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1、石油与天然气化工第36卷第4期CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS285国产气体处理装置的优化运行郭景洲沈健王建成(胜利油田分公司油气集输总厂)摘要针对油田进入开发后期,石油伴生气产量递减严重,东营压气站离心压缩机组和气体处理装置降压减量运行的实际情况,通过工艺流程模拟,分析了制约气体处理装置效益发挥的瓶颈,结合现状,提出了“降低预冷温度和提高膨胀机效率”的改造方案。为国产气体处理装置的优化运行提供了经验。关键词气体处理模拟优化消除瓶颈创造效益43胜利油田东营压气站第一套50×10m/d气±0.2MPa,进气体处理装置。经分子筛脱水后的体处理装置是
2、“六五”国家攻关项目。装置于1986干燥气体依次进入冷箱第一换热器和预冷部分的丙[1]年投产,1987年通过石油天然气总公司和机械委组烷蒸发器后,温度降为-30℃,再进冷箱第二换织的验收,获国家科技进步二等奖。以第一套装置热器,温度降为-45℃以下入低温分离器。分离器43技术为基础建设的第二套50×10m/d气体处理底部的凝液节流后由脱乙烷塔中部进料,顶部的气装置于1991年投产。由于油田进入开发后期,油田体进膨胀机,等熵膨胀至1.27MPa,温度降至-伴生气的产量逐年递减。1998年,我们与沈阳鼓风70℃以下由脱乙烷塔顶部进料;脱乙烷塔顶部出口机厂合作,对1987年
3、由日本川崎重工引进,1989年气体作为冷源返回冷箱,依次经过第二、第一换热器43投产的100×10m/d离心压缩机成功地进行了减回收冷量后,经膨胀机的增压端加压后外输。脱乙4量改造。改造后的压缩机的额定排气量为55×10烷塔底部凝液经进LPG塔分离出LPG产品和轻3m/d,四段出口压力4.0MPa。随着气量的进一步[2]油,分别进轻烃储备站外销。43递减,到2006年冬季伴生气量仅为31×10m/d,根据以上流程,在PRO/Ⅱ中建立模型,建立的为防止离心压缩机发生喘振,四段出口压力降至2.8流程如图1所示。MPa运行。气体处理现运行设备状况较好的第二套装置,如何在装置
4、偏离设计工况的条件下优化运行2影响装置产量和能耗的因素分析参数,成为我们科技攻关的重点。借助化工流程模气体处理装置任务是将油田伴生气处理为符合拟技术,能使设计最优化,消除“瓶颈”,提高效益,[3]GB17820的外输天然气,同时生产LPG和轻油。优化生产条件和操作参数。SIMSCI公司开发的因素分析中涉及的三种参数为:PRO/Ⅱ拥有完善的物性数据库,强大的热力学物性+(1)不可控参数。进站伴生气的气量和C3的计算系统,以及40多种单元操作模块。在Windows+含量直接影响装置的运行效益,但气量和C3的含环境下,运用PRO/Ⅱ建造与修改模型,可以方便地量受区块、油藏和
5、开发条件的影响;出装置的压力受进行计算流程的稳态模拟、物性计算、设备设计、费输气管线背压影响,以上二者是不可控参数。用估算等。利用运算结果,可以查找装置“瓶颈”,(2)可控参数。主要包括:进装置压力、预冷温为下一步的改造提供理论依据。度、膨胀机效率、电能消耗、燃料和循环水的消耗等。1工艺流程简述及模型的建立(3)固定参数。装置折旧、人员工资和材料费的进站伴生气经离心压缩机4段压缩至2.8MPa消耗基本为常数,在装置优化计算中暂不予考虑。286国产气体处理装置的优化运行2007为分析以上参数对装置效益的影响。我们运用数据,对东营压气站的第二套气体处理装置进行了PRO/Ⅱ
6、软件,以表1中的伴生气气量和组分为模拟模拟计算,分析的结果如下:表1原料气的气量及组成表2压缩机排气压力对气体处理装置轻烃产量及能耗的影响气量气体成分,mol%压缩机LPG轻油干气干气压缩循环水加热炉燃气压气源34段缩机制m/dCO2N2C1C2C3iC4nC4iC5nC5产量产量产量减量机耗电泵耗电耗气排气压434343冷耗气东辛采油厂1015373.31077.965.066.291.483.491.41.02力,MPat/dt/d10m/d10m/dkWh/dkWh/d10m/d104m3/d胜利采油厂2510323.00.7185.753.513.720.66
7、1.620.570.451.9830.53012.69433.52.58536510727340.28290.1786注:表中数据取自2007年2月份的分析报告。2.2030.53012.69433.32.78386656227670.28890.18192.4434.32413.07233.12.94626799027980.30660.18422.6937.42713.29733.03.07926939128300.32210.18552.1压缩机4段排气压力对装置运行效益的影响2.9739.94213.44532.93.188570766286
