轻烃回收处理装置原料罐脱水工艺优化

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摘要 中原油田石化总厂轻烃回收处理装置的原料油球罐，经过脱水系统的工艺改造，实现了密闭高效脱水，减少了轻烃油品随含油污水排放量，降低了加工损失，减少了环境污染，消除了重大的生产安全隐患。

关键词 原因分析；设备选型；优化改造；效果评价

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0179-03

中原油田石油化工总厂5万t/年轻烃回收装置于2004年11月建成投产。该装置主要是将中原油田各采油厂开采的稳定轻烃（伴生气凝缩油）密闭回收并进行分离处理，为中原乙烯提供裂解原料。该装置由中原油田勘察设计院与南京金陵石油化工设计院共同设计。

原料罐区建有3个400m3的轻烃原料球罐（如图1），储存油田各采油厂回收稳定轻烃，并做初步脱水脱污处理。生产区加工处理后主要产品为液态烃（丙丁烷），混合C5，芳烃抽提装置原料，尾油（常压蒸馏置原料）。

1 改造前工艺状况及存在问题说明

1.1轻烃原料含水情况分析

轻烃原料中含水分为水包油和油包水两种形式。卸车前进行的30min静置脱水，脱出的大部分是以水包油形式的水分，脱水量不大。过磅计量后，轻烃原料在球罐中经过24小时的存放，两种形式的水都会沉降下来，积存于罐底，在投料使用前脱出的含油污水量任然较大，并且脱出水含有少量轻烃，污染了环境，存在安全隐患。经统计2007年5月优化改造前，，轻烃加工损失率不低于3.55%（见表1）。

1.2轻烃罐原脱水流程分析

改造前脱水现场如图1，经分析发现原脱水流程存在以下两项不足，影响了脱水罐正常使用。

1）原流程轻烃原料脱水罐顶气相线接入位置过低，如按原流程投用脱水罐，根据连通器原理，则原料罐中大量轻烃会通过脱水罐进入原料罐顶气相平衡线形成液封，阻断原料罐和卸车区间的联系；

2）脱水罐进出水线只有一条，不能达到连续脱水的目的和要求。

1.3原脱水方法分析

原脱水系统投产以来一直采用人工手动脱水，对于轻烃原料的脱水时间和效果难以有效控制和把握，尤其是在脱水后期，所排含油污水基本上是油多水少，既造成了能源浪费、加大了装置加工损失，还导致了一定的环境污染，并产生了较大的安全生产隐患。

原手工脱水方法如右图2所示，存在以下问题：

1）手动脱水全凭职工的经验，脱水过程需多次到现场排放口观察，缺乏科学的依据，受职工的工作责任心和经验影响较大，加大了职工的劳动强度；

2）轻烃原料球罐在脱水后期，排至隔油池的含油污水基本上是油多水少，造成了轻烃的浪费，增加了装置的加工损失；

3）3个轻烃原料球罐的现场排放观察口长年累月的脱除含油污水，给球罐区造成了一定的环境污染，并产生了较大的安全事故隐患。

2 脱水效果差的原因分析

考核不到位、脱水效果观察受场地限制、脱水设备和工艺、检验方法简单都可能造成脱水效果差。

2.1考核不到位

职工在球罐脱水时，有的工作责任心不强，脱水开始后，有的不及时观察脱水效果，有的的脱水期间干其他工作，通过不定期监督抽查，加强考核，可以消除这一现象。

2.2效果观察受场地限制

现有球罐脱水排放观察口里地面距离较小，为不影响地面及环境卫生还在观察口处设有漏斗，不利于对污水中含油情况进行观察及后续操作。且观察口至脱水控制手阀将有一定的距离，一旦确认脱水完毕，到关闭手阀尚需一定的时间，在这段时间里，脱至污水系统的将全部是轻烃，造成了一定程度上的浪费。

2.3脱水设备及工艺流程不合理

原脱水系统无论从工艺流程还是设备本身都存在一定的缺陷，不能进行正常使用。如增上自动切水器，可以从原理、工艺、设备等方面彻底解决轻烃原料球罐脱水效果差的问题。

2.4观察方法简单

原观察检验方法是将含油污水放出后目测油中含水情况，误差较大，油品损失也大，如果采用自动切水器，根据油水密度差来进行来使油水自动分离，可以解决这一问题。

经现场调查和理论分析，针对脱水设备及工艺流程不合理这一主要原因制定对策表（表2）如下：

要因 现状 目标 对 策 措 施 实施时间

脱水设备及工艺流程不合理 缺少自动切水器，工艺流程不合理。 降低加工损失0.65%。 增设液化石油气自动切水器。 1、增设切水器；

2、对脱水流程进行相应改造。 2007年5月10-15日

3 液化石油气脱水器情况说明及考察

3.1切水器工作原理

液化石油气切水器以策略为动力源，应用液体在容器内部的压强和水与轻烃之间的密度差，从而产生较高的浮力。采用浮体和高灵敏度的杠杆原理，通过放大机构控制特制无背压阀门开启和关闭，利用旋流导板加速分离时间，并将分离的轻烃自动快速返回储罐内，以达到自动脱水的目的。

3.2轻烃原料罐运行参数与切水器技术参数对照表（表3）

型号：液化石油气切水器YQS-V10-B

技术参数 运行参数

设计压力：2.5MPa 工作压力：≤2.2MPa ＜0.6MPa

设计温度：80℃ 工作温度：-19~50℃ ＜40℃

工作介质 液化石油气和水、天然气和水 轻烃和水

介质密度 ≤700kg/m3 660~680kg/m3

全容积 0.1~0.15m3

切水量 10m3/h

切水含烃量 ≤80mg/L

3.3考察结果

轻烃性质、原料罐运行工艺参数分析，并对其他单位的液化石油气脱水器的运行情况实地考察，认为该型号自动切水器可以适用于我装置球罐进行原料脱水。

轻烃原料球罐脱水工艺流程新增液化石油气自动切水器改造后，预计切水含烃量≤80mg/L，基本不含油，每天外排含油污水（主要是轻烃含量）可减少1t左右，降低轻烃加工损失0.65%。

4 改造实施

4.1初步设计

借鉴其他单位液化石油气切水器的运行，并针对轻烃原料球罐含水较多，甚至出现油泥污垢的实际情况，对球罐脱水流程改造经过反复研讨，绘制了脱水流程改造示意图见图3。

4.2改造过程

根据球罐脱水流程改造方案，车间首先对切水器进行了设备安装和相应流程改造（示意图3中粗实线部分）。车间下发球罐排污生产指令，要求每周分别对3个球罐进行排污，防止堵塞设备和管线。

4.3效果检验

经过优化改造，球罐实现了密闭脱水，油水分离得到了良好的自动控制，切水器后水中含油大量减少，在一定程度上减轻了装置的环境污染，消除了安全生产隐患。

通过优化改造，我们得到的结论是：通过增设自动切水器解决了球罐脱水效果差的问题，达到了预期的活动目的。

5 效果评价

5.1目标检查

2007年6月，轻烃装置在投用了自动切水器后，装置加工损失明显下降，现把2008~2009年轻烃装置加工损失率统计如下（见表4）。

从表中可以看出：经过脱水工艺优化改造，球罐水量明显较少，原料中含水明显减少，加工损失率也由优化前的3.55%降到2.2%，降低了1.35%，远远大于0.65%的预期目标。

5.2效益计算

通过脱水流程改造前后对比，轻烃装置的加工损失由3.55%降为2.2%，按设计年加工能力5万t计算，每年可减少轻烃油品随含油污水排放约675t，轻烃原料按2010年油田结算均价5018元/t计算，可挽回经济损失约338万元。

5.3社会效益

通过脱水流程系统工艺改造，有效地解决了轻烃原料脱水效果差的问题，使脱水效果得到了明显好转，降低了装置的加工损失和职工的劳动强度；消除了现场的跑、冒油等现场安全生产隐患，减轻了环境污染，节能减排效果明显，取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]孟小海.DCS系统在轻烃回收装置上的应用.内蒙古石油化工，2008(24).

[2]白俊生，彭进，陈李斌.轻烃回收装置原料气调压技术.油气田地面工程，2003，2.

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