RSV乙烷回收控制CO2冻堵工艺改进

为提高RSV流程对原料气CO2摩尔分数的适应性,应用重烃对CO2的吸收原理提出部分原料气过冷乙烷回收工艺(recycle split-vapor and feed,RSVF),并对提出的RSVF流程进行了改进效果、原料气CO2适应性及流程特性分析。分析结果表明,与RSV流程相比,RSVF流程对原料气CO2摩尔分数适应性更强,相同条件下提高CO2冻堵裕量1.5~1.8℃,节省主体装置总压缩功0~7.56%;当原料气CO2摩尔分数达2.5%时,对不同气质RSVF流程仍能达到90%以上的乙烷回收率。此外,RSVF流程过冷原料气的量一般控制在原料气总量的10%~20%;低温分离器气相过冷量控制在低温分离器气相总量的1%~10%;低温分离器液相过冷量需根据气质条件及原料气CO2摩尔分数确定。

红压深冷装置CO_2冻堵的解决措施

针对大庆天然气分公司红压深冷装置低温下出现CO2冻堵,影响轻烃品质和收率的实际问题,分析了CO2冻堵形成的条件和原因,有针对性地提出了三种解决措施,并论证了措施的可行性。

深冷装置CO2冻堵防控及提高装置轻烃收率措施

针对南八深冷装置来气中CO2含量逐年升高导致冻堵情况时有发生的问题,摸索CO2冻堵规律,通过调整装置参数找出合理控制点;并通过重新调整预冷温度增加过冷回流的方法吸收塔顶区域CO2,使之偏离冻堵温度,进一步提高装置收率,取得了较好效果。

深冷装置防CO_2冻堵操作调整

本文分析深冷装置CO2冻堵原因及其在装置的浓度分布规律,通过采取工艺调整措施使装置运行工况进一步接近设计工况。

重烃防冻堵工艺的现场应用

为解决伴生气中CO2含量越来越高,易导致天然气处理装置中脱甲烷塔塔顶冻堵的问题,在现有工艺设备基础上,增加了1套加注重烃防CO2冻堵的流程,利用重烃吸收气相中CO2的工艺技术,吸收脱甲烷塔上部区域的CO2,可以将脱甲烷塔塔顶温度控制得较低,提高了装置的乙烷收率。同时还根据统计数据分析了工艺存在的问题,为将来的改进提供了参考意见。

控制CO2固体形成乙烷回收流程改进

为增强乙烷回收流程对原料气CO 2含量的适应性,应用丙烷及以上液烃对CO 2的吸收原理,在RSV流程的基础上提出部分干气与液烃再循环工艺(简称RSVL)与部分原料气过冷工艺(简称SVFS),并利用Aspen HYSYS软件对提出流程进行了改进效果、原料气CO 2适应性对比分析。结果表明:相同乙烷回收率及主体装置总压缩功的情况下,RSVL,SVFS流程较RSV流程最小CO 2冻堵裕量分别上升约0.9℃,1.8℃,SVFS流程对原料气CO 2摩尔分数适应性最强,当原料气CO 2摩尔分数为2.5%时,RSVL,SVFS流程乙烷回收率分别为88.7%,91.2%;在相同乙烷回收率及最小CO 2冻堵裕量情况下,与RSV流程相比,RSVL、SVFS流程分别节省主体装置总压缩功1%—5%,4%—6%。

低压富气乙烷回收工艺改进

目的国内油田伴生气乙烷回收均采用液相过冷工艺(LSP),解决该工艺在乙烷回收运行工况中存在的能耗较高、回收率较低的问题。方法基于LSP工艺流程和气相过冷、气液相混合过冷的原理,提出气液两相过冷改进工艺(GLSP)、原料气分流过冷工艺(FGSP),并进行工艺流程对比分析,重点研究改进工艺的特性和对原料气中CO_(2)的适应性。结果①GLSP工艺适用于外输气压力低的油田伴生气乙烷回收,具有乙烷回收率高、CO_(2)适应性强(CO_(2)摩尔分数为0.5%~2.5%)等特点;②GLSP工艺流程最优增压压力范围为4.0~4.5 MPa,乙烷回收率不宜超过95%;③在原料气中CO_(2)含量相同的条件下,随着气质变富,脱甲烷塔控制CO_(2)冻堵的能力不断增强;④在同一气质条件下,装置总能耗随着原料气中CO_(2)含量的增加而增大。结论提出的改进工艺提高了乙烷回收率,确定了最优增压范围,并提高了对原料气中CO_(2)的适应性,为实际低压富气乙烷回收装置设计提供参考。

RSV乙烷回收影响CO2固体形成因素分析

对RSV流程CO2固体形成进行分析,重点分析RSV流程关键参数对CO2固体形成的影响、各关键参数对CO2固体形成、乙烷回收率、主体装置总压缩功的敏感性、RSV流程对原料气CO2含量的适应性。分析结果表明:为避免乙烷回收装置CO2固体形成,可提高脱甲烷塔塔压、降低低温分离器温度、增加低温分离器气相过冷量、减少外输气回流量、增加低温分离器液相过冷量、降低第二股进料位置或升高膨胀机进料位置。各关键参数对CO2固体形成的影响强弱依次为:脱甲烷塔塔压、低温分离器温度、低温分离器气相过冷比、低温分离器液相过冷比、外输气回流比。RSV流程对于CO2含量高于2%的较贫气质适应性较弱,原料气CO2含量越高、压力越低、原料气气质越贫,CO2冻堵控制难度越大。

控制凝液产品中CO_(2)含量的乙烷回收流程改进

研究了RSV流程CO_(2)冻堵机理和控制手段,RSV流程可以通过控制合理的工艺参数和设置预分离器的方式控制冻堵;分析了RSV流程和脱甲烷塔中CO_(2)的分布规律,结果表明,控制凝液产品中CO_(2)含量需要将脱甲烷塔下部的CO_(2)气化并使得之进入上部;在RSV流程基础上,改进双塔RSVC流程,双塔设置可以实现脱甲烷塔顶气相对吸收塔底部液相中CO_(2)进行汽提,提高吸收塔中的CO_(2)浓度,设置预分离器可以在吸收塔气相中CO_(2)含量升高后控制CO_(2)冻堵。RSV和RSVC流程对比结果表明,RSVC流程在几乎不影响乙烷收率情况下,使凝液产品中的CO_(2)含量能降低约2.4%。

天然气轻烃回收工艺设计及操作参数的优化

以廉价天然气中的乙烷和丙烷为原料的乙烯成本仅是石脑油等重质原料成本的30%,高压管输天然气进入城市门站分输需调压,调压过程中有大量压力能可利用。本文以某段高压管输天然气为原料,提出了处理量60×104m3/h的轻烃分离回收工艺流程,综合考虑轻烃回收率、系统功耗、CO2冻堵、冷箱传热温差等因素,优化操作参数,完成了系统能量的高效集成,实现了轻烃分离工艺的节能降耗。该方案C2回收率达90%以上,可为乙烯装置提供优质的乙烷等轻烃原料50.75万吨/年,有利于解决乙烯工业发展的原料瓶颈,提高天然气、乙烯工业的整体经济效益。