油田轻烃分馏与精制技术研究

摘 要：在石油行业中，为保证产品质量，提高油田生产能力，往往通过轻烃分馏以及精制技术来实现物理分离，从而降低能源消耗，保证油田行业的整体效益。本文就油田轻烃分馏与精制技术进行简要介绍，探讨轻烃分馏装置的工艺流程，分析如何实现轻烃分馏控制，以推进油田行业不断进步，仅供相关人员参考。

关键词：油田；轻烃分馏；精制技术

石油行业生产过程中，油田优质轻烃作为轻烃分馏和精制控制的基本原料，通过DCS集散控制来对生产操作现场进行监督、管理和控制，从而将残夜分离出来，促进油田生产活动的有序开展。油田轻烃分馏与精制技术是油田生产中的重要技术手段，在实际应用过程中对轻烃分馏装置的工艺流程以及相关控制参数都有着严格的要求，以下进行具体论述。

1 油田轻烃分馏与精制技术

油田轻烃主要通过原油开采后经由原油稳定装置处理所获得，也可通过天然气浅冷与深冷装置处理后所获得。石油化工中，为实现物理分离，大多通过精馏来保证产品质量与整体收率。石油炼制过程中以精馏塔作为主要设备，但相关实践操作表明，精馏塔的耗能往往会随着分离程度的不断提高而加大，并且具有一定滞后性，极易受到多种因素的影响而对产品质量和收率造成制约。为确保产品工艺参数可靠，满足石油化工生产标准，工业企业通过现金控制系统来保证工艺参数可靠，提高装置运行稳定性，在降低能耗的同时，保证产品质量，维护工业企业的经济效益和社会效益。

2 轻烃分馏装置的工艺流程

轻烃分馏装置以工业精馏塔系组成，在后期改进过程中，通过关键参数控制水平的提升来保证典型物理分离装置运行的稳定性和可靠性，降低产品质量损失率，降低能耗，促进混合物的有效分离，保证产品质量合格，促进轻烃分馏生产过程目标的顺利实现。

由于原料来源广泛，组成成分稳定性不足，这就给轻烃分馏带来一定难度。为保证轻烃分流装置工艺流程的规范性，可以依照不同重量原料方案设计轻烃分馏装置，适度调整装置操作条件，通过产品冷却和原料预热的方式来实现节能，利用脱戊烷塔来实现C5和C6以上烃分离，利用脱丁烷塔来实现C4以下的轻组分以及C5以上的重组分实现有序分离，利用液化气分馏塔来对脱丁烷塔塔顶的液化气进行有效分离，促进车用液化气和丁烷的顺利生成。液化气的分馏塔能够将其中液化气进行更深入的分离，从而将其提炼出生产车用液化气以及丁烷。除此之外，脱辛烷塔的的存在也具有一定价值，促进辛烷和C9以上烃产品的形成，从而满足油田生产需求，保证产品质量的可靠性。

在细分离，考虑到节能因素，常选择顺序分离工艺。如果产品的纯度要求不一致，杂质含量和原料组成也不相同，可选择前脱异戊烷的工艺。顺序分离工艺是由异戊烷塔、环戊烷塔、脱丁烷塔和正戊烷塔组成，而前脱异戊工艺运用前脱异戊烷的流程。相比较而言，前脱异戊工艺的环戊烷和正戊烷损耗量较多，有着较低的产品纯度。尽管两者的脱丁烷塔只有0.3Mpa的操作压力，前脱异戊烷工艺需要高压力操作，使得塔顶产品用循环水冷却，塔顶馏出物是异戊烷等更轻组分，而塔底馏出物是正戊烷等更重组分。顺序分离工艺的再沸器和冷凝器热负荷娇小，前脱异戊烷能耗显然偏高。两种工艺的板数增加，塔高也有所增加。更是由于前脱戊烷塔有着较高的操作压力，塔壁较厚，造价较高。因此，相比较而言，混合戊烷的分馏和精制应选择顺序分离工艺。

3 轻烃分馏控制

当前科学技术条件以及社会发展形势下轻烃分馏主要通过内回流控制、前馈控制、基于分析仪的控制、多变量控制以及能量优化控制等多项策略来实现先进控制，以保证油田生产的稳定性与可靠性。比较典型的DCS系统控制，此种方式与常规控制存在高度一致性，但其单变量、单回路控制等功能在实际中尚未得到有效发挥。

轻烃分流装置中的生产负荷、加热和冷却系统以及外界环境条件变化等因素往往会对轻烃分馏造成一定干扰，从而影响精馏塔系在操作过程中的稳定性，与此同时，精馏装置在操作与控制上与单变量系统相比存在一定难度。

轻烃分馏装置的工业精馏塔系是多塔串联形式的，上游精馏塔工况如果不平稳，将直接影响到下游精馏塔的操作，这种扰动传播发生在装置内，因此需要人工调整许多重要的工艺参数。由于操作人员的责任心、经验和判断力的不同，加上自身生理、心理和外来社会等诸多因素的影响。

人为控制具有操作的差异性、稳定性和等方面的问题。在传统的单回路控制内由于存在这些控制问题，先进控制采用以多变量预测控制技术为核心，能够有效地解决这些问题。轻烃分馏过程中应用了这一新的控制理论与技术，主要生产流程的先进控制与过程优化，将为其取得稳定性高产率、优品质、低能耗以及经济效益创造了有利条件。我们通过预测产品质量和操作情况的波动幅度大小，再结合轻烃分馏过程的工艺特点，采用以滚动优化的计算方式，充分考虑各个变量间的联系，得出基本控制回路的给定值，从而减小主要工艺参数的平均稳态偏差，使得装置的的分离效果得到进一步提高，高价值产品的收率进而增加，能耗进一步减少，同时使得操作工况的所有约束得到满足，最终大大带动了经济效益的提高。

通过对轻烃分馏的特点以及技术进行分析，我们发现可以利用滚动优化的计算方式，对各个变量逐渐的关系进行思考，来得出相应的控制回路的给定值，以此来计算并且选择更为合适的参数，提升装置的分馏效果，降低能耗。在轻烃分馏过程中运用先进控制技术和优化过程时，我们应当关注以下几个关键点：首先深入了解与调研工艺的进行过程，以全面掌握和确定工艺设备特性、千扰因素和控制条件的优化，然后以实现优化控制为目标调整各种先进控制策略，指导控制系统，選择不同条件下的最佳工艺条件，设定工艺控制技术参数，实现控制优化性。而且还要通过全面综合的信息分析手段和软测量技术，尽可能全面和细致检测方法。

结束语

总而言之，油田行业具有一定特殊性和复杂性，为兼顾经济效益与社会效益，在降低能耗的同时保证产品质量，改善产品收率，应当准确把握轻烃分馏与精制技术应用过程中的关键工艺参数，争取做到统筹兼顾与优化控制，实现油田轻烃分馏与精制技术装置中的先进控制，促进油田行业各项目标的顺利实现，从整体上推进社会的发展进步。

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