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摘 要：气田处理过程中产生的天然气轻烃凝液，需要脱除里面的轻组分，以利于安全运输和增加附加值。通过对青海油田天然气轻烃凝液组分的分析研究，提出了轻烃稳定的工艺方案，采用HYSYS软件对流程进行模拟计算，优选800kPa压力下精馏比较经济合理。介绍了该橇装装置的工艺过程，现场运行情况和设计特点。
关键词：天然气轻烃凝液 橇装装置 稳定轻烃
气田在开采后的处理过程中产生了大量的天然气轻烃凝液[1]，其组成为氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以上的烃类等。这部分天然气轻烃凝液不可直接作为产品，需要进行稳定处理，可通过精制得到稳定轻烃产品。稳定轻烃产品按蒸汽压范围分为两种牌号，其代号分别为1号和2号。1号产品作为石油化工原料，其雷氏饱和蒸汽压在74～200KPa。2号产品可作石油化工原料也可用作车用汽油调和原料，其雷氏饱和蒸汽压在夏天时<74 kPa，冬天时<88 kPa[2，3]。
一、目前现状
青海油田某气田原有轻烃稳定装置是采用闪蒸的方式进行，装置的操作温度偏高，得到的稳定轻烃产品产量低，而且产品不达标。采用新的装置能极大的提高产量。
表1为青海油田某气田天然气轻烃凝液混合物料组成表（日产量：20000kg/d；压力500kPa～800 kPa；一股物料温度：-5～-10℃；一股物料温度：5～10℃）；质量分率。
通过对三种方案用HYSYS软件[4，5]分别进行模拟分析计算，将计算结果进行比较。见表2
分析表明：随着操作压力的增加，塔底热负荷随之增加，而收率变化不大，与闪蒸条件下的轻烃产品604kg/h相比，目前模拟条件下的产量高出138kg/h。考虑到下游的操作压力最大达到600 kPa，装置的系统压降以及输送管道的压降，选择800 kPa压力下的精馏方案。
二、工艺流程简述
如图1所示，轻烃稳定柱（TW-101）有两路进料。进料1来自青海油田原天然气处理装置，进料温度5～10℃，塔中进料；进料2来自新增中压处理装置，进料温度-10℃左右，塔顶进料。
轻烃稳定柱塔顶无单独塔顶冷凝器，进料2作为稳定柱精馏段的冷源。稳定柱的操作压力由压力控制阀维持在一个稳定的范围。
塔底设再沸器，为稳定柱的操作提供热源，加热方式为电加热。电加热器采用可控硅控制，塔底温度维持在一个稳定的范围。
塔底输出为1号稳定轻烃，经产品空冷器（AC-101）冷却到40℃与来自轻烃稳定柱的塔顶干气在轻烃换热器（E-101）中换热。在轻烃换热器中，干气被加热至35℃后返回上游业主方压缩机入口分离器。塔底1号稳定轻烃降温至35℃左右后输送到站内自有的液烃储罐中。
三、装置运行效果
目前橇装式轻烃稳定装置已在青海油田某气田顺利投运。目前运行的数据通HYSYS模拟计算的数据完全吻合。
关键技术：
1.主体工艺和配置成熟稳定
本套装置采用成熟的精馏工艺，操作弹性大，运行稳定。轻烃换热器采用管壳式换热器，耦合换热，高效稳定；轻烃稳定塔采用国内知名品牌的核心部件，装置可靠性高。
2.细节优化节能优势明显
本套装置在设备选型、能量回收、压降利用等细节上充分发挥灵活性，将工艺流程和先进控制系统匹配得当。
3.自动化设施先进可靠
装置核心部件及控制仪表采用成熟产品，技术性能先进可靠；PLC系统实现工艺点的压力、温度、液位和流量等的自动控制和远传；较高自动化控制系统，实现无人值守；
4.三维设计突出人性化设计
利用三维设计手段提升橇装化工艺，实现全部工艺设备、管阀、控制仪表等的成套橇装化；装置整体布局优化紧凑合理，流程简捷，操作安全便捷。
四、結论
通过对青海油田天然气轻烃凝液组成的研究，提出了三种可选方案。通过对三种方案的分析研究，最终选定800 kPa下的精馏工艺。通过HYSYS软件模拟计算，结果表明：采用该工艺不仅能到合格的稳定轻烃产品，而且产量较高。目前橇装式轻烃稳定装置已经在青海油田某气田顺利投产。根据投产情况：该橇已达到轻烃稳定工艺计算的要求，并具有集成化程度高，占地面积少等特点；不仅回收了能源，还创造了经济效益。该工艺的研究对国内其他气田的轻烃凝液稳定具有一定的借鉴意义，极易在其他气田进行推广应用。
参考文献
[1]王遇冬 天然气处理原理与工艺[M] 北京：中国石化出版社，2006.
[2]GB8017-1987 石油产品蒸汽压测定法（雷德法）.
[3]GB 9053-1998 稳定轻烃.
[4]李士富 韩志杰 基本负荷型天然气液化HYSYS软件计算（一）J 石油与天然气化工 第38卷第4期 271-274，283.
[5]俞永尧应用HYSYS软件建立分馏系统模型及其仿真研究中国石油大学（华东）毕业设计（论文）.
作者简介：尹东霞（1982-），女，河南南阳人，工程师，硕士，主要从事石油化工和油气田设备及装置的研究设计工作。
关键词：天然气轻烃凝液 橇装装置 稳定轻烃
气田在开采后的处理过程中产生了大量的天然气轻烃凝液[1]，其组成为氮气、二氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以上的烃类等。这部分天然气轻烃凝液不可直接作为产品，需要进行稳定处理，可通过精制得到稳定轻烃产品。稳定轻烃产品按蒸汽压范围分为两种牌号，其代号分别为1号和2号。1号产品作为石油化工原料，其雷氏饱和蒸汽压在74～200KPa。2号产品可作石油化工原料也可用作车用汽油调和原料，其雷氏饱和蒸汽压在夏天时<74 kPa，冬天时<88 kPa[2，3]。
一、目前现状
青海油田某气田原有轻烃稳定装置是采用闪蒸的方式进行，装置的操作温度偏高，得到的稳定轻烃产品产量低，而且产品不达标。采用新的装置能极大的提高产量。
表1为青海油田某气田天然气轻烃凝液混合物料组成表（日产量：20000kg/d；压力500kPa～800 kPa；一股物料温度：-5～-10℃；一股物料温度：5～10℃）；质量分率。
通过对三种方案用HYSYS软件[4，5]分别进行模拟分析计算，将计算结果进行比较。见表2
分析表明：随着操作压力的增加，塔底热负荷随之增加，而收率变化不大，与闪蒸条件下的轻烃产品604kg/h相比，目前模拟条件下的产量高出138kg/h。考虑到下游的操作压力最大达到600 kPa，装置的系统压降以及输送管道的压降，选择800 kPa压力下的精馏方案。
二、工艺流程简述
如图1所示，轻烃稳定柱（TW-101）有两路进料。进料1来自青海油田原天然气处理装置，进料温度5～10℃，塔中进料；进料2来自新增中压处理装置，进料温度-10℃左右，塔顶进料。
轻烃稳定柱塔顶无单独塔顶冷凝器，进料2作为稳定柱精馏段的冷源。稳定柱的操作压力由压力控制阀维持在一个稳定的范围。
塔底设再沸器，为稳定柱的操作提供热源，加热方式为电加热。电加热器采用可控硅控制，塔底温度维持在一个稳定的范围。
塔底输出为1号稳定轻烃，经产品空冷器（AC-101）冷却到40℃与来自轻烃稳定柱的塔顶干气在轻烃换热器（E-101）中换热。在轻烃换热器中，干气被加热至35℃后返回上游业主方压缩机入口分离器。塔底1号稳定轻烃降温至35℃左右后输送到站内自有的液烃储罐中。
三、装置运行效果
目前橇装式轻烃稳定装置已在青海油田某气田顺利投运。目前运行的数据通HYSYS模拟计算的数据完全吻合。
关键技术：
1.主体工艺和配置成熟稳定
本套装置采用成熟的精馏工艺，操作弹性大，运行稳定。轻烃换热器采用管壳式换热器，耦合换热，高效稳定；轻烃稳定塔采用国内知名品牌的核心部件，装置可靠性高。
2.细节优化节能优势明显
本套装置在设备选型、能量回收、压降利用等细节上充分发挥灵活性，将工艺流程和先进控制系统匹配得当。
3.自动化设施先进可靠
装置核心部件及控制仪表采用成熟产品，技术性能先进可靠；PLC系统实现工艺点的压力、温度、液位和流量等的自动控制和远传；较高自动化控制系统，实现无人值守；
4.三维设计突出人性化设计
利用三维设计手段提升橇装化工艺，实现全部工艺设备、管阀、控制仪表等的成套橇装化；装置整体布局优化紧凑合理，流程简捷，操作安全便捷。
四、結论
通过对青海油田天然气轻烃凝液组成的研究，提出了三种可选方案。通过对三种方案的分析研究，最终选定800 kPa下的精馏工艺。通过HYSYS软件模拟计算，结果表明：采用该工艺不仅能到合格的稳定轻烃产品，而且产量较高。目前橇装式轻烃稳定装置已经在青海油田某气田顺利投产。根据投产情况：该橇已达到轻烃稳定工艺计算的要求，并具有集成化程度高，占地面积少等特点；不仅回收了能源，还创造了经济效益。该工艺的研究对国内其他气田的轻烃凝液稳定具有一定的借鉴意义，极易在其他气田进行推广应用。
参考文献
[1]王遇冬 天然气处理原理与工艺[M] 北京：中国石化出版社，2006.
[2]GB8017-1987 石油产品蒸汽压测定法（雷德法）.
[3]GB 9053-1998 稳定轻烃.
[4]李士富 韩志杰 基本负荷型天然气液化HYSYS软件计算（一）J 石油与天然气化工 第38卷第4期 271-274，283.
[5]俞永尧应用HYSYS软件建立分馏系统模型及其仿真研究中国石油大学（华东）毕业设计（论文）.
作者简介：尹东霞（1982-），女，河南南阳人，工程师，硕士，主要从事石油化工和油气田设备及装置的研究设计工作。