丙烷制冷在大牛地气田脱水脱烃站中的应用.pdf

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1、５２６化工机械２０１６年丙烷制冷在大牛地气田脱水脱烃站中的应用*１２罗琴毕海胜（１．中石化石油工程设计有限公司数字化工程设计所；２．青岛科技大学机电工程学院）摘要主要阐述了丙烷制冷系统的工艺原理、工艺流程和丙烷制冷系统内各橇块中主要设备及其作用，并介绍了丙烷制冷系统在大牛地气田脱水脱烃中的配管安装设计，对同类型气田脱水脱烃工艺具有很好的借鉴意义。关键词压缩机低温分离丙烷制冷系统脱水脱烃中图分类号ＴＱ０５１.２１文献标识码Ｂ文章编号０２５４-６０９４（２０１６）０４-０５２６-０４２０１２年１１月，中石化天然气分公司

2、榆济首气体，凝固点低，与水不发生反应，与油完全相溶，＃站１、２压缩机振动值随气量的提升出现增大现制冷温度适合在－４０～－３５℃之间，满足低温分＃＃象，１１月２９日１压缩机振动超标停机，２压缩机离的要求。出现振动高值报警。经检查确定压缩机振动值偏１脱水脱烃站工艺流程高的原因为天然气中可能含有凝析水和杂质，导脱水脱烃站主要功能是接收增压站来气，通致压缩机叶轮和流道结垢，造成了压缩机内部气过低温分离装置降低天然气的水露点和烃露点，路堵塞且破坏了压缩机转子的动平衡，致使运行处理后的干燥天然气再回增压站增压外输，冷凝工况点靠

3、近防喘振控制线。榆济首站压缩机出现分离出的凝液进行分馏处理，回收轻烃。主要流振动值超标，造成压缩机压缩能力无法满足冬季程框图如图１所示。生产的需要，对华北管网安全平稳供气造成较大风险。塔榆管道在塔榆末站与榆济管道交接，交接点压力为４．０ＭＰａ，大牛地气田来气在塔榆管道末站进站，但是在此交接压力下，来气的水露点为２～７℃，根据最新规范的规定，已经不能满足产品［１］天然气－１２℃水露点的外输要求，特别在冬季图１脱水脱烃流程框图实际运行时，更会增大下游管线冰堵的风险。按照大牛地气田开发规模，结合塔榆管道输气站场２丙烷制冷

4、工艺系统建设和运行现状，设计在原塔榆增压站东侧新建２．１丙烷制冷工艺原理一座脱水脱烃站对天然气进行处理。丙烷制冷系统为天然气低温分离和轻油吸收［２］新建脱水脱烃站采用低温分离兼轻油吸装置提供所需冷量，丙烷制冷装置是为低温分离收工艺，降低天然气的水露点和烃露点，满足下游装置提供冷量的核心设备，能够把天然气冷却至用户对水露点和烃露点的要求。采用丙烷制冷方－２５℃，甚至更低，以实现天然气低温脱水脱烃的式，将天然气冷却至－２５℃，满足脱水脱烃的要目的。求。丙烷作为制冷剂，化学性质稳定，是一种无色丙烷制冷系统是一个压缩膨胀的

5、循环过程，目的是通过降低天然气温度，脱除天然气中的水*罗琴，女，１９８６年４月生，工程师。山东省东营市，２５７０００。第４３卷第４期化工机械５２７［３，４］和部分烃类物质。丙烷制冷循环过程如图２进入油分离器，进入下一个循环。所示。２．３丙烷制冷系统主要设备及作用丙烷制冷系统主要包括蒸发器橇块、吸气缓冲罐、压缩机橇块、辅机橇块和蒸发式冷凝器：ａ．蒸发器橇块。蒸发器是丙烷与天然气、轻油换热的场所，液体低温丙烷与天然气、轻油充分交换热量，使天然气、轻油均冷却至－２５℃，吸热后的液体丙烷变成丙烷蒸汽经过吸气缓冲罐分离后回到

6、压缩机进口，继续进行丙烷循环。ｂ．吸气缓冲罐。吸气缓冲罐接收蒸发器来图２丙烷制冷循环过程的丙烷气体，用缓冲罐自带的电加热器对其加热，２．２丙烷制冷系统工艺流程防止进入压缩机的丙烷流失量增大。丙烷制冷系统工艺流程概括为：天然气和轻ｃ．压缩机橇块。压缩机选用螺杆式压缩［５］油冷却系统、丙烷循环系统、润滑油循环系统。机，属于容积式压缩机，通过工作容积的逐渐２．２．１天然气和轻油冷却系统减少来达到气体压缩的目的。压缩机的吸气量由３股流换热器来的天然气（－１８℃，２．０～处于吸气端的滑阀控制，当滑阀的开度大时，吸气４．５ＭＰ

7、ａ）、吸收油提升泵来的轻油（４０℃，２．０～量就大，反之就小。滑阀的开度可以自动调节，也４．５ＭＰａ）与蒸发器内的低温丙烷液交换热量，将可手动调节。压缩机橇块包括螺杆压缩机、主电天然气与轻油冷却至－２５℃，然后进入低温吸收机、油分离器、油冷却器、油过滤器。压缩机在丙［６］塔分离。烷制冷系统中的主要功能有：可以提高单位丙２．２．２丙烷循环系统烷蒸汽的含热量，创造可操作的冷凝条件；可以提液态的丙烷在蒸发器内和天然气进行热量的高制冷丙烷蒸汽的压力，使该压力对应的丙烷饱交换，液态丙烷吸收天然气热量变为气态丙烷。和温度高于冷

8、却介质的温度；为整个系统的持续蒸发器来的气态丙烷（－３０℃，７０ｋＰａ）经吸气缓循环提供动力。冲罐分离后，进入压缩机增压后温度升高（７０℃ｄ．蒸发式冷凝器。蒸发式冷凝器是一种将左右，１１２０ｋＰａ），压缩后的气态丙烷进入油分离水冷与空冷、传质与传热融为一体的新型高效冷［７，８］器，将携带的润滑油分离后进入蒸发式冷凝器，经凝冷却设备。它在丙烷制冷系统中的主要作