周洪 陶帅 岳永 胡容 赵福允

（华北油田公司第二采油厂，河北廊坊  065700）

 

摘 要：近年来，随着石油资源的逐步递减，给油气生产企业带来严峻的考验。作为天然气处理的管理者和操作者，要充分利用有限的资源，用低投资提高轻烃收率。那么在实际生产中，提高轻烃收率都有哪些途径呢？本文以华北油田公司第二采油厂雄安采油作业区岔一联合站（以下简称“岔一联合站”）为例，从影响轻烃收率的因素着手，分析提升轻烃收率的多种途径，以期为相关行业的可持续发展提供参考和借鉴。

关键词：优化参数；提高轻烃收率；合理调配；工艺改造 

中图分类号：TE6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064(2024)08-0008-03

 

1 轻烃收率的影响因素

岔一联合站天然气处理流程如图1所示。

   

图1 岔一联合站天然气处理流程

原料气低压进入装置，经低压分离器初步分离，除去固体杂质、游离水、凝析油后进入压缩系统，经两级压缩增压至1.9MPa，温度升至120℃，进入二级冷却器冷却至20℃左右，进入二级分离器进行气、液和采出水的三相分离。气相进入分子筛干燥器深度脱水，经粉末过滤器除去分子筛碎末，进入干气复热器，氨蒸发器、主换热器逐步冷却至-30℃，在低温分离器进行气液分离后，气相进膨胀机进行深冷成为冷干气，经脱乙烷塔塔顶冷凝器进入主换热器，与脱乙烷塔塔顶回流罐脱出气体汇合，进入干气复热器升温，又经过增压机增压后，以0.4MPa、40℃作为干气外输。

同时，从二级分离器、低温分离器分离出的液相以及脱乙烷塔塔顶回流罐冷凝液分别以低、中、高三股进料，进入脱乙烷塔脱除乙烷等轻组分后，进入轻油稳定塔进行进一步分馏，从而产出合格的液化气和稳定的轻烃。

在生产中，通过对原料气增压、分子筛脱水、氨预冷、膨胀深冷及精馏工艺等工序完成天然气的净化处理。在天然气生产处理中，必须了解天然气温度、压力及组分的变化，细致分析各工艺参数要求，通过精细调参，优化生产参数，制定可行的方案措施，提高轻烃收率。

在天然气生产处理中，岗位员工不断摸索、精心操作，找到影响轻烃收率的主要因素。

（1）轻烃收率与气源有关。

（2）轻烃收率与膨胀机高效运转有关。

（3）轻烃收率与员工操作有关。

2 提高轻烃收率的途径

通过分析影响轻烃收率的主要因素，岔一联合站充分利用资源，精细管理，实现工艺流程改造，提高轻烃收率。

2.1 合理调配，提高气源利用率

近几年，随着油气储量的递减，天然气处理量大大降低，岔一联合站从利用和调配气源上入手，提高原料气处理量。

（1）充分利用资源，保证系统进气，通过沟通协调天然气进气与外输量，提高装置处理伴生气的能力。在充分利用作业区自产气的同时，合理调用其他区块（岔南、岔北）的气源，在岔南、岔北来气管线上安装调节阀，稳定压缩机入口压力，保证系统总进气压力，提高可能利用的气源，增加轻烃产量。

（2）改造放空天然气管线，停产后排放的天然气再利用。每年检修时，各容器的放空天然气都要经放空分液罐排放到放空火炬排放掉，既浪费资源，同时还存在环境污染等不安全因素，通过对放空线进行改造，将本站锅炉、油炉、水炉燃气线与放空分液罐出口管线连通，年度检修时，装置停产后，放空天然气排放至放空分液罐后，作为站内燃烧气燃烧，对放空天然气再利用。

检修时，关闭放空分液罐出口至放空火炬的阀门（如图2阀1所示），打开放空分液罐出口至各燃气线阀门（如图2阀2所示），使放空天然气在本站有效消耗，节省了资源，保证了安全。 

 

 

图2 放空分液罐改造

（3）降低故障率，保证装置运行时率。一是减少软件故障停产。加强自动化系统的检查及维护保养，及时发现设备、容器、管线及各设施隐患，排除设备故障，减少控制系统故障停机。压缩系统使用的丙烷压缩机，由于结构复杂，操作点多，易损件多，检查、判断设备故障问题的难度大。多年来，对员工的技术素质要求也是设备运行、维护的重中之重。在工作中通过看、摸、听、比、放、辨“六字诀”管理，保障设备运转率。“看”即看设备的各个参数、运行状况、各连接部位及工作部件有无异常；“摸”即摸电机温度、轴承温度、曲轴箱温度等有无变化；“听”即听电机、泵、机体运转等声音是否规则；“比”即比较同时运行的两台设备参数的偏差，比较同一台机子今天与昨天在工况相同条件下有无异常；“放”即按时“放”液；“辨”即辨认放液声音、机子振动、工艺参数、设备运行等有无变化。通过“六字诀”管理法，使岗位操作员工准确了解压缩机的工作情况，及时发现存在的各类隐患，维护设备高效运转。对控制系统接点定期进行检查维护，排除信号干扰。定期校验、维护控制仪表，防止因仪表失灵而影响油气生产。岗位员工细心巡查，增强工作责任心，发现问题及时解决，避免事态进一步扩大，减少损失。将更换小配件、小阀门等工作利用检修时机同时完成，以减少因更换小配件、小阀门等造成的停机次数，保障装置运行时率。

二是减少硬件故障停产。岔一联合站脱乙烷塔、轻油稳定塔蒸汽管线长年处于高温高压下，极易发生管线穿孔现象，为了解决两塔蒸汽管线易腐蚀穿孔的隐患，减少停产时率，这个站利用年度检修契机，将蒸汽管线的材质由普通钢管更换成不锈钢管，同时将易发生穿孔的容器管线更换为不锈钢材质，大大降低了管线穿孔频率，保障装置运行正常。

2.2 精细操作，强化员工执行力

天然气处理中，各容器的温度、压力、液位控制是精细操作的关键。要控制好各项运行参数，员工不仅要熟练操作重要参数的调控，而且要善于分析参数异常的原因，发现问题症结，找到根治良方。

根据化验数据精细调节。岔一联合站在日常生产中通过日报表录取数据来计量气量。当日输气量变化有异常时，就要根据化验数据分析液化气组分，调节控制参数。脱乙烷塔是天然气净化处理的重要设备，通过控制塔釜温度，使脱乙烷塔内介质组分实现精确分离。在工作中，当气量变化较大时，脱乙烷塔温度调节阀时常处于频繁启闭状态，使塔釜温度控制误差大，影响了轻烃的质量和产量。为了让调节阀工作稳定，通过调节脱乙烷塔的进料调节阀比例积分，保持进料平稳；调整膨胀机入口压力、增压机出口压力和膨胀机进口压力调控膨胀机转速，以降低膨胀机出口温度；平稳调节脱乙烷塔塔釜温度，确保精准控制。通过精细调节，脱乙烷塔塔釜温度调节误差由之前的3℃～5℃控制到1℃～2℃，膨胀机在最佳工况下运行，且进料平稳，平均日增轻烃0.5t～1.5t。

保证系统压力细控微调。由于原料气组分变化、回流气压力变化等原因，岗位人员必须根据装置系统压力变化及时调整装置进气压力，以保证系统压力平稳。岗位员工根据来气压力变化，及时、合理地调控低温分离器气相出口旁通阀开度，在保证膨胀机平稳运转的基础上，将系统压力控制在1.85MPa左右，有效提升天然气液化率。

控制好再生分子筛温度，确保深度脱水。岔一联合站用分子筛干燥器对天然气进行深度脱水。在操作中，当分子筛再生气压差保持在0.1MPa～0.15MPa时，再生炉出口温度控制在270℃～330℃，并能保证分子筛出口温度在170℃～230℃时恒温达到3小时，此时的分子筛再生效果最佳，原料气能达到最佳的深度脱水效果。岗位员工精心调控温度，根据外输压力变化及时调整再生分子筛首尾线压差，控制好炉膛温度和再生温度，以确保最佳脱水效果。

2.3 革新改造，保障设备运转率

岔一联合站从工艺流程改造、设备容器革新上，提质增效，提高轻烃收率。

（1）对膨胀机油压加装自力式调压阀。膨胀机的密封气是为了防止原料气中窜入润滑油而起密封作用的。在操作中，膨胀机的油压要低于密封气压力0.1～0.15MPa。密封气压力源自低温分离器压力调节阀前，由于气量变化，系统压力波动，造成密封气压力波动，引起油压波动。对膨胀机油压加装自动调压阀，膨胀机润滑油压力调节阀改造如图3所示，通过加装的自动调节阀实现自动调节，使油压与气密气压力控制平稳，膨胀机转速高且保持稳定，制冷效果好，增加产量。防止员工不断到现场手动调试，出现不调节或调节不及时现象。

 

图3 膨胀机润滑油压力调节阀改造

（2）改造二级分离器液相出口，减少冻堵。冻堵是生产中经常发生的生产异常状况。二级分离器是轻烃生产的重要容器，它既为原料气进行油水分离，又为轻烃处理提供液相进料。原二级分离器积液包与容器相连的两侧有部分凸出，使积液不能全部排至积液包内，同时液相出口太低，油水界面低易将水带入脱乙烷塔，塔釜再沸器将水蒸发至塔顶冷凝器，引起塔顶冷凝器出口冻堵。对液相出口进行改造，将积液包两侧部分凸出切割豁口，让水能全部流入积液包。将二级分离器液相出口在原有的基础上加高10cm，有效防止油水界面的水通过液相出口管线进入脱乙烷塔。这样大大减少原料气水分带入脱乙烷塔，防止冻堵现象发生，减少因冻堵而造成的影响。二级分离器液相出口改造如图4所示，左图为改造前，右图为改造后。

（3）对污水排放系统集中改造。以前，岔一联合站气区将天然气处理后的污水排放至气区液下池，既造成天然气对环境的污染，又给生产安全、人员安全带来威胁。同时，压缩系统排液和净化装置区污水排放带出的轻烃无法回收。为此，对污水排放系统进行集中改造，污水在排放过程中，实现密闭排放，减少环境污染及安全隐患，并集中回收轻烃及天然气。改造工作与气区年度检修同步进行，以密闭改造为主，涉及二级分离器、低压分离器等共计10处。排放的气体进入大罐收气装置回收；轻烃及污水通过管道泵，进入油区沉降罐分离，然后进入原油储罐回收。

（4）对脱乙烷塔防冻堵流程进行改造。由于脱乙烷塔再沸器内部结构设计存在缺陷，造成塔器内水蒸气含量高，导致塔顶冷凝器出口管线和脱乙烷塔回流U型管线水化物冻堵，使脱乙烷塔塔顶回流量过少，塔顶温度无法满足工艺要求，减少了轻烃回收率。同时，由于冻堵频繁，导致甲醇用量非常大，既给操作员工增加了劳动强度，又影响生产安全。

岗位员工通过在脱乙烷塔回流罐的U形管底部加装放空阀（如图5阀3所示），放空阀前后设控制阀（如图5阀1、阀2所示），将脱乙烷塔系统内的冷凝水在U形管底部排出，有效减少塔顶冷凝器出口和U型管处的水化物冻堵，使塔顶温度满足工艺要求，提高轻烃回收率，减少甲醇用量。改造示意图如图5所示。经改造后，每月增产轻烃1t，月节省甲醇170kg。

  

图5 脱乙烷塔改造示意图

3 结语

在生产中，岗位员工不断摸索天然气处理工艺，探索提高轻烃产量、质量的方法和措施。通过优化装置处理区的各种参数，对所有设备点位进行有效磨合，以达到提高轻烃产品的数量和质量的目标。集思广益，群策群力，大力推进征集合理化建议和创新创效“金点子”活动，鼓励岗位员工为企业高质量发展献计献策，并通过年度检修，将员工提出的优质合理化建议细化落实，大大提高轻烃收率。

 

参考文献

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作者简介：周洪（1974—），男，河北霸州人，研究方向：天然气处理。

 

On the Ways to Improve the Yield of Light Hydrocarbons

ZHOU Hong,TAO Shuai,YUE Yong,HU Rong,ZHAO Fuyun

(The Second Oil Production Plant of North China Oilfield Company, Langfang  Hebei  065700)

Abstract:In recent years, with the gradual decline of petroleum resources, it has brought severe test to oil and gas production enterprises. As managers and operators of natural gas treatment, we should make full use of limited resources and increase the yield of light hydrocarbons with low investment. So what are the ways to improve the yield of light hydrocarbon in actual production? Taking the Cha-one combined station in Xiong'an oil production area of the Second Oil Production Plant of Huabei Oilfield Company as an example, this paper analyzes various ways to improve the light hydrocarbon yield from the factors affecting the light hydrocarbon yield. The aim is to provide reference for the sustainable development of related industries.

Key words:optimizing parameters;improving light hydrocarbon yield;reasonable blending;process modification