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摘 要：孤东油田具有较为丰富的伴生天然气，为了有效利用资源，在轻烃站设计初期即决定采用浅冷与深冷相结合的混合制冷处理工艺，以期达到较高的轻烃回收率，投产初期收到了较好的效果，经过多年的运行，随着天然气组分越来越贫、原工艺中存在缺陷的影响，导致收率下降、能耗增高等问题日益突出。为了解决这些问题，经过近几年的摸索，在数据分析对比，总结研究的基础上，通过设备优选、工艺改进、优化运行参数等方法，充分发挥了混合制冷工艺的作用，达到了提高经济效益的目的。
关键词：轻烃回收混合制冷工艺设备优选工艺改进优化运行参数
一、基本情况
孤东集输轻烃站由集配气、增压、干燥、净化、氨制冷、膨胀机制冷、供水、供电等系统组成，设计日处理气量：10万Nm3/d。工艺流程如下：进装置的原料气，在预先分离器中除去油、水和其他杂质后进入压缩机增压至1.6Mpa，在出口冷却器、前分离塔中冷却，进一步除去水，进入干燥塔进行升温脱水处理后，在浅冷箱降温后，进入蒸发器，此时，原料气中的重组分冷凝为液体，气液混合物在低温后分离塔内得到分离，分出气体的主要成分是CH4，其凝析液为C2+组分的混合烃，进入主冷箱进行换热后进入脱乙烷塔脱除C2，塔底混合烃进入稳定塔，塔顶液化气进冷凝器后进入罐区作为液化气产品，塔底稳定轻烃作为产品外销。
工艺流程如下：
二、影响混合制冷工艺效果的因素
1.原料气的变化
1.1原料气越来越贫
由表一可以看出：原料气中的C3及C3以上组分体积百分率由设计的8.36%降为1.83%。
1.2原料气量下降
由表二可以看出：原料气量呈下降趋势。
由于冬季伴生天然气量较低，为了保证正常的居民供气，有时冬季轻烃装置需停运2-3个月，导致轻烃装置开工率下降；C3及C3+以上组分下降，导致了轻烃产量的下降。
1.3总硫含量升高
随着油田三采开发力度的加大，伴生气中的总硫含量逐年升高，造成轻烃回收装置原料气的总硫含量高于国家石油天然气标准要求的270mg/m3，硫化物引起管线阻塞、腐蚀穿孔，导致制冷、干燥等工段的设备不能正常运行，整个工艺系统压力过高；分子筛对水的吸附能力下降，造成主冷器冻堵，系统需停运热吹，影响了装置开工率，轻烃产品的质量大幅度下滑。
2.设备不匹配（能耗高、易损、维修、成本）
膨胀机、氨压缩机、空气压缩机故障率高，维修频繁，维修成本高，机组设计偏于保守，能耗普遍较高，整机性能和产品质量较低，属于淘汰产品，影响了轻烃装置的开工率，增加了能耗。
3.运行参数不合理
天然气压缩机、膨胀机、氨压缩机组运行参数未能达到设计要求，造成冷凝压力偏低、冷量不足，使冷凝分离出来的液化量减少；脱乙烷塔是轻烃回收装置中回收物与脱除物分离的要害部位，脱除物中带走的液烃难于再回收，在脱乙烷塔中的分离效果决定全装置的丙烷收率，制冷单元与液烃分馏单元不协调，导致提供给脱乙烷（甲烷）塔塔顶冷量不足，造成塔顶温度偏高，使液烃损失增大，产品收率低。
三、制定、实施优化方案
1.改进工艺，满足生产需求
1.1为保证轻烃装置正常运行，居民供气改为集输公司返输气直供，孤东各联合站来气供轻烃装置原料气。同时在各种来气中优选较富的天然气作为原料气，经化验、分析，东一联、东二联气量即能满足生产需求，在四个联合站中组分也是较富的。
1.2为提高产品质量，降低了原料气的总硫含量，经过分析、对比相关技术资料，筛选出了适合小型轻烃装置的经济、高效的低压固体脱硫工艺，降低了原料气的总硫含量，减少了H2S对设备、管线的腐蚀。实现了提高轻烃产品质量的目的。
1.3根据季节温度变化的影响，冬季停运氨制冷系统，只运行膨胀机进行深冷即可满足生产需求，当春季气温回升时，根据装置温度变化开启浅冷装置，采取混合制冷工艺。这样既满足了生产需求又有效节约了电能。
2.优选设备，降低能耗
根据设备需满足效率高、技术先进、工作可靠、维护方便的优选原则，更新膨胀机、氨压缩机、空气压机，既满足了生产需要又降低了能耗。再此基础上，增加DCS系统，实现设备参数的在线自动控制操作，确保运行参数在设定范围内，及时判断、处理故障，降低设备故障率。
3.优化运行参数，制定经济运行方案。
根据多年的经验，在数据分析对比、实践论证的基础上，确定各个节点的最佳运行参数，提高轻烃装置整体运行效率。
四、效益
优化方案实施后，充分发回了混合制冷工艺的作用，降低了工人的劳动强度。深冷温度由-65℃降低到-80℃以下，C3+收率由62.4%提高至78.9%，按年轻烃产量1000吨计算，年增加产量209吨，按每吨4000元计算，增加经济效益：209吨×0.4万元=83.6万元；设备开工率达到89.9%，提高了24.4%，按每天5.0吨轻烃产量计算，年增加经济效益：：5.0吨×89天×0.4万元=178万元；冬季停运氨压机节电量：55kW×24h×90天×0.8=9.5万kW？h，按每度电0.656元计算，节约电费6.2万元。合计增加经济效益267.8万元。
参考文献
[1]天然气与石油，2003，21（2）：21-22.
[2]油田地面工程，2001，20（2）：26-39.
关键词：轻烃回收混合制冷工艺设备优选工艺改进优化运行参数
一、基本情况
孤东集输轻烃站由集配气、增压、干燥、净化、氨制冷、膨胀机制冷、供水、供电等系统组成，设计日处理气量：10万Nm3/d。工艺流程如下：进装置的原料气，在预先分离器中除去油、水和其他杂质后进入压缩机增压至1.6Mpa，在出口冷却器、前分离塔中冷却，进一步除去水，进入干燥塔进行升温脱水处理后，在浅冷箱降温后，进入蒸发器，此时，原料气中的重组分冷凝为液体，气液混合物在低温后分离塔内得到分离，分出气体的主要成分是CH4，其凝析液为C2+组分的混合烃，进入主冷箱进行换热后进入脱乙烷塔脱除C2，塔底混合烃进入稳定塔，塔顶液化气进冷凝器后进入罐区作为液化气产品，塔底稳定轻烃作为产品外销。
工艺流程如下：
二、影响混合制冷工艺效果的因素
1.原料气的变化
1.1原料气越来越贫
由表一可以看出：原料气中的C3及C3以上组分体积百分率由设计的8.36%降为1.83%。
1.2原料气量下降
由表二可以看出：原料气量呈下降趋势。
由于冬季伴生天然气量较低，为了保证正常的居民供气，有时冬季轻烃装置需停运2-3个月，导致轻烃装置开工率下降；C3及C3+以上组分下降，导致了轻烃产量的下降。
1.3总硫含量升高
随着油田三采开发力度的加大，伴生气中的总硫含量逐年升高，造成轻烃回收装置原料气的总硫含量高于国家石油天然气标准要求的270mg/m3，硫化物引起管线阻塞、腐蚀穿孔，导致制冷、干燥等工段的设备不能正常运行，整个工艺系统压力过高；分子筛对水的吸附能力下降，造成主冷器冻堵，系统需停运热吹，影响了装置开工率，轻烃产品的质量大幅度下滑。
2.设备不匹配（能耗高、易损、维修、成本）
膨胀机、氨压缩机、空气压缩机故障率高，维修频繁，维修成本高，机组设计偏于保守，能耗普遍较高，整机性能和产品质量较低，属于淘汰产品，影响了轻烃装置的开工率，增加了能耗。
3.运行参数不合理
天然气压缩机、膨胀机、氨压缩机组运行参数未能达到设计要求，造成冷凝压力偏低、冷量不足，使冷凝分离出来的液化量减少；脱乙烷塔是轻烃回收装置中回收物与脱除物分离的要害部位，脱除物中带走的液烃难于再回收，在脱乙烷塔中的分离效果决定全装置的丙烷收率，制冷单元与液烃分馏单元不协调，导致提供给脱乙烷（甲烷）塔塔顶冷量不足，造成塔顶温度偏高，使液烃损失增大，产品收率低。
三、制定、实施优化方案
1.改进工艺，满足生产需求
1.1为保证轻烃装置正常运行，居民供气改为集输公司返输气直供，孤东各联合站来气供轻烃装置原料气。同时在各种来气中优选较富的天然气作为原料气，经化验、分析，东一联、东二联气量即能满足生产需求，在四个联合站中组分也是较富的。
1.2为提高产品质量，降低了原料气的总硫含量，经过分析、对比相关技术资料，筛选出了适合小型轻烃装置的经济、高效的低压固体脱硫工艺，降低了原料气的总硫含量，减少了H2S对设备、管线的腐蚀。实现了提高轻烃产品质量的目的。
1.3根据季节温度变化的影响，冬季停运氨制冷系统，只运行膨胀机进行深冷即可满足生产需求，当春季气温回升时，根据装置温度变化开启浅冷装置，采取混合制冷工艺。这样既满足了生产需求又有效节约了电能。
2.优选设备，降低能耗
根据设备需满足效率高、技术先进、工作可靠、维护方便的优选原则，更新膨胀机、氨压缩机、空气压机，既满足了生产需要又降低了能耗。再此基础上，增加DCS系统，实现设备参数的在线自动控制操作，确保运行参数在设定范围内，及时判断、处理故障，降低设备故障率。
3.优化运行参数，制定经济运行方案。
根据多年的经验，在数据分析对比、实践论证的基础上，确定各个节点的最佳运行参数，提高轻烃装置整体运行效率。
四、效益
优化方案实施后，充分发回了混合制冷工艺的作用，降低了工人的劳动强度。深冷温度由-65℃降低到-80℃以下，C3+收率由62.4%提高至78.9%，按年轻烃产量1000吨计算，年增加产量209吨，按每吨4000元计算，增加经济效益：209吨×0.4万元=83.6万元；设备开工率达到89.9%，提高了24.4%，按每天5.0吨轻烃产量计算，年增加经济效益：：5.0吨×89天×0.4万元=178万元；冬季停运氨压机节电量：55kW×24h×90天×0.8=9.5万kW？h，按每度电0.656元计算，节约电费6.2万元。合计增加经济效益267.8万元。
参考文献
[1]天然气与石油，2003，21（2）：21-22.
[2]油田地面工程，2001，20（2）：26-39.