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液化气塔产品质量波动的原因分析及处理方法

文档作者：刘海波等文档来源： 1 . 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司 2 . 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司		更新日期： 2026年05月02日	点击数：
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&amp;amp; * + 用
石油化工设计
Petrochemical Design 2 0 1 9 ,36(1) 41 ~43
液化气塔产品质量波动的原因分析及处理方法
5 E F 1 ， 杨 G 2 ， H 大印2
( 1 . 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南贌阳457001;
2 . 中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，新疆阿克苏842017)
摘要：针对雅克拉集气站液化气塔产品饱和蒸气压超标问题，从塔进料、回流量、塔顶冷凝量等方面
进行分析，并根据实际情况，从流程、运行管理、操作方式等进行了优化和调整，使产品质量达到了标准要
求，提高了雅站储存、长途运输的安全性。
关键词！液化气塔饱和蒸汽压高原因分析处理方法
doi ：10. 3969/ j . issn. 1005 - 8168.2019.01.011
雅克拉集气处理站（简称雅站）位于新疆库车
县境内的 拉 北缘，于2 0 0 5 年11 |
2 9 日建成投运。设计天然气处理量2 6 0 万m3/ d ,
凝析油 17 t /a，是集油 、天
水、 、制冷回收轻烃、凝析油稳定、西气
东输为一体的大型综合型处理装置[1]。已投产1〇
年， 细调参， 实现了平稳运行。随着塔
混烃进人和 开发处理量增大，夏季运行
时液化气塔运行不够稳定，产品质量出现小幅波
，化 析报告显示，液化 轻烃饱和
蒸气压出现瞬时超标的现象。轻烃产品中的轻组
增多，有利于提高轻烃的收率;但随着轻烃
中的轻 增多，会造 的饱和蒸
气压超高，尤其是夏季高温时，存在严重的安全隐
患，造成场站储存、运输的危险性。本文介绍针对
波 取措施多 行优化和调整，成
功消除了不安全的运行情况。
1 液化气塔概况和存在问题
雅站液化气塔其作用是从来料的混烃中分离
出合格的液化 轻烃 。液化 为4 0 层
浮阀塔，2 0 层进料。设计操作压力为1.55 MPa、
底温185 °C、顶温55 °C。现阶段控制的参数为压
力1.30 MPa、底温145 °C、中部温度85 °C、顶温61
a 。原工艺流程见图1。
轻烃饱和蒸气压质量标准:夏季小于74 kPa，
冬季小于88 kPa。前期化验分析报告数据显示轻
烃饱和蒸气压最高72 kPa，接近夏季质量标准;
2 0 1 6年6 月中旬，在液化 设定参数不变的情
况下，轻烃饱和蒸气压却升至85 kPa(高于标准值
74 kPa，见图 2 ) 。
对出现的问题，分析如下：
由于进入6 月以后，环境温度逐渐升高，白天
平均气温38 C 以上，13: 00—20b 0 是温度最高时
段;到了 6 月中旬最高气温已高达40 C ;但夜间
温度却骤降，2:00—8: 0 0 是温度最低时段，最低时
温度只有14 C 。随着气温的升高，液化气塔压力
的上升趋势明显，波动幅度大，见图3 。
由于雅站地处新疆，昼夜温差大。从图3 可
以看出：在白天气温升高时液化气塔压力上升，夜
时塔的压力 ，液化 全 作
压力波动明显。任何一个 都是采用假定在
一 力下的气液平衡数 行设计、计算和
操作的，操作压力确定后应尽可能保持其，许
范围内波动，虽然压力小幅变化对气液平衡无明
显的影响，但大幅变化会破坏精馏正常进行和气
液平衡， 整个操作恶化。压力控 保障液
化 态操作的必要条件，压力恒定可以阻止
收稿日期！ 2018 - 0 7 - 1 3 。
作者简介：刘海波，男，2 0 0 4 年毕业于中国石油大学
(华东）信息工程专业，工程师，主要从事天然气处理
装置的运行与管理工作。联系电话:0393 - 4 7 3 0 3 2 0 ;
E - mail: 3 3 5 7 6 2 2 8 @ qq. com
* 42 * 石油化工设计2 0 1 9年第1 期（第3 6 卷)
累积，并 取得稳态操作。压力影响气
体累积外，还影响塔的冷凝、蒸发、温度、组成、相
对挥发 内发生的所有过程。 为避免液
化气塔产品质量波动必须保证操作压力的稳定。
图2 2 0 1 6 年6 月轻烃产品饱和蒸气压趋势
来自脱乙烷塔②
图1 雅站液化气塔原工艺流程
)设计压力2 .4 5 麗" + ，安全阀定压3 .3 麗" + ; # # :设计压力1 .5 5 麗" + ，安全阀定压1 .7 8麗" +
回流罐来料(量小② 脱乙烷塔塔底来料（量大&amp;amp;
和③ 混烃(量小&amp;amp;。 烷 供料
对较大，对压力影响较大，故 烷塔的操作
压力至关重要。液化 ②进料（来 烷塔)
烷 液位调节 液位高低自
控制，所提供的进料 波动的。进料轻烃
热 入液化 内，进料 幅变化时，轻烃
热器提供热 本不变， 造 料温度
也大幅波动。最终进料量和进料温度的波动会反
过来严重影响液化 的 。液化 进
料中的乙烷 会 影响液化 的压力；随
的 高， 力的 ， 液化
液化 增大，并 影响液化 正
常。所以要控制好液化 力，关 于
烷 料的 、 、 保 。
取的措 ：
1) 化数据分析结果，调整脱乙烷塔塔
82 ° c。在一定的压力、进料量条件
下，脱乙烷塔底温越高，进入液化气塔的乙烷组分
越少，过高的 ，又会造成装置C3+收率降
低， 。在脱乙烷塔塔压不变的条件下，将
烷 控 82 c ，以使塔的分离效果最
好，并可以同时 有高收率与高 ，见
表1。
图3 液化气塔全天操作压力变化趋势
2 原因分析及处理方法
影响塔压的因素包括塔进料组成、进料量、温
度、回流量、塔顶冷凝能力、塔底加热能力。温度
的变化常常 的加热量， 的 、塔
的回 、 液 位、 的 料 影 响 ， 调 节
可以使操作参数趋于恒定。 程的操作
是一个多 的综合平 程[2]。
2 % 进料组成、进料量、温度对塔压的影响
液化气塔进料的3 股来料，分别是①稳定塔
液化气塔回流罐
液化气冷却器
I**
乙烷塔
2 0 1 9年第1 期（第3 6 卷） 刘海波等.液化气塔产品质量波动的原因分析及处理方法* 43 *
图4 液化气塔塔顶流程改造示意
2&amp;amp;改变液化气空冷器控制方式:将1 号、3 号
变频控制，具 图5 。 造后液化气
可 作 远程调整 转速，
/手动控 可在中控室 ，减少了操
作场手动调节 板的次数，液化
气塔压力经过及时调整变得更加平稳。
图A 液化气塔空冷器一拖一变频控制模式
( 下转第4 7 页）
3 % ) ，仅有0 . 1 % ， 液化 回流量是过
量的，其 中的 远远低于 标准。
因此，采取的措施适当降低液相回流量（将回流量
由16 m3/ h 降至12 m3/ h) ，降低了塔操作负荷，有
利于液化 的稳定操作以 液化 的操
作 ⑴ 。
2 % 塔顶冷凝能力对塔压的影响
液化气塔的塔顶冷凝量是由4 台空冷器提
供， 电驱 片提供供 。空冷
影响 要有导热系数、换热面积、温
度，其中影响最大的 。 程中，
液化 全 工 行，一般是
手动调整 板开度的 控
力。2 0 1 6年6 月， 所述的 情况影响，提
供的 有很大波动： 高
不足;夜晚天气回落，制冷冷量过剩，造成液化气
塔压力忽高忽低，频繁变动。
差、进料 变化等因素影响，岗
位人员平均每天需要到现场调整空冷器挡板开度
表1 不同温度下塔顶和塔底C 2 含量
项目
烷 ?
78 79 80 81 82 83 84
C3+ 收率，％ 96.2 ±0.5 95.8 ±0.5 95.5 ±0.5 95.2±0.5 94.2 ±0.5 92.3 ±0.5 90.2 ± 0 .5
C2 ，％ 5 ± 2 4 ± 2 2.5 ±1 2.2 ±1 1 ~ 2.5 0.8 ~ 1.8 0 .8 ~ 1.8
2&amp;amp;控制液化气塔进料量保持稳定。通过实际
摸索，可以找到不同 最 位限制，采
DCS中 烷 液位调节阀的调整范围
限制为4 0 % 〜6 0 % ，在满足塔底液位调节的7 提
下，减小了液化 料量的波动。
2 % 塔顶回流量对塔压的影响
在塔的分离效率一定的情况下，提高精馏塔
分离效率的最简单 增大回 。实. 产
品并非越纯越好，原因是:纯度越高，对控制系统
的偏离度要求就越高（成本也越高&amp;amp; ，而操作成本
的提高与产品的价格并不成比例增加。为保证塔
产品质量的稳定，通常在提高回流的同时增加塔
的热 和 ，这样也增加了 作压
力波动的几率，因此不 目追求产品的高纯度，
应按产品使用要求确定合理的产品纯度。
通过对液化气产品化验可知：雅站液化气产
品中的重组分含量（Ca[ &amp;amp; 远低于控制指标（％
A 〜7 次，但液化气塔顶压力仍然无法满足工艺要
求。 于 力 不 ， 液 化 作 力
也因环境温度而变化:温度升高（降低&amp;amp; ，压力也随
之升高（ &amp;amp; ， 波动幅度较大。 全
工 行， 电能，造 。随 t
田开发力度的不断加大，处理站处于超、满负荷运
行状态，塔顶压力波动造成大量液化气从回流罐
放空，工艺参数的控制更加 [4]。
取的措 ：
1 ) 系统 行 程 造。
程改为空冷后先进液化气冷却器、再进回
流罐，实现空冷器、液化气冷却器两次冷凝，缓解了
不足的情况，改造后流程见图4 。
--------------- ^液化气塔空冷器
液化气冷却器
I
液化气塔回流罐
液化气塔
2 0 1 9年第1 期（第3 6 卷) 庞亮.蒸汽夹套管道的设计改进* 47 *
(上接第4 3 页）
经过上述两项改造后，液化气塔塔顶压力大
幅波动情况得到明显改善，即使在昼夜温差变化
较大时，液化 力仍能保 正常范围内，液
化力趋势见图6$
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
时间/d
图6 调整后液化气塔全天压力变化趋势示意
3 结语
通过对各个影响因素的优化调整，其产品分
析报告显7K ，塔顶液化 的饱和 ，
液化气产品中C5 含量波动在0 . 3 % 以内，大幅优
于 标准。 轻烃产品的饱和 控
制在6 0 〜70 kPa，持续达标，中间未出现反复现
象，达到了预期的目的。 工艺要求，
提高了雅站储存、长途运输的安全性。
在生产过程中，产品质量的波动是不可避免
的。它可一个 引起，也可 多个 ：
引起。针对不同的 时进行分析、查找 ，
并取相应措施予以解决;这就要求技术 ，
和岗位人员熟悉生产过程的理论基础知识和工艺
流程，以保证其快速准确地排除生产中出现的难
。
参考文献：
[ 1 ] 付秀勇.雅克拉集气处理站凝析油水洗脱盐工艺技术[J ].
石油规划设计，2012,23(5):50 -52.
[ 2 ] 赵相颇，万秀梅，姚霖，等.轻烃回收装置液化气塔操作平衡
分析及改进措施[J ] . 石油与天然气化工，2012，41 (6 ):
573 -575.
[ 3 ] 邹盛欧. 石油化工精馏节能[J ] . 金山油化纤，1988 (2):
55-61.
[4 ] 常小虎，贺蕾，杨刚，等.雅克拉集气处理站稳定气压缩机空
冷器变频改造[J ] . 中外能源，2013，18(5):97 -99.
位板的作 要是保证内管管道跨 范
围内，另外保证内外管在同一中心线。全夹套管
道或者半夹套的管道，如图9 和图1 0 所示，需要
在转向弯头附近、 附近以及容易出现内外管
中心偏移的地方增加定位板。
参考文献：
[1] SH/T 3040—2 0 1 2 石油化工管道伴热和夹套管设计规范
[S] . 北京：中国石化出版社，2012.
[ 2 ] 陈慧文，刘雨民.夹套管的配管设计及管件选用原则[J ].
炼油与化工，2007，18 (1 ):37 - 38.
§
PETROCHEMICAL DESIGN
Started Publication in 1984. Quarterly. 25 Feb. 2019 Yol. 3 6 No. ! • $ • ABSTRACTS
particles has been found through a large number of
experiment% studies. This paper also determines the
operating conditions of this method and studies the effect of
this method on materirl properties. Finally, an
industrialized process flow and an equipment design scheme
are proposed to remove the YOCs from polypropylene particres.
Key words: polypropylene； volatile organic compounds/
YOC% devolatilization technique ； ridge type devolatilization
2ower
FAILURE ANALYSIS OF BEARING OF MELT PUMP REDUCER
FOR EXTRUDING GRANULATOR[36]
Zhao Jumvu ( SINOPEC Guangzhou Company, Guangzhou,
Guangdong, 510725)
Abstract ： Ball deformation and inner and outer raceway
wear were found on the rolling bearing of primary input
shatt of the melt pump reducer of extrusion granulation
production line in a polyolefin plant at SINOPEC
Guangzhou Company. This paper analyzes the structure of
melt pump reducer， calculates and checks the design service
life of the two-stage bearing of primary input shaft， and
analyzes the causes of the early failure of bearing from the
aspects of bearing installation， lubrication rnd material. It
is concluded that the failure is caused by the materill defect
of rolling element. By replacing the bearing rnd increasing
the amount of oil injection， the reducer and the bearing
have been running well since January 2013， and such failure
has not occurred again.
Keywords: extruding granulator; melt pump reducer;
bearing； failure
CAUSE ANALYSIS AND SOLUTIONS TO PRODUCT
QUALITY FLUCTUATION IN LPG TOWER[41]
LiuHaibo1， Yang Gang2, Gong Dayin2 (1. SINOPEC
Zhong yuan OH field Company， Puyang， Henan， 457001；
2. SINOPECNorthzvest Oilfield Company， Aksu， Xinjiang，
842017)
Abstract ： To solve the problem of over high saturated vapor
pressure of the product from LPG tower in Yakela Gas
Gathering Station， this paper analyzes the tower feed，
reflux and overhead condensing volume， and optimizes and
adjusts the process， operation management and operating
methods according to the actuil situations. The product
quality meets the requirements of relevant standards， and
the storage and long-distance transportation safety of the
station is improved.
Key words： LPG tower % high saturated vapor pressure；
cause analysis； solution
DESIGN IMPROVEMENT OF STEAM JACKET PIPE[44]
Pang Liang (SINOPEC Engineering Incorporation， Beijing"
100101)
Abstract： This paper introduces the design of steam jacket
pipe in sulfur recovery unit. Combined with the experiences
in pipeline construction, unit operation and pipe fitting and
valve procurement， high-quality pipe fittings are selected
according to the features of related components of jacket
pipe and the good heat tracing effect of jacket pipe on the
premise of strictly following industriil codes. By comparing
the advantages and disadvantages of different design ideas，
an optimized design scheme is put forward for the flange，
cross，jump-over and branch of jacket pipe.
Key words： steam jacket pipe； sulfur recovery； jacket heat
tracing
EQUIPMENT LAYOUT AND PIPING DESIGN OF CATALYST
PREPARATION UNIT IN POLYPROPYLENE
PLANT[48]
Gao Shuang (SINOPEC Engineering Incorporation， Beijin
g， 100101)
Abstract ： In order to solve the problems in the equipment
layout and piping design of catalyst preparation unit in
polypropylene plant， the equipment layout is optimized
from the perspectives of plane and elevation on the premise
that relevant Chinese and foreign standards and codes are
followed and the operation and maintenance requirements
are met， and the design of major pipelines involved is
discussed The design experiences of the project are
introduced， and the operation and maintenance
requirements in equipment layout and piping design are
illustrated in detail.
Key words： polypropylene； catalyst preparation unit；
equipment layout； piping design
ANALYSIS ON CALCULATION METHOD FOR INSULATION
DESIGN OF CRYOGENIC LIQUID NITROGEN
PIPELINE[53]
Yzn Jie(COOEC-Enpel Engineering C o.，L td .， Qingdao,
Shandong，266101)
Abstract ： Through an engineering example， the method for
calculating the insulation thickness of cryogenic liquid
nitrogen pipeline is discussed. The problems in calculating
the insulation of cryogenic pipeline by limiting the outer
surface temperature， Ts， are analyzed For different
outdoor cryogenic pipelines， appropriate limitations and
calculation methods are selected according to different
insulation purposes. The method of limiting cold loss and
the method of limiting the temperature rise， At， of the
internil medium should be used respectively for calculating

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