輕烴膜回收過程中參數(shù)波動對系統(tǒng)的影響研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，石油和天然氣等不可再生資源的消耗不斷增長，從油田伴生氣及天然氣中回收高附加值的輕烴資源的必要性和重要性日益凸顯。油田伴生氣及天然氣中輕烴回收是一種重要的油氣處理工藝，對減輕能源危機帶來的壓力和提高資源利用率有重要意義。在實際生產(chǎn)中，輕烴回收工藝經(jīng)常會面臨各種干擾，如原料氣流量和組成的波動等。非穩(wěn)態(tài)的運行環(huán)境會影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至對生產(chǎn)設備造成損害。因此有必要借助于動態(tài)模擬技術(shù)正確及時地反映出各參數(shù)的變化情況，分析參數(shù)波

2、動對系統(tǒng)操作的影響，為實際生產(chǎn)操作及操作條件的選擇提供理論指導，使裝置快速接近最優(yōu)操作，減少物耗和能耗。本論文以油田伴生氣輕烴回收工藝為主要研究對象，提出了膜-膨脹機耦合工藝的基本控制方案，采用UniSimDesign流程模擬軟件建立了穩(wěn)態(tài)和動態(tài)模型，實現(xiàn)了工藝參數(shù)的優(yōu)化，并分析了系統(tǒng)的動態(tài)波動行為。
　　針對國內(nèi)某油田采出的伴生氣中的輕烴回收問題，對傳統(tǒng)的淺冷工藝流程和改造后的膜-膨脹機耦合工藝進行了穩(wěn)態(tài)模擬，并得到如下模擬結(jié)果

3、:在最優(yōu)冷凝溫度為-30℃的條件下，淺冷工藝的經(jīng)濟效益為3525萬/年，輕烴回收率為37.4％，外排干氣中輕烴含量為6.91mol％，年回收輕烴量為1854.4噸;膜-膨脹機耦合工藝選取最優(yōu)冷凝溫度為-33℃，滲透側(cè)壓力為145kPa，膜面積為130m2，在此條件下，膜-膨脹機耦合工藝的年經(jīng)濟效益為4093萬元/年，輕烴回收率約為78.4％，外排干氣中輕烴含量為2.37mol％，年回收輕烴量為3738噸。膜-膨脹機耦合工藝的年經(jīng)濟效益比

4、淺冷工藝增加568萬元，輕烴回收率提高了41％。膜耦合過程的經(jīng)濟效益明顯，同時提高了輕烴回收率，減少了資源浪費。
　　在穩(wěn)態(tài)流程結(jié)構(gòu)的基礎上，本文對輕烴回收工藝涉及的膜分離器、冷箱、精餾塔等操作模型進行了合理的動態(tài)設置，對管路和閥門進行了設置，設計了基本的控制方案，然后以穩(wěn)態(tài)模擬結(jié)果為初始值，將穩(wěn)態(tài)流程轉(zhuǎn)換為動態(tài)流程。通過改變油田伴生氣流量、C3組分組成和膜面積，考察了動態(tài)模式下參數(shù)波動對系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明所有的監(jiān)測變量在初始狀