深-浅冷联合运行可行性分析

晏硕（大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工九大队，黑龙江 大庆 163000）

深-浅冷联合运行可行性分析

晏硕（大庆油田有限责任公司天然气分公司油气加工九大队，黑龙江 大庆 163000）

当浅冷装置制冷温度升高时，在深冷运行参数一定情况下，随着深冷装置入口气量增加以及原料气组分变富，五套装置总体收率略有增加；浅冷装置制冷单元和乙二醇单元停运，可以降低装置的总体能耗和物耗。本文为探索浅冷装置运行状态对轻烃总产量和能耗的影响规律，提出停运浅冷装置制冷单元的可行性分析。

联合运行；收率；能耗

1 试验前期准备

深冷装置处理气量控制在35000～36000m3/h，塔顶制冷温度控制在-85～-88℃；浅冷装置处理气量16000～17000m3/h，制冷温度控制在-24～-26℃，试验时间3天。

1.1 考察深冷分子筛脱水单元的适应性

逐步降低氨压缩机的负荷，提高氨蒸发器出口天然气温度，初步按10℃为一个阶梯，每个阶梯运行时间不低于24小时，直到氨压缩机完全停运为止。在浅冷装置外输气温度逐步升高的同时，深冷装置关注分子筛系统再生参数，重点观察分子筛出口露点温度、冷冻单元冷箱压差变化情况，确认在原有的操作周期内分子筛是否能够完成再生，如不能，暂停试验或维持氨制冷系统低负荷运行继续试验。

1.2 分析浅冷停运制冷系统对深冷装置影响

在浅冷停运制冷系统，塔顶温度为试验最低值温度下，保持深冷运行一周，记录相关数据，并与第一阶段采集数据进行对比分析，完成调整试验方案。

1.3 探索降低深冷制冷温度的可行性

在膨胀机转速规定高限以下，且膨胀机其他机械参数均在报警范围内，逐步调节增加膨胀机入口气量，降低塔顶温度。每次1℃为一个阶梯，每个参数下运行时间不低于24小时。

2 考核情况

（1）分别采集轻烃产量、轻烃收率、浅冷商品气、深冷塔顶制冷温度、浅冷制冷温度、露点及含水、能耗、原料气组分等基础数据，做为试验对比数据。

试验期间深冷装置日均轻烃产量减少14吨；浅冷装置轻烃产量减少6吨。深冷装置轻烃收率减少0.13t/104m3。浅冷装置轻烃收率减少0.41t/104m3。浅冷商品率增加0.31%。日均商品气量33.7万立方米。

深冷装置塔顶制冷温度均控制在-87～-88℃左右，运行平稳。

图1.1 塔顶制冷温度曲线图

浅冷装置除27日因上级电网波动造成全厂停机外，其余时间制冷温度均控制在-23～-24℃左右，运行平稳。

试验期间深冷分子筛露点平均值-46.78℃，含水平均值48.58pmv，露点及含水无明显变化。深冷主机日均耗电量82848千瓦时，辅机日均耗电量4696千瓦时；浅冷主机日均耗电量65700千瓦时，辅机日均耗电量5400千瓦时。浅冷清水日均消耗3356吨。深冷机组单耗日均972.15kWh/104m3；浅冷机组单耗日均1526.78kWh/104m3。深冷综合能耗日均15.3千克标煤/吨产品；浅冷综合能耗日均33.6千克标煤/吨产品。

图1.2 浅冷制冷温度曲线图

（2）考察深冷分子筛脱水单元适应性。试验期间，浅冷停运制冷机，深冷分子筛露点无明显变化，含水增加了60.73pmv。经确认，冷箱压差、塔顶压力、脱甲烷塔各层压差均在正常范围内，无冻堵现象发生。由此说明，随浅冷逐步降低制冷温度及停运制冷单元，深冷分子筛脱水单元脱水能力呈下降趋势，对于脱水系统的持久性持怀疑态度，需长期进行考核，试验期间深冷制冷单元含水承受能力在正常范围内，可保证装置平稳运行。

（3）分析红压浅冷停运制冷系统对红压深冷装置影响。分别记录原料气分组、轻烃产量、轻烃收率、浅冷商品气、能耗等数据进行对比分析。

①原料气组分：深冷入口C1含量与试验前相比，C1含量增加1.53%。②轻烃产量：深冷装置日均轻烃产量与试验前相比，增加46吨，浅冷装置日均轻烃产量与试验前相比减少41吨。大队总产量较试验前增加5吨；③轻烃收率：深冷轻烃收率与试验前相比增加0.64t/104m3。④浅冷商品气：商品率与试验前相比增加6.5%，商品气量较试验前增加7.21万立方米。⑤能耗：1）试验前后深冷主机耗电量、辅机耗电量及塔底泵耗电量均无明显变化；浅冷主机耗电量、制冷油泵耗电量无明显变化，浅冷制冷机耗电量减少4000千瓦时左右，共节省耗电量48960千瓦时。2）浅冷停运制冷单元日均耗水量为0，共节约用水48320吨。

2.4 探索降低深冷制冷温度的可行性。原定第四阶段的试验，因运行工况发生改变，试验无法继续进行，待上游杏三浅冷启机后，深冷结束增压外输任务继续进行。

3 存在问题

试验发现，处理气量受环境温度及电机线圈温度影响较大。深冷电机线圈温度TE-1325属于F级绝缘线圈，对应温升100℃（室温20℃），所以设定深冷电机线圈温度TE-1325不高于125℃。随环境温度升高，电机线圈温度随之升高，站队采取地面洒水降温措施，如温度持续升高，为保证装置平稳运行，只能控制处理气量，日均影响处理气量约9.6万立方米。

结论：截止至深浅冷联合试验结束，通过对各项参数及数据的统计，得出：（1）产烃量增加5吨。（2）轻烃收率增加0.51t/ 104m3。（3）日均节省耗电量3960千瓦时。（4）日均节省耗水量3020吨。（5）商品率增加6.5%，商品气量增加7.21万立方米。（6）浅冷综合能耗日均减少了1.49千克标煤/吨产品。

[1]王民.天然气处理装置工艺优化方案研究及实施.中国石油和化工标准与质量.2013（18）：262-262