优化回收液态丙烷工艺的途径

张晓丽，周庆文，胡 洋，王燕妮，岳利英，江 燕

（1.中国石化中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳 457001；2.中原油田普光分公司天然气净化厂，四川达州 635000）

天然气处理厂有一套大型的采用深冷分离法回收天然气液装置。丙烷制冷系统是实现深冷分离的关键，它利用丙烷液体蒸发的吸热效应对原料气预冷，达到工艺要求。丙烷储罐3-V4用于储存丙烷制冷系统的丙烷液体，停机检修期间，储罐内的丙烷要通过丙烷外输管线输至罐区，以便对系统泄压、置换，保证维修安全。在实际生产中，要专门启动丙烷压缩机输送丙烷，且总有一部分丙烷液体无法输送，只能放空烧掉，造成电能和丙烷液体浪费，既增加了成本，又有违清洁生产的方针。

1 原有流程

丙烷制冷系统原回收丙烷液体的方法（见图1）：启动丙烷压缩机3-K1，手动打开一、二、三段防喘阀，利用高温的防喘气将三个分离器3-V1、3-V2、3-V3中的液体蒸发以便将分离器中液体收集到丙烷储罐3-V4，利用丙烷压缩机出口压力为1.5 MPa的工艺气将丙烷储罐内丙烷液体通过外输管线输至罐区。

图1 丙烷制冷系统流程图

丙烷液体的流程（见下页图2加粗管线）：丙烷储罐 3-V4DN25截止阀1DN25单向阀（注① ）DN25截止阀2丙烷外输管线。管线长约60 m。

2 存在缺点

2.1 耗电大

每次回收液态丙烷都需要启动丙烷压缩机3-K1，丙烷压缩机由电机带动，其功率为1 480 kW，运转24 h耗电35 520 kW·h。按每度电0.74元计算，共26 285元。

2.2 丙烷损耗大

丙烷压缩机运行时，系统循环需要一定量的丙烷，停机后系统中的蒸汽又会冷凝为液体，无法再回收，最后只能放空烧掉，既增加了损耗，又污染了环境。每次回收丙烷时都有约0.5 t丙烷液体无法输至罐区。按市场价每吨4000元的价格计算，造成2 000元的损失。

图2 回收液态丙烷原工艺流程图

2.3 回收丙烷时间长

一般情况下将丙烷储罐内的液体输送完需要20 ～25 h。

2.4 流程冗长，操作繁琐

在现场操作DN25截止阀1和2两个阀门相隔30 m，且DN25截止阀2、DN25单向阀需要操作人员爬上5 m高的平台操作和拆卸阀芯，操作十分不便。

2.5 存在不安全因素

DN25单向阀的阀芯由于经常拆卸，增加了泄漏的风险，以往有2次曾因此阀泄漏延误开机2 h。操作人员上到5 m高的平台上操作，增加了操作人员的不安全因素。

3 改进流程

为了降低回收丙烷液体的电能和丙烷的消耗，实现清洁生产，利用现有管线，最终确定改造方案如下（见图3加粗管线）

图3 改进后回收液态丙烷工艺流程图

3.1 改进说明

①利用丙烷压缩机现有密封气管线，引入燃料气压缩机5-K1提供的1.0 MPa干气，将丙烷压至罐区，不需再启动丙烷压缩机。②新增一条从丙烷储罐3-V4底部直接接入丙烷外输管线的DN25管线。改进后丙烷回收流程为：丙烷储罐 3-V4DN25截止阀3DN25截止阀4丙烷外输管线。管线长约25 m。

3.2 改进后流程特点

①不需启动丙烷压缩机。正常情况下还可利用另外一套运行装置的燃料气压缩机5-K1的干气回收丙烷液体，不用再专门启动机组，极大地减少了能耗，降低了劳动强度。②最大限度地回收丙烷。改进流程后，待系统内蒸汽冷却后再回收丙烷液体，可将系统内的丙烷全部压至罐区，避免丙烷的浪费。③时间短。回收同样数量的丙烷液体，只需4～5 h。④操作简便、安全。不需要再拆卸DN25单向阀的阀芯，降低了泄漏的危险。且改进后流程的阀门在地面就可以操作，直线距离只有8 m，操作安全方便。⑤两条管线可互为备用，不会影响开机。目前该方案已投入使用，效果良好。

4 效益分析

4.1 经济效益分析

①改造前延误开机2 h计算，按每小时生产轻烃10 t，每吨轻烃按4 000元的价格计算，改造后可减少损失8万元；②改造前需启动丙烷压缩机24 h，改造后无需启动，可节省电费2.63万元；③回收改造前每次放空的无法回收的丙烷0.5 t，价值0.2万元。共可减少损失21.66万元/a。

4.2 社会效益分析

该方案投入使用以来，此项工作在降低成本、提高效率、消除安全隐患，减少人员操作的不安全因素等方面均有明显的改善，实现了安全、清洁生产。