基于PSO算法的GSP流程C_(3+)轻烃回收参数优化

天然气加工回收轻烃过程中,影响轻烃回收率和装置能耗的因素较多,且各因素之间往往相互影响,因此常规的单因素、单目标优化难以实现轻烃回收流程收益的最大化。为了解决此问题,采用流程模拟软件HYSYS,选取影响GSP(气体过冷流程)轻烃回收流程的能耗和C_(3+)产品收率的关键参数进行特性分析。在此基础上,依据响应面法建立各关键参数与能耗和C_(3+)产品回收率的多目标优化模型,其直观反映各关键参数对能耗和收率的影响程度,并根据自适应粒子群(PSO)算法对其进行优化求解得到Pareto解集。结果表明:在不同的需求下,Pareto解集对应的优化参数可有效地降低能耗和提高收率,为轻烃回收参数优化提供了有效的方法。     

英买天然气处理装置提高丙烷收率工艺改进研究

英买天然气处理装置采用分子筛脱水及J-T阀节流制冷的低温分离工艺,以控制外输天然气烃、水露点为目标,附带回收少量液烃。目前,装置丙烷收率仅22.64%。为了提高气田开发的经济效益,分析了装置丙烷收率低的原因,提出以回收丙烷为目标的工艺改进方案。通过工艺比选发现,SCORE工艺丙烷收率高、能耗低,是最适合英买天然气处理装置的丙烷回收工艺。对装置的脱乙烷塔压力进行优化,当压力为3 900kPa时,装置收益较高,脱乙烷塔操作稳定性较好。工艺改进后,产品质量合格,装置丙烷收率提高至97.54%,装置收益提高了66.31%,经济效益明显提升。对英买天然气处理装置的工艺改进研究表明,与其他丙烷回收工艺相比,SCORE工艺的脱烃单元和脱乙烷塔之间的冷量集成更合理,在较高的脱乙烷塔压力下仍具有很高的丙烷收率,对于外输压力较高的丙烷回收装置,采用SCORE工艺可降低外输气压缩功耗,流程简单,节能高效。     

基于天然气轻烃回收C3的收率探索与装置能耗分析和研究

天然气轻烃回收具有明显的经济效益,但是长期以来,由于受到较多因素的影响,天然气轻烃回收C3过程中的收率较低,而且装置能耗较大,这一问题使得天然气轻烃回收的经济效益受到影响,因而应重视这一问题。本文主要探讨了基于天然气轻烃回收C3的收率探索与装置能耗分析研究,具体分析中从天然气轻烃回收C3流程以及能耗分析、天然气轻烃回收C3的收率较低原因以及提高天然气轻烃回收C3收率不同技术方案比选等方面进行分析。     

高尚堡天然气处理装置改进与运行优化

高尚堡天然气处理装置采用丙烷+膨胀机制冷的DHX冷凝分离工艺回收C+3轻烃,由于原料气流量降低、气质组成中CO2和H2S含量升高、处理装置操作参数变化造成液化气铜片腐蚀不合格、设备冻堵、丙烷收率低等问题。对装置存在问题进行分析后,改进处理工艺,脱除原料气中的CO2和H2S至合理范围,解决液化气铜片腐蚀不合格和设备冻堵问题,降低酸性组分对装置冷凝温度的限制。筛选出影响装置丙烷收率和能耗的主要可调参数:膨胀机出口压力、脱乙烷塔操作压力、脱乙烷塔底温度、脱丁烷塔操作压力。通过HYSYS软件模拟结果分析装置主要可调参数对丙烷收率和装置能耗的影响规律,优化运行参数,实现丙烷收率和能耗之间的平衡,达到效益最大化。优化后,装置每年能耗费用增加108.1万元,但产品收入增加439.8万元,每年增加经济效益331.7万元。     

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中国大庆喇萨杏油田伴生气甲烷含量为 73.4 %～ 88.1% ,采用氨制冷和丙烷制冷的 10套浅冷装置回收C3 + 轻烃组分 ,制冷深度为 - 2 0～ - 35℃ ,丙烷收率为 18.2 %～ 4 7.1% ,C2 + 组分的回收率只有 5 2 .72 % ,轻烃资源回收率低。在对大庆油田伴生气冷凝规律研究的基础上 ,提出了浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺 ,并在萨中30× 10 4m3 /d浅冷装置上进行了现场试验研究。结果表明 ,浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺丙烷收率可达到 6 1%～ 85 % ,比氨制冷、丙烷制冷回收工艺提高 30～ 5 5个百分点 ,轻烃收率可提高 30 %～ 5 0 %。浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺装置的试验成功 ,为我国油田伴生气轻烃回收提供了新的工艺路线 ,特别适合于丙烷收率低于 6 0 %的轻烃回收装置改造和新建装置的工艺设计。     

基于序贯模块法的天然气乙烷回收工艺参数优化

随着乙烷产品价值的进一步提升,国内各大油田正大力开展天然气乙烷回收,以提高油田的综合收益。以克拉美丽气田天然气乙烷回收工艺为例,基于序贯模块法建立了天然气乙烷回收系统模型;求解得到该系统的模拟顺序后,采用HYSYS软件建立了计算模型,分析了乙烷回收工艺中各关键参数的影响,并基于?分析方法对该乙烷回收系统进行了评价;最后,以乙烷产品最小比功耗为目标函数,采用序列二次规划(SQP)优化方法对乙烷回收工艺参数进行了优化。结果表明:采用序贯模块法模拟天然气乙烷回收系统具有较好的适用性;经参数优化后,乙烷收率由92.62%提高到97.01%,乙烷产品比功耗降低了约5.4%。     

采用浅冷工艺回收油田伴生气中凝析液

概述目前,我国油田已建的轻油回收装置大多采用浅冷回收工艺.由于油田伴生气组分不同,各装置的流程安排也不尽相同,因而收益大小各异.一般来说,收率不高、能耗较大.丙烷收率为20～30%,对于油田伴生气组分较富的装置收率可望达到60%从上.对于贫气回收每公斤轻烃(C_3以上)的电耗为1～3度,富气回收每公斤轻烃为0.5度左     

某油田深冷空分制氮工艺优化研究

目的某大型油田采用深冷空分制氮工艺获取氮气来注氮驱油,为改善该工艺比功耗高、氮收率低等问题,利用中心复合旋转设计(CCRD)响应面分析法进行生产运行参数优化。 方法基于HYSYS软件建立深冷空分制氮流程,并对工艺中的关键运行参数进行单因素分析,由此确立各参数优化选值区间,利用CCRD响应面分析法在区间内进行参数寻优。 结果以工艺的比功耗最小为目标,使用工艺运行参数的最佳组合,优化后的流程氮气产量从16 905 m³/h增加到18 541 m³/h,提高了9.68%;氮气中氧摩尔分数从0.000 26%下降到0.000 24%,降低了7.7%;氮收率从70.92%上升到77.75%,增加了9.63%;比功耗从0.374 5 kW·h/m³下降到0.345 7 kW·h/m³,减少了7.69%。 结论利用CCRD响应面法进行生产运行参数优化对存在问题的改善有明显效果。      

三甘醇脱水在高酸性气田集输站中的应用分析

针对塔河一号联合站天然气处理装置的实际情况,以该轻烃回收装置的影响因素敏感性分析及装置参数优化为主要研究内容,运用流程模拟软件建立了相应的工艺模型。选择透平膨胀机膨胀端出口温度、丙烷制冷后温度、低温分离器温度、重接触塔理论塔板数、脱乙烷塔理论塔板数以及脱乙烷塔塔底重沸器温度为主要因素,讨论这些因素对C3、C＋3回收率及装置能耗的影响程度。在此基础上以操作参数为决策变量,以回收率和能耗为优化目标,结合液化石油气质量标准确立相关的约束条件,建立了基于流程模拟和SQP法的天然气处理装置优化模型,将C3回收率从83.63%提高到96.65%,C3＋回收率从92.30%提高到98.43%。同时,液化气中C3＋C4摩尔分数增至95%,C5摩尔分数降至1%左右。     

塔河一号联合站天然气处理装置参数优化研究

针对塔河一号联合站天然气处理装置的实际情况,以该轻烃回收装置的影响因素敏感性分析及装置参数优化为主要研究内容,运用流程模拟软件建立了相应的工艺模型。选择透平膨胀机膨胀端出口温度、丙烷制冷后温度、低温分离器温度、重接触塔理论塔板数、脱乙烷塔理论塔板数以及脱乙烷塔塔底重沸器温度为主要因素,讨论这些因素对C3、C+3回收率及装置能耗的影响程度。在此基础上以操作参数为决策变量,以回收率和能耗为优化目标,结合液化石油气质量标准确立相关的约束条件,建立了基于流程模拟和SQP法的天然气处理装置优化模型,将C3回收率从83.63%提高到96.65%,C3+回收率从92.30%提高到98.43%。同时,液化气中C3+C4摩尔分数增至95%,C5摩尔分数降至1%左右。     

膨胀制冷轻烃回收工艺参数优化分析

根据广安气田原料气气质条件及邻近工厂操作工况,采用HYSYS等软件对膨胀机制冷轻烃回收工艺中液烃收率、装置能耗等重要工艺参数进行参数优化,以达到提高液烃产量与节约能耗的目的。经参数优化,装置可生产液化气141．9t／d,轻油41．8t／d,具有较好的经济效益。     

DHX工艺轻烃合格率低问题分析及工艺优化

目的解决天然气处理能力及轻烃产品质量均未达到设计指标的问题。 方法针对某终端投产至今,天然气制冷单元处理量在接近设计值的工况下,存在DHX工艺轻烃产品合格率低、制冷单元系统易回温、操作稳定性差等问题,通过优化设计操作、重新校核选型关键仪器仪表、制定新的工作制度等方式,对制冷单元DHX工艺处理能力及相关工艺参数进行了分析测试。 结果单套制冷满负荷连续运行90天,轻烃产品中C₃₊C₄回收率始终大于95%,解决了制冷单元DHX工艺轻烃产品合格率低的问题。 结论该方法可为同类型轻烃回收装置提高产品合格率提供经验借鉴。      

提高天然气轻烃回收装置C_3~+收率的方案比选——以中坝气田为例

中国石油西南油气田公司川西北矿区江油轻烃厂回收装置采用透平膨胀机单机膨胀制冷工艺,回收中坝气田天然气中C_3以上组分,因仅配备了排气量为(16~17)×10~4m~3/d的低压气增压机组,在目前天然气处理量为40×10~4m~3/d、高压原料气量最低时仅有17×10~4m~3/d、原料气压力由3.65 MPa降到2.80 MPa左右的情况下,出现了透平膨胀机的膨胀比和冷凝效率降低、低温制冷系统冷量不足、液烃产品产量和C_3~+收率下降等问题,同时,也直接影响着装置的安全、平稳运行。为了提高回收装置的C_3~+收率,提出了4种工艺改造方案:①残余气循环工艺(RSV);②直接换热工艺(DHX);③原料气增压的单级膨胀(ISS)工艺;④原料气增压+DHX工艺。对比上述4种方案的轻烃收率、能耗和经济性后认为:上述第三种方案,即原料气增压的单级膨胀工艺静态投资回收期较短(0.74年),C_3收率为89.43%、液化气产量为19.04 t/d,分别较原工艺提高了46.32%和42.94%,同时其单位能耗较低,具有更好的经济效益,适合于该装置的工艺改造。     

天然气深冷工艺装置提高乙烷收率工艺技术的研究与应用

目的针对天然气深冷工艺装置中因原料气气量下降、气质变贫造成C₂⁺轻烃收率下降、装置运行难度大等导致装置乙烷收率降低的问题,采用调配较富原料气气源、原料气中补充丙烷和原料气中补充丁烷等措施开展提高装置乙烷收率的工艺技术研究。 方法基于建立的工艺模型,对比核算原料气中补充丙烷和丁烷对提高乙烷产量的影响,考查分析原料气中补充丙烷和丁烷对改善脱甲烷塔运行状况的效果。 结果经现场验证得出,通过调配榆济线优质气源和补充丙烷等措施可有效提高装置乙烷收率,乙烷产品年产量可增加1 438.54 t,乙烷收率由62%提高至70%。 结论该工艺的应用不仅可以获得经济效益256.88 万元/年,而且具有较大的推广价值。      

天然气浅冷装置冷量回收优化工艺

以大庆油田有限责任公司天然气分公司浅冷装置为例,分析浅冷装置轻烃和外输干气冷量回收现状,提出存在的问题及改进措施。在通过HYSIM软件进行模拟计算的基础上,对各种改造方案进行分析和比较,最终提出采用多股流换热器的冷量回收工艺。在浅冷装置上采用该优化工艺时,按轻烃和外输干气回收温度达到10℃计,回收热量263.6MJ/h,富天然气温度由5℃降到-1.94℃,氨蒸发器的负荷降低20.4%,年节电6.061×105kWh,年节约生产成本47.7万元。     

改良的DHX工艺在丙烷回收装置中的应用

为回收油气田中的丙烷,以现有专利DHX工艺为基准,提出两种丙烷回收改进工艺,并运用HYSYS对3种工艺进行了模拟和分析。结果表明:3种工艺均能满足丙烷回收率大于98%和脱乙烷塔塔底乙烷/丙烷比值小于等于1.6%的指标要求。专利DHX工艺复杂,采用丙烷冷冻系统,设备投资成本高。改良的DHX工艺Ⅰ和Ⅱ取消了丙烷制冷系统,简化了流程并且降低了设备投资。相对于改良方案Ⅰ,改良的DHX工艺Ⅱ干气出口压缩机的能耗增大47%;即从能耗及操作性角度而言,改良的DHX工艺Ⅰ既优于专利DHX工艺也优于改良的DHX工艺Ⅱ,建议丙烷回收装置采用改良的DHX工艺Ⅰ,可使丙烷高产出又经济低能耗。     

丙烷裂解与丙烷脱氢路线技术经济及安全性分析

液化气中丙烷既可作为优质烯烃裂解原料也可脱氢增产丙烯。以320 kt/a原料处理规模的丙烷裂解和丙烷脱氢工艺为考察对象,分别采用Aspen Plus软件进行了丙烷裂解及丙烷脱氢两种工艺流程模拟及工艺参数优化,通过提取原料消耗、公用工程消耗、工艺操作参数、化学品特性等信息进行技术经济安全性比较;若丙烷裂解以双烯（乙烯和丙烯）、丙烷脱氢以丙烯作为产品,两种工艺的产品收率分别为80.3%和84.4%,产品能耗为4.6 MW/t、4.4 MW/t;丙烷裂解与丙烷脱氢火灾爆炸指数（F&EI）最大的设备分别为裂解炉和丙烯精馏塔,F&EI分别为185.6和125.7。     

油田伴生气凝液回收工艺改进研究

油田伴生气气质富、压力低,普遍采用直接换热工艺回收丙烷及丙烷以上重烃,存在系统冷量利用不合理、气质适应性差、系统能耗高等问题。以某油田油气处理厂装置为例,以提高装置整体经济效益为目标,提出了工艺改进方案。改进工艺采用两级分离方式,脱乙烷塔塔顶增设回流罐,降低重接触塔塔顶进料中丙烷含量,增强重接触塔的吸收作用,提高丙烷收率;应用夹点理论设计冷箱的换热网络,提高系统的冷热集成度和冷量利用率,冷箱改进后,脱乙烷塔塔底重沸器负荷降低189kW,降幅12.9%,丙烷制冷压缩机负荷减小142.8kW,冷量利用更加合理。工艺改进后装置丙烷收率和液化石油气产量得到了大幅提高,装置总体能耗变化不大,改进工艺每年可提高装置经济收益1 797万元,经济效益可观,建议在类似工况条件下推广应用。