膜分离设备及膨胀机生产运行参数分析

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1、2011年油气集输大队技术管理座谈会膜分离设备及膨胀机生产运行参数分析完成单位：油气集输大队撰稿人：于修宝郭昌文李道忠李洪明完成时间：2013年6月20日10目录一、膜分离工艺流程二、膨胀机工艺流程三、生产参数分析四、三类参数的划分五、重点参数的分析六、效益预测七、结束语10膜分离设备及膨胀机生产运行参数分析前言中国石化科技攻关项目《轻烃站膜分离轻烃回收装置的开发研制》经过两年半来的运作，全部工程圆满结束，提前半年顺利完成了该项目的研制、设计、制造、施工，为完成桩西采油厂、胜利石油管理局的轻烃生产任务奠定了良好的基础，现已达到项目验

2、收条件。针对桩西轻烃站的生产现场参数，油气集输大队进行了分析研究。为简化生产参数的分析，将生产参数划分为三类，即重点参数、辅助参数和基本参数三类，借助辅助生产参数对重点生产参数进行了详细的分析。通过分析，指出了目前生产参数的不足之处，提出了下一步生产参数运行指标范围，为提高轻烃产量出谋划策，达到了预期的效果。一、膜分离工艺流程1、膜分离工艺流程图如下：渗余尾气去外输干气膜分离器×12支PV-701PV-601循环富气去原压机V-105顶电加热器过滤器×2组102、膜分离工艺简介自高压分离器V-105顶部来的低温气体进入膜前换热器后，

3、进入电加热器EH-101加热，再经过两组三台串联的精密过滤器，除去杂质后进入膜组件。大分子的轻烃组份渗透透过膜形成富气组份浓度较高的循环气，进入原料气压缩机进行循环处理；小分子的轻烃组份则不能透过膜，形成干气组份浓度高的渗余尾气，进入干气管网进行外输。该工艺流程过程中的参数有进膜装置前压力、电加热器前温度、精密过滤器前压力、膜组件前后压力、流量、温度等共13个。二、膨胀机工艺流程1、膨胀机工艺流程图如下：E-103V-105M-101V-103C-101膨胀机2、膨胀机工艺简介10膨胀机进口自膜分离工艺出口或高压分离器顶部两个来源可

4、选择其一。工艺过程比较简单，但冷却效果比较好。工作原理也简单，高压气体进入膨胀机进行绝热膨胀，体积增大，温度降低，低温气体给原料气提供冷量，降低制冷温度，达到提高轻烃收率的目的。该工艺流程过程中的参数有膨胀机进出口压力、温度、转速、机油油泵出口压力、油压、前后轴承油压力、膨胀机进口油压、喷嘴后油压、密封气压力等共13个。三、生产参数分析将以上所述膜工艺参数汇总，如下表：表1膜工艺参数名称膜分离器电加热器精密过滤器富气贫气日期前压力前流量前温度前温度后温度前压力后压力压力流量温度压力流量温度将以上所述膨胀机工艺参数汇总，如下表：表2膨

5、胀机工艺参数名称膨胀机转速密封气压力油泵润滑油轴承进口出口出口润滑前轴承后轴承日期压力温度油压压力温度压力油压油压油压四、三类参数的划分根据表1、表2中所列的设备工艺参数，将二十余个生产参数按重要程度划分为三类：一类是直接影响轻烃收率的重要参数；二是间接影响收率的辅助参数；三是生产过程中必须按时录取的基本参数。见下表：10表3参数分类表项目膜分离设备膨胀机设备重要参数富气流量贫气流量进口压力进出口温度辅助参数膜前流量轴承温度基本参数膜压力膜温度密封气压力油压油温将上表整理一下，重要参数和辅助参数制成表格。同时将化验数据归入该表，以便

6、分析。整理后的表格见下表：表4生产参数例表格式日期膜分离设备膨胀机设备化验数据收率流量(m3/h)C1C2C3ic4nc4ic5nc5(%)干气进温富气出温贫气出压伴生气五、重点参数的分析将多组数据进行回归分析，并经物料平衡试算，得出下表。见表7根据表7的计算结果，已经得出膜分离回收率为20~30%，膨胀机出口温度为-20~-28℃。下面分析四个问题：1、影响膜分离设备回收率的因素；2、膨胀机的冷量供给能力；3、制约膨胀机效率的因素；4、膜分离设备与膨胀机同时运行的优缺点。在工艺流程中，自高压分离器V-105顶部来的气体先进膜分离设

7、备，经膜处理后的贫气进膨胀机进行绝热膨胀，形成的低温干气进入冷箱E-103吸收其他物料的热量而达到制冷的目的。流程图如下：10E-103膨胀机膜分离器×12支PV-701PV-601V-105膜分离设备图3分离及制冷部分流程示意图分析一，影响膜分离设备回收率的因素。下表是设计时的物料平衡表。表5设计物料平衡表项目膜前富气贫气新干气原外输干气温度oC10.00-2.91-54.78-13.5825.00压力MPa(G)1.300.050.200.151.35流量kgmol/h117.8020.1597.6597.65101.03流量k

8、g/h2639.90566.182073.722073.722198.53流量Nm3/h2785.32476.412308.912308.912388.85组成C1（v%）66.2041.0071.4071.4069.28C2（v%）