運行；收率；能耗

1 試驗前期準備

深冷裝置處理氣量控制在35000～36000m3/h，塔頂制冷溫度控制在-85～-88℃；淺冷裝置處理氣量16000～17000m3/h，制冷溫度控制在-24～-26℃，試驗時間3天。

1.1 考察深冷分子篩脫水單元的適應性

逐步降低氨壓縮機的負荷，提高氨蒸發器出口天然氣溫度，初步按10℃為一個階梯，每個階梯運行時間不低于24小時，直到氨壓縮機完全停運為止。在淺冷裝置外輸氣溫度逐步升高的同時，深冷裝置關注分子篩系統再生參數，重點觀察分子篩出口露點溫度、冷凍單元冷箱壓差變化情況，確認在原有的操作周期內分子篩是否能夠完成再生，如不能，暫停試驗或維持氨制冷系統低負荷運行繼續試驗。

1.2 分析淺冷停運制冷系統對深冷裝置影響

在淺冷停運制冷系統，塔頂溫度為試驗最低值溫度下，保持深冷運行一周，記錄相關數據，并與第一階段采集數據進行對比分析，完成調整試驗方案。

1.3 探索降低深冷制冷溫度的可行性

在膨脹機轉速規定高限以下，且膨脹機其他機械參數均在報警范圍內，逐步調節增加膨脹機入口氣量，降低塔頂溫度。每次1℃為一個階梯，每個參數下運行時間不低于24小時。

2 考核情況

（1）分別采集輕烴產量、輕烴收率、淺冷商品氣、深冷塔頂制冷溫度、淺冷制冷溫度、露點及含水、能耗、原料氣組分等基礎數據，做為試驗對比數據。

試驗期間深冷裝置日均輕烴產量減少14噸；淺冷裝置輕烴產量減少6噸。深冷裝置輕烴收率減少0.13t/104m3。淺冷裝置輕烴收率減少0.41t/104m3。淺冷商品率增加0.31%。日均商品氣量33.7萬立方米。

深冷裝置塔頂制冷溫度均控制在-87～-88℃左右，運行平穩。

圖1.1 塔頂制冷溫度曲線圖

淺冷裝置除27日因上級電網波動造成全廠停機外，其余時間制冷溫度均控制在-23～-24℃左右，運行平穩。

試驗期間深冷分子篩露點平均值-46.78℃，含水平均值48.58pmv，露點及含水無明顯變化。深冷主機日均耗電量82848千瓦時，輔機日均耗電量4696千瓦時；淺冷主機日均耗電量65700千瓦時，輔機日均耗電量5400千瓦時。淺冷清水日均消耗3356噸。深冷機組單耗日均972.15kWh/104m3；淺冷機組單耗日均1526.78kWh/104m3。深冷綜合能耗日均15.3千克標煤/噸產品；淺冷綜合能耗日均33.6千克標煤/噸產品。

圖1.2 淺冷制冷溫度曲線圖

（2）考察深冷分子篩脫水單元適應性。試驗期間，淺冷停運制冷機，深冷分子篩露點無明顯變化，含水增加了60.73pmv。經確認，冷箱壓差、塔頂壓力、脫甲烷塔各層壓差均在正常范圍內，無凍堵現象發生。由此說明，隨淺冷逐步降低制冷溫度及停運制冷單元，深冷分子篩脫水單元脫水能力呈下降趨勢，對于脫水系統的持久性持懷疑態度，需長期進行考核，試驗期間深冷制冷單元含水承受能力在正常范圍內，可保證裝置平穩運行。

（3）分析紅壓淺冷停運制冷系統對紅壓深冷裝置影響。分別記錄原料氣分組、輕烴產量、輕烴收率、淺冷商品氣、能耗等數據進行對比分析。

①原料氣組分：深冷入口C1含量與試驗前相比，C1含量增加1.53%。②輕烴產量：深冷裝置日均輕烴產量與試驗前相比，增加46噸，淺冷裝置日均輕烴產量與試驗前相比減少41噸。大隊總產量較試驗前增加5噸；③輕烴收率：深冷輕烴收率與試驗前相比增加0.64t/104m3。④淺冷商品氣：商品率與試驗前相比增加6.5%，商品氣量較試驗前增加7.21萬立方米。⑤能耗：1）試驗前后深冷主機耗電量、輔機耗電量及塔底泵耗電量均無明顯變化；淺冷主機耗電量、制冷油泵耗電量無明顯變化，淺冷制冷機耗電量減少4000千瓦時左右，共節省耗電量48960千瓦時。2）淺冷停運制冷單元日均耗水量為0，共節約用水48320噸。

2.4 探索降低深冷制冷溫度的可行性。原定第四階段的試驗，因運行工況發生改變，試驗無法繼續進行，待上游杏三淺冷啟機后，深冷結束增壓外輸任務繼續進行。

3 存在問題

試驗發現，處理氣量受環境溫度及電機線圈溫度影響較大。深冷電機線圈溫度TE-1325屬于F級絕緣線圈，對應溫升100℃（室溫20℃），所以設定深冷電機線圈溫度TE-1325不高于125℃。隨環境溫度升高，電機線圈溫度隨之升高，站隊采取地面灑水降溫措施，如溫度持續升高，為保證裝置平穩運行，只能控制處理氣量，日均影響處理氣量約9.6萬立方米。

結論：截止至深淺冷聯合試驗結束，通過對各項參數及數據的統計，得出：（1）產烴量增加5噸。（2）輕烴收率增加0.51t/ 104m3。（3）日均節省耗電量3960千瓦時。（4）日均節省耗水量3020噸。（5）商品率增加6.5%，商品氣量增加7.21萬立方米。（6）淺冷綜合能耗日均減少了1.49千克標煤/噸產品。

[1]王民.天然氣處理裝置工藝優化方案研究及實施.中國石油和化工標準與質量.2013（18）：262-262