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自动控制技术在轻烃装车系统中的应用

发表时间：2021/6/7 来源：《基层建设》2021年第2期作者：雷爱民

[导读] 摘要：油田天然气处理厂是一家专业从事天然气深加工加工和轻烃精细化工产品生产的大型现代化石油化工企业。

        河南省濮阳市中原油田天然气处理厂轻烃站河南濮阳 457001
        摘要：油田天然气处理厂是一家专业从事天然气深加工加工和轻烃精细化工产品生产的大型现代化石油化工企业。它管理着两套伴气处理厂和三套轻烃深加工处理厂。天然气处理厂轻烃产品灌装定量装载积极动态控制系统建成投用以来，近两年来的操作，系统稳定、可靠运行和加载精度高，克服了原充填系统充填效率低、损失大、避免了因操作人员疏忽造成的事故等缺点，降低了操作人员的劳动强度，提高了充填安全管理水平，达到了安全生产的目的。实现了灌装的安全、平稳运行，提高了经济效益和安全效果。
        关键词：轻烃；油气回收；降耗
        目前，国内外现有油气回收系统主要用于车用汽油，适用于火车油箱、油罐车加油码头、汽车油罐车加油站、汽车油罐车加油站、石油公司油库的加油线路。与汽车相比汽油油田稳定轻烃产品成分相对简单的特点，相对狭窄的馏程和相对较轻的成分，研究油气回收技术适合油田稳定轻烃产品具有积极意义实现油气回收石油和天然气油田在加载过程中稳定的碳氢化合物产品。
        一、油田稳定轻烃油气回收工艺的选择
        油田稳定的轻烃来源于与油井伴生气，其主要组分为C6-C9。等。油田稳定轻烃的主要处理产品是戊烷发泡剂和各种石油溶剂，某油田厂是一家稳定的油气处理企业主要产品为戊烷发泡剂，6#溶剂油、苯、120#溶剂油、无毒稀释剂等产品主要成分为C5-C9，蒸馏范围60～150℃。
        与汽车汽油相比，油田稳定轻烃组分相对简单，蒸馏范围窄，重量轻德国因此，稳定烃类挥发性组分的有效采油技术和措施GES公司-由于油田稳定轻烃和汽车汽油的物理性质不同，有必要优化选择油气开采技术现有。苯具有较高的凝固点（5.5℃）和较高的毒性。应满足对各类油气产技术人员经过分析主要提出并解决了以下方面问题：
        （1）溶剂吸收采取“二次吸收”工艺。即常温一次吸收预处理阶段和低温油气回收过程第二轮需要考虑的方面：一是室温吸入。收集过程保证了苯气相在高凝固点（5.5℃）下的平稳回收，避免了设备和工艺的冻结和堵塞，管道采用低温吸附工艺可以保证高的油气采收率。
        （2）在能保证吸收效果的前提下，吸收剂尽可能利用现有产品，在回收过程中吸收吸收剂并解吸再生装置，吸附油气后将溶剂返回给给料罐。吸附解吸大大降低了油气回收系统的运行成本。增加吸附回收装置控制废气排放指标，吸附工艺简单，回收率高，低浓度烃吸附能力强。二次吸附气体可通过工艺进一步净化。吸附材料不仅可以避免快速饱和和可能的温升，而且可以保证油气回收废气的标准排放。
        （3）吸收剂吸收性能验证及变温吸收温度的确定
        吸收剂的吸收性能验证。由于吸收器的性能是决定吸收器能否正常工作的关键，所以采用温度吸收器技术测定油气采收率后，进行了吸收器性能测试，采用低挥发性、性能稳定的油漆稀释剂作为吸附剂，对6#轻油中挥发性油气的吸附性能进行了测试，实验结果表明，稀释剂的初始吸附量可达到油气回收率的70%以上，且吸附速度快。油气溶解度好，用无毒稀释剂作吸收剂，吸收轻烃，可满足采收率和采收率的要求。因此，我们选择无毒稀释剂作为油气回收系统的吸附剂，避免了所以传统的吸附剂解吸过程。
        变温吸收的温度选择。由于吸收过程通常伴随着热量的释放或吸收，温度对吸附率有很大影响拉图尔。变温吸附技术主要是通过降低吸收器的温度来改变吸附温度，以提高石油和天然气的吸附率和吸附比。在低温吸收过程中，需要增加能量消耗来提供低温，而吸收效果仅在一定温度范围内发生显著变化。因此，为了尽可能降低能耗，必须满足吸附要求，采用更高的吸附温度。变温吸附工艺试验表明，吸附速率随吸附剂温度的降低而增大。在-10℃时吸光度变化最大，可达72%，但综合分析表明-5℃至-10℃时吸光度变化最小温度应影响不大时，不必选择太低的温度来避免能量浪费。因此，将变温吸附过程中的冷吸附剂温度控制在-5℃～-10℃。
        二、油气回收系统的优化与设备选择
        1、油气收集装置的选择。油气收集装置是油气回收系统的前端设备。气密装载吊车管是我国常用的油气收集装置，通过气密装载过程可以充分收集油气。

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新型套管密封吊装管具有以下工艺特点：
        （1）套管类型封装载起重机管采用同心管结构（内管液体管，外管气体管），两个管，结构尺寸是一样的单管的手臂，体积小，操作光和灵活。
        （2）负载起重机管采用聚四氟乙烯复合材料和机械密封技术，满足旋转接头的密封要求，可保证旋转接头在-80℃~ 200℃范围内不泄漏。
        （3）密封帽采用改性氟橡胶材料，可充气，可充气密封。可密封各种罐车的罐口，适应客户罐车各种罐口的规格型号。
        （4）内置液位探头，可随时监控罐车内产品的液位，确保最大灌装量低于罐车安全液位，提高灌装作业的安全系数。
        2、油气回收系统
        油气回收装置的整体结构油气回收装置建议有关合作商设计成橇装型，由主机、常温吸收罐、变温吸收塔及活性炭罐组成，结构紧凑小巧、造价低、操作方便实用。
        油气吸收工艺。油气的回收过程为，装车过程中产生的挥发性气体的油品经气相收集器进入常温吸收罐，第一次大量被吸收罐吸收轻烃，尤指苯蒸气；未被吸收的油气通过连接管进入低温吸收器底座，低温吸收器罐中的吸收器由冰箱冷却，通过回流泵送至吸收塔顶部，低温吸收器可吸收吸收塔内喷出的油，大大减少油气中的碳氢化合物，吸收塔内填充高效网络结构填料。油气和冷吸收剂与高效填料充分接触，完成吸收二次吸收后的微废气从吸收器顶部进入活性炭吸附罐进行净化处理。气体尾巴吸收液通过溢流管利用液位与常温吸收罐之间的压差进入常温吸收罐，常温吸收罐中的吸收塔被泵送至通过生产泵的进料罐。
        自动控制过程。生产泵由常温吸收罐内液位自动控制。当常温吸收槽内液位达到设定上限时，泵自动开启。当液位达到设定值时，泵自动关闭。压缩机运行时，启动稀释剂回流泵，将吸收剂送入吸收塔内回流循环。
        油气回收设备。油气回收主机型号为YL-60D-QT，主机部件包括制冷机、风机、油泵、吸收塔、吸收罐等；常温吸收罐：常温吸收罐（容积为2.0m3）；活性炭吸附罐：活性炭吸附罐活性炭设计为每半年再生一次。
        电气仪表：电气控制分为两部分。主机内部单独设置控制风机、泵、冰箱的防爆接线盒，外部设置为主机供电和控制辅助油泵及其他辅助设施的防爆接线盒。整个设备采用简单的开关方式操作，冰箱采用自动温度开关操作。
        三、自动装车系统的主要设备与功能
        主要设备工业控制计算机、定量控制仪、质量流量计、变送器、电液阀、电磁阀、消气过滤器、输油鹤管、防静电接地开关、防溢液位开关。
        1、质量流量计工作原理。质量流量计用于测量油，原理仪器基础：采用科学技术，当驱动电压加到传感器流量管驱动线圈上时，产生的电磁力使振荡管产生振荡。流体流过传感器，振荡管变形，流体质量与流量计进出口差成正比，同时仪器自动测量流体，密度和振动频率不同养老金流体密度与振荡管振荡频率的平方根成正比。
        2、电液阀工作原理。换油过程的开关、流量由数控电液阀控制数控电动液压阀提供精确的流量控制和输送散装。由常开电磁先导阀组成，常闭电磁先导阀、过滤器和起动/停机调速器。当两个先导电磁阀断电时，主阀SE闭嘴。数控电磁先导阀可在0-100%之间任意定位全部打开这些位置由两个数字电磁阀先导阀执行。
        结束语：
        天然气处理厂产品轻烃定量供应系统在建立自动控制系统后投入运行。在过去的操作系统运行稳定可靠，精度高，克服了原有充填系统充填效率低、损耗大的缺点。避免了因操作人员疏忽造成的可能事故，降低了操作人员的劳动强度，提高了灌装安全管理水平，实现了灌装作业安全稳定的目标，提高了灌装作业的经济效益。
        参考文献：
        [1]李征西，徐思文．车技术在轻烃产品充装系统中的应用[J]．石油工业出版社，2018．
        [2]张功镀，张新庄，高海．液体物料装车自动化设计要点[J]．医药工程设计，2019，27（6）：35—39．
        [3]吉红军，王举，夏小军．定量装车技术在轻烃产品充装系统中的应用[J]．化工自动化及仪表，2017（6）：10．