天然气处理装置工艺优化方案研究及实施

【摘要】273装置中增压气处理设备及工艺管线处于闲置状态，既造成浪费，又有碍于中压气系统操作，同时中压气处理部分流程还存在不合理性。325装置随着增压气增多，冷却器的处理量不够而走旁通，从而增加了下段氨制冷系统的负荷，另一方面，低温分离器分离出的低温凝液需要升温，致使设备满负荷工作，大量能量浪费。为了解决以上问题，决定制定工艺方案，对以上两套装置进行优化，既满足生产，又充分利用能量，降低能耗，减少凝液外排，保护环境。

【关键词】装置 天然气 优化 增压气

经过20多年的开采，凝析气田目前已进入油田开发的中后期，井口产能随地层压力下降而下降，许多油井携液能力不足或无自喷能力，高压气减少，中压气、低压气增多，273装置原节流制冷工艺和增压气换热工艺已不能满足正常生产需要。随着低压气量增多，为满足下游炼化和民生用气，新增压缩机后，325装置来自井上的高压气逐渐减少，增压气量增多，致使增压气处理工艺不能满足生产现状。为了满足正常生产需要，简化工艺流程，提高设备的利用率和保护环境，故决定对两套装置进行优化。

1 生产现状及问题的提出

柯克亚集输首站目前拥有273、325两套天然气处理装置。

273装置始建于1987年5月，1988年7月竣工投产，设计天然气处理规模70万方/天，主要用于气田所产高压气和伴生气经压缩机压缩后形成的增压气的处理。高压气处理采用节流膨胀制冷、低温分离工艺。增压气处理采用外加氨制冷、低温分离工艺。两种工艺处理后的天然气汇合后经273输气管线外输。随着气田的开发，高压气逐渐变成中压气，273装置原高压气采用的节流膨胀制冷工艺已不再适用，经改造亦采用外加氨制冷工艺。由于增压气压力范围一般为4.8～5.5MPa，而中压气压力范围一般为3.4～4.0MPa，故增压气无法再和中压气进同一套装置生产，而改进325装置生产，于是273装置中增压气处理设备及工艺管线处于闲置状态，既造成浪费，又有碍于中压气系统操作，同时中压气处理部分流程还存在不合理，故273装置需要优化。

325装置为下游化肥厂的配套工程，于2000年12月竣工投产，设计天然气处理规模130万方/天，主要用于伴生气经压缩机压缩后形成的增压气的处理，亦采用外加氨制冷、低温分离工艺。随着气田的开发，伴生气增多，增压气亦随之增多，致使增压气冷却器的处理量不够而走旁通，从而增加了下段氨制冷系统的负荷，使氨机长期处于高档位运行；另一方面，低温分离器分离出的低温凝液需要升温，致使电磁加热器、凝液加热器满负荷工作，导致能量大量浪费。另外，储氨罐至氨蒸发器采用人工供氨，既增加了劳动强度，又无法达到平稳。故325装置也需要优化。

2 科学、针对性制定方案

2.1 工艺优化原则

（1）简化工艺流程，弥补现有流程缺陷。

（2）简化操作，降低劳动强度。

（3）有效回收能量，降低能耗。

（4）减少外排，保护环境。

2.2 研究制定工艺优化方案

2.2.11 273装置工艺优化方案

（1）拆除闲置的增压气处理设备和管线，简化工艺流程。

（2）将中压气低温分离器分离出的低温凝液在中压气预冷器中和进站天然气进行热交换，回收热量。

（3）中压气进预冷器前注醇、将“U”形管线截弯取直，防冻。

2.2 325装置工艺优化方案

（1）增加增压气冷却器，同时将低温分离器分离出的低温凝液引入和增压气进行热交换，既降低增压气进装置温度，减小氨冷系统负荷，又提高低温凝液温度，避免人为加热，降低能耗。

（2）拆除电磁加热器，简化流程。

（3）将该装置所产凝液输往273装置一同处理，同时将储氨罐向氨蒸发器供液氨由手动改为自动，以简化操作，降低员工劳动强度。

（4）将高压分离器凝液由进排污池改进273装置的污油罐（原缓冲罐），减少外排。

3 施工组织及方案实施

3.1 273装置现场实施优化

根据上述方案对273装置现场实施优化，具体为：

（1）拆除了增压气预冷器、增压气冷却器、增压气进料分离器、注入器、增压气低温分离器及其工艺管线，保留了压缩机来增压气进装置管线，并搭接于中压气进站管线上。

（2）将中压气低温分离器出口凝液管线与进料分离器出口凝液管线一起搭接于中压气预冷器，与进站中压气换热后进入三相分离器。

（3）中压气进预冷器前增加乙二醇雾化器，将中压气进料分离器至中压气换热器等多处“U”形管线进行了截弯取直。

3.2 325装置现场实施优化

根据上述方案对325装置现场实施优化，具体为：

（1）增加增压气冷却器一台，和原冷却器并联，同时拆除电磁加热器，将低温分离器凝液出口管线直接接进新冷却器管程。

（2）将该装置所产凝液由进其三相分离器或排污池改输至273装置的三相分离器或污油罐。

（3）将储氨罐向氨蒸发器供液氨由手动控制阀改为调节阀组，实现自动控制。

4 方案实施后效果分析

两套装置优化后，273装置已运行2年6个月，325装置已运行2年2个月，一切运行平稳，收到了良好的经济效益和社会效益。

4.1 经济效益

325装置增加了增压气冷却器后，实现了热量的有效回收利用，从而拆除了为低温凝液加热的电磁加热器，而且停用了一台老氨压缩机，为此节约了电力成本。

原电磁加热器功率75kW，每年冬季运行约4个月（计算按120天），老氨压缩机功率亦为75kW，每年夏季运行约5个月（计算按150天）。按目前工业电价0.44元/kW·h计算，则每年可节约电力成本：

0 . 4 4×7 5×2 4×（1 2 0+1 5 0）

/10000=21.384 （万元）

4.2 社会效益

（1）拆除了闲置设备，简化了工艺流程，使站场布局趋于简洁，操作更加方便。

（2）中压气一进273装置就开始注醇，同时将“U”形管线进行了截弯取直，防治了冬季管线冻堵，保证了平稳生产。

（3）325装置氨制冷系统实现连续自动供氨，减轻了员工操作强度。

（4）减少凝液外排，保护了环境。

参考文献

[1] 王淑娟，等.天然气处理工艺技术.石油工业出版社

[2] 天然气输送与处理手册 德·莫克哈塔布 （作者），威廉 A.波等 何顺利等翻译 石油工业出版社