膜分离设备及膨胀机生产运行参数分析.doc

膜分离设备及膨胀机生产运行参数分析 完成单位：油气集输大队 撰稿人：于修宝 郭昌文 李道忠 李洪明 完成时间：2013年6月20日 目 录 一、膜分离工艺流程 二、膨胀机工艺流程 三、生产参数分析 四、三类参数的划分 五、重点参数的分析 六、效益预测 七、结束语 膜分离设备及膨胀机生产运行参数分析 前 言 中国石化科技攻关项目《轻烃站膜分离轻烃回收装置的开发研制》经过两年半来的运作，全部工程圆满结束，提前半年顺利完成了该项目的研制、设计、制造、施工，为完成桩西采油厂、胜利石油管理局的轻烃生产任务奠定了良好的基础，现已达到项目验收条件。 针对桩西轻烃站的生产现场参数，油气集输大队进行了分析研究。为简化生产参数的分析，将生产参数划分为三类，即重点参数、辅助参数和基本参数三类，借助辅助生产参数对重点生产参数进行了详细的分析。 通过分析，指出了目前生产参数的不足之处，提出了下一步生产参数运行指标范围，为提高轻烃产量出谋划策，达到了预期的效果。 一、膜分离工艺流程 1、膜分离工艺流程图如下： V-105顶 电加热器 过滤器×2组 2、膜分离工艺简介 自高压分离器V-105顶部来的低温气体进入膜前换热器后，进入电加热器EH-101加热，再经过两组三台串联的精密过滤器，除去杂质后进入膜组件。大分子的轻烃组份渗透透过膜形成富气组份浓度较高的循环气，进入原料气压缩机进行循环处理；小分子的轻烃组份则不能透过膜，形成干气组份浓度高的渗余尾气，进入干气管网进行外输。 该工艺流程过程中的参数有进膜装置前压力、电加热器前温度、精密过滤器前压力、膜组件前后压力、流量、温度等共13个。 二、膨胀机工艺流程 1、膨胀机工艺流程图如下： 2、膨胀机工艺简介 膨胀机进口自膜分离工艺出口或高压分离器顶部两个来源可选择其一。工艺过程比较简单，但冷却效果比较好。工作原理也简单，高压气体进入膨胀机进行绝热膨胀，体积增大，温度降低，低温气体给原料气提供冷量，降低制冷温度，达到提高轻烃收率的目的。 该工艺流程过程中的参数有膨胀机进出口压力、温度、转速、机油油泵出口压力、油压、前后轴承油压力、膨胀机进口油压、喷嘴后油压、密封气压力等共13个。 三、生产参数分析 将以上所述膜工艺参数汇总，如下表： 表1 膜工艺参数 名称 膜分离器 电加热器 精密过滤器 富气 贫气 日期 前压力 前流量 前温度 前温度 后温度 前压力 后压力 压力 流量 温度 压力 流量 温度 将以上所述膨胀机工艺参数汇总，如下表： 表2 膨胀机工艺参数 名称 膨胀机 转速 密封气压力 油泵 润滑油 轴承 进口 出口 出口 润滑 前轴承 后轴承 日期 压力 温度 油压 压力 温度 压力 油压 油压 油压 四、三类参数的划分 根据表1、表2中所列的设备工艺参数，将二十余个生产参数按重要程度划分为三类：一类是直接影响轻烃收率的重要参数；二是间接影响收率的辅助参数；三是生产过程中必须按时录取的基本参数。见下表： 表3 参数分类表 项目 膜分离设备 膨胀机设备 重要参数 富气流量 贫气流量 进口压力 进出口温度 辅助参数 膜前流量 轴承温度 基本参数 膜压力 膜温度 密封气压力 油压 油温 将上表整理一下，重要参数和辅助参数制成表格。同时将化验数据归入该表，以便分析。整理后的表格见下表： 表4 生产参数例表格式 日期 膜分离设备 膨胀机设备 化验数据 收率 流量(m3/h) C1 C2 C3 ic4 nc4 ic5 nc5 (%) 干气 进温 富气 出温 贫气 出压 伴生气 五、重点参数的分析 将多组数据进行回归分析，并经物料平衡试算，得出下表。见表7 根据表7的计算结果，已经得出膜分离回收率为20~30%，膨胀机出口温度为-20~-28℃。下面分析四个问题： 1、影响膜分离设备回收率的因素； 2、膨胀机的冷量供给能力； 3、制约膨胀机效率的因素； 4、膜分离设备与膨胀机同时运行的优缺点。 在工艺流程中，自高压分离器V-105顶部来的气体先进膜分离设备，经膜处理后的贫气进膨胀机进行绝热膨胀，形成的低温干气进入冷箱E-103吸收其他物料的热量而达到制冷的目的。流程图如下： E-103 膨胀机 V-105 膜分离设备 图3 分离及制冷部分流程示意图 分析一，影响膜分离设备回收率的因素。 下表是设计时的物料平衡表。 表5 设计物料平衡表 项目 膜