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調(diào)壓閥在天然氣處理系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

2014-12-07 11:01王軍奇
中國(guó)科技縱橫 2014年3期
關(guān)鍵詞:樂(lè)東組份調(diào)壓閥

王軍奇

(中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司東方終端,海南東方 572600)

調(diào)壓閥在天然氣處理系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

王軍奇

(中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司東方終端,海南東方 572600)

中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司東方終端擔(dān)負(fù)著東方1-1氣田、樂(lè)東22-1氣田和樂(lè)東15-1氣田天然氣的處理工作,處理合格的天然氣外輸?shù)较掠胃鱾€(gè)用戶。本文通過(guò)在天然氣處理系統(tǒng)中增加一個(gè)調(diào)壓閥的方法解決了東方終端天然氣處理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,使整個(gè)工藝流程更加優(yōu)化、穩(wěn)定和便于操作。

調(diào)壓閥 天然氣處理 工藝 優(yōu)化

1 引言

在石油化工行業(yè)中天然氣處理系統(tǒng)工藝流程已經(jīng)比較成熟了,但是每個(gè)處理裝置在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中總會(huì)遇到各種問(wèn)題,這些問(wèn)題往往給整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行和外輸質(zhì)量控制上帶來(lái)諸多困擾。本文對(duì)東方終端天然氣處理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了闡述并通過(guò)一個(gè)小改造解決了該問(wèn)題。

2 東方終端天然氣處理系統(tǒng)簡(jiǎn)介

中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司東方終端(以下簡(jiǎn)稱終端)位于海南省羅帶鄉(xiāng),是中海油湛江分公司東方1-1、樂(lè)東15-1及樂(lè)東22-1三個(gè)氣田的陸上天然氣處理終端。東方1-1氣田天然氣由東方天然氣處理裝置處理,樂(lè)東氣田(包含樂(lè)東22-1和樂(lè)東15-1兩個(gè)氣田)天然氣由樂(lè)東天然氣處理裝置處理,處理后的天然氣外輸給下游各用戶。

終端天然氣處理流程簡(jiǎn)圖如圖1:

海上平臺(tái)來(lái)天然氣上岸后進(jìn)入段塞流捕集器進(jìn)行初步的氣液兩相分離,分離后的天然氣再進(jìn)入過(guò)濾分離器進(jìn)一步過(guò)濾和分離,過(guò)濾分離后的天然氣分兩路,一路直接供給化學(xué)公司(二氧化碳含量較高,需要脫碳后的天然氣進(jìn)行配比),另一路進(jìn)入烴露點(diǎn)控制單元,經(jīng)過(guò)烴露點(diǎn)控制單元后進(jìn)入MDEA脫碳系統(tǒng)脫除天然氣中所含的二氧化碳,然后進(jìn)入硅膠脫水系統(tǒng)脫除天然氣中的水份,處理合格的天然氣一部分用于化學(xué)公司用戶一路的配氣,使外輸天然氣組分滿足合同要求;另一部分經(jīng)過(guò)天然氣透平壓縮機(jī)增壓后外輸給管輸公司;外輸給甲醇用戶的天然氣有來(lái)自東方段塞流捕集器后壓力調(diào)節(jié)閥前的配氣流程。

3 天然氣處理系統(tǒng)中存在的問(wèn)題

東方和樂(lè)東海上來(lái)氣天然氣氣量比例和組份對(duì)比(如表1):

由于東方和樂(lè)東海上來(lái)天然氣二氧化碳含量較高且來(lái)氣組分差別很大,而下游用戶中化學(xué)公司和甲醇用戶對(duì)接收天然氣的組份和壓力都有一定要求, 一旦供氣壓力和組份的變化速率超過(guò)了下游裝置的調(diào)節(jié)彈性時(shí),將會(huì)引起下游裝置設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)停。

在實(shí)際天然氣生產(chǎn)處理中遇到了以下兩個(gè)問(wèn)題:

(1)由于樂(lè)東平臺(tái)至終端海管管線較長(zhǎng)且產(chǎn)液量較大,需要定期利用清管球?qū)9苓M(jìn)行清管作業(yè),在終端收球過(guò)程中清管球即將到達(dá)終端時(shí)由于海管積液較多,在清管球的前方有一段純液體,該段液體進(jìn)入裝置的表現(xiàn)為天然氣氣量逐漸減少,直至無(wú)流量一段時(shí)間后再瞬間增大超過(guò)正常值,然后逐漸恢復(fù)到正常氣量,由于樂(lè)東和東方天然氣是互相配比和使用的,如果出現(xiàn)上述情況將會(huì)導(dǎo)致終端整個(gè)天然氣系統(tǒng)的壓力和組份產(chǎn)生很大的波動(dòng),一旦外輸天然氣組份波動(dòng)過(guò)大,就會(huì)導(dǎo)致下游用戶關(guān)停,這是我們生產(chǎn)過(guò)程中不允許出現(xiàn)的。

(2)樂(lè)東天然氣經(jīng)過(guò)脫碳、脫水后和東方脫碳、脫水后的天然氣混合后進(jìn)入天然氣壓縮機(jī)進(jìn)口壓縮外輸,由于下游用氣量的不穩(wěn)定和壓縮機(jī)負(fù)荷調(diào)整等諸多因素的影響,壓縮機(jī)進(jìn)口壓力是不穩(wěn)定的,樂(lè)東裝置系統(tǒng)壓力是通過(guò)上岸段塞流捕集器前的壓力控制閥控制的,正常情況下其系統(tǒng)壓力保持穩(wěn)定,如果壓縮機(jī)進(jìn)口壓力高低變化時(shí)那么進(jìn)入脫碳系統(tǒng)的氣量就會(huì)波動(dòng),從而引起脫碳系統(tǒng)超負(fù)荷或欠負(fù)荷運(yùn)行,這對(duì)脫碳系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和外輸組份的穩(wěn)定都會(huì)產(chǎn)生影響。

這兩個(gè)問(wèn)題嚴(yán)重影響了終端天然氣處理的穩(wěn)定性和下游用戶用氣的安全性,急需合理有效的方法解決。

圖1

4 解決方法

針對(duì)以上問(wèn)題,我們對(duì)天然氣處理系統(tǒng)進(jìn)行了如下工藝流程改造(如圖2)。

在樂(lè)東丙烷蒸發(fā)器和天然氣分離器之間增加一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥。

通過(guò)新增壓力控制閥建立天然氣處理系統(tǒng)的壓力梯度,即海管壓力高于上岸壓力調(diào)節(jié)閥和丙烷蒸發(fā)器之間的壓力,丙烷蒸發(fā)器之前的壓力高于新增壓力調(diào)節(jié)閥后至天然氣壓縮機(jī)進(jìn)口的壓力。

圖2

表1

5 改造后效果

(1)在清管球即將進(jìn)站前將上岸壓力調(diào)節(jié)閥和新增壓力調(diào)節(jié)閥之間的壓力提高(由于段塞流捕集器的設(shè)計(jì)壓力高于脫碳系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力,所以沒(méi)加調(diào)壓閥前不能把上岸壓力調(diào)節(jié)閥設(shè)點(diǎn)調(diào)的太高,否則會(huì)導(dǎo)致脫碳系統(tǒng)超壓),提高這段容器和管線之間的儲(chǔ)氣量,那么當(dāng)清管球進(jìn)站時(shí)短時(shí)間內(nèi)造成的氣量少和無(wú)氣量時(shí)可以通過(guò)上岸調(diào)壓閥和新增調(diào)壓閥之間儲(chǔ)存的氣量作為補(bǔ)充,保證了系統(tǒng)氣量的穩(wěn)定,使下游用戶的組份和壓力波動(dòng)降到最小。

(2)利用新增壓力調(diào)節(jié)閥可以在中控室很方便的控制脫碳系統(tǒng)前后的壓差,從而控制進(jìn)入脫碳、脫水系統(tǒng)的氣量穩(wěn)定,保證了脫碳后氣體的組份穩(wěn)定。

(3)經(jīng)過(guò)丙烷蒸發(fā)器冷卻后的天然氣再通過(guò)新增壓力控制閥的減壓作用進(jìn)一步節(jié)流降溫,控制天然氣烴露點(diǎn)在一個(gè)更低的溫度,保證進(jìn)三甘醇脫水的天然氣不攜帶油和輕烴,避免三甘醇溶液污染,增強(qiáng)了三甘醇脫水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

(4)節(jié)流降溫后溫度更低的天然氣和進(jìn)料的天然氣在天然氣預(yù)冷器中進(jìn)行換熱,使換熱后的進(jìn)料天然氣溫度較改造前更低,減少了丙烷蒸發(fā)器中丙烷的循環(huán)量,從而降低了丙烷壓縮機(jī)的負(fù)荷,節(jié)約了電能。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)新增一個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥的小改造解決了天然氣處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題,使天然氣處理系統(tǒng)流程更加優(yōu)化、平穩(wěn)和易于操作。該改造投資費(fèi)用少、改造方便,在后期的使用過(guò)程中取得了良好的效果。

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