油田伴生气的回收工艺方案
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油田伴生气的回收工艺方案概述从油田伴生气中回收轻烃的工艺通常都是将伴生气经净化、压缩、冷凝、分馏等工艺过程来实现的;从制冷深度上划分,气体处理可以分为浅冷和深冷工艺,从制冷设备上划分,又有节流制冷、外加冷源制冷、膨胀机制冷和气波制冷等工艺。
天然气处理工艺的选择,应视原料气规模、组成、产品构成和价格、进出装置的温压条件等来确定。
轻烃回收操作条件的确定(1)主要工艺方案的确定天然气的冷凝分离需要冷量,工业上获得冷量的方法有许多,但从原理上讲基本可以分为冷剂制冷和气体膨胀制冷两大类。
膨胀制冷需要消耗原料气的压力能;辅助冷剂制冷是利用冷剂气化吸热制冷,要消耗冷剂压缩能量。
膨胀制冷可采用J-T阀,也可采用膨胀机,两种方法的主要区别是,节流膨胀是等焓过程,能量都消耗在节流阀(J-T阀)上,不能回收功;膨胀机膨胀是等熵过程,可以通过匹配同轴增压机回收一部分功,相同条件下的制冷效率高,但投资比节流膨胀要高,操作维护也比节流膨胀复杂。
无论什么方案,都希望在天然气中回收尽可能多的产品,这就需要在制冷工艺部分具有足够大的冷凝压力和足够低的冷凝温度,以便产生尽可能多的凝液。
但这并不说明,压力越高、温度越低、产生的凝液越多就越好,它必要在经济合理的前提条件下,因此,为升高压力或降低温度所付出的能耗要与所得的凝液量成比例,并且凝液的增加要与产品产量的增加相一致,因为通常在一定的冷凝温度和冷凝压力范围内,凝液的产量与产品的产量是一致的,但当凝液中乙烷量增多而丙丁烷冷凝量增加很少时,将会使得分馏部分的脱乙烷塔负荷增加,而塔顶气相中与乙烷平衡带走的丙、丁烷数量也会上升,这时的产品产量不会随凝液量增加而增加。
因此,气体处理装置都有最佳的冷凝压力和冷凝温度。
应从获得的伴生气组分数据进行分析,采用PROII软件分别对膨胀制冷工艺和外加辅助冷源膨胀制冷工艺进行了计算。
对于较富的伴生气而言,单纯采用膨胀制冷工艺,采取提高天然气压力,利用膨胀机膨胀制冷、分离。
伴生气轻烃回收的工艺分析【摘要】油田伴生气中轻烃回收能使得天然气资源的利用率更高,能获得更好的经济效果。
本文主要针对伴生气轻烃回收的工艺特点进行分析,讨论相关优化措施以及设备选型和设计的原则。
【关键词】伴生气轻烃设备工艺油田开发中有着很丰富的伴生气,通过轻烃回收装置的使用能很好的利用这部分天然气资源而获得一定的经济效益。
现今国产化装置中存在工艺方案不合理、能耗高以及产品收率低等不足,本文主要是从工艺流程出发,针对伴生气轻烃回收工艺,讨论设备选型和设计以及控制系统等,提出工艺设计的相关思路和原则。
1 回收工艺特点分析目前对轻烃的回收普遍采用冷凝分离法,制冷工艺主要有冷凝制冷法、膨胀制冷法以及混合制冷法,在工艺上都是通过气体冷凝获得液烃,液烃经蒸馏分离后得到合格产品。
其流程组织是由七个单元组成:原料气预处理、增压、脱水、冷凝分离、制冷系统、液烃分流以及产品储配。
一般的伴生气压力低其气质富,由于冷凝分离的工艺要求,需要增加压缩机来对伴生气进行增压,增压值的大小与干起外输压力、分馏塔塔压、制冷温度、产品收率等因素相关。
2 工艺流程优化工艺流程的优化主要包含了制冷工艺的选择、工艺流程的设计以及工艺参数的优化。
2.1 制冷工艺的选择制冷工艺的选择主要是在分析原料气的压力、组成以及液烃回收率等基础上进行的,如果伴生气的处理量较小、组成较富,可通过浅冷回收工艺来对C3+烃类进行回收,制冷工艺一般为冷寂制冷或者为冷寂制冷与节流膨胀制冷相结合。
如果伴生气的处理量较大且组成贫,对乙烷的回收就采用深冷回收工艺,制冷工艺多为混合冷剂制冷、复叠式制冷、膨胀机制冷或是冷剂制冷与膨胀机制冷结合的方式。
国内冷剂制冷工艺主要采用丙烷压缩循环制冷,制冷系数较大,所采用的装置所需要的冷量是由外部制冷系统提供,运行过程中可通过调节制冷量来适应原料气的变化。
膨胀机制冷的三种方式为透平膨胀机、热分离机和气波机制冷。
透平膨胀机因为其质量保证,操作维修方便等优点而被优先选用,而对于无供电条件的地区则有限采用热分离机或气波机制冷。
伴生气轻烃回收工艺技术蒋 洪 朱 聪(西南石油学院 四川省南充市 637001) 摘要 油气田存在丰富的伴生气资源。
为了提高油气综合利用水平,开展伴生气轻烃回收工艺技术研究有十分重要的现实意义。
针对工艺流程设计、设备选型和控制系统设计进行分析与探讨后指出,在工艺设计中应正确选用制冷工艺,精心组织工艺流程,合理利用外冷和内冷;设备选型应体现技术先进和高效的原则;小型浅冷装置的控制方案应着重简单实用,大中型深冷装置则应选用先进的集散控制系统。
主题词 伴生气 轻烃回收 工艺设 计 回收率 制冷 工艺 流程 在油气田开发中存在丰富的伴生气。
为了合理利用这部分天然气资源,油田采用轻烃回收装置,取得了较好的经济效益。
但国产化装置仍存在工艺方案不合理、产品收率低、能耗高等问题。
针对伴生气轻烃回收工艺,本文对工艺流程设计、设备选型和设计、控制系统设计进行分析与探讨,提出工艺设计的基本思路和原则。
1.回收工艺过程和特点目前,伴生气轻烃回收工艺都采用冷凝分离法。
虽然冷凝分离法可采用冷剂制冷法、膨胀制冷和混合制冷法等多种制冷工艺,但从工艺原理上看,都是经过气体冷凝回收液烃和液烃精馏分离成合格产品这两大步骤。
从流程组织上,回收工艺过程由原料气预处理、原料气增压、脱水、冷凝分离、制冷系统、液烃分馏、产品储配等7个单元组成。
一般来说,伴生气具有压力低,气质富的特性。
为满足冷凝分离的工艺要求,伴生气回收工艺需设置压缩机增压过程,增压值大小与干气外输压力、制冷温度、分馏塔塔压、产品收率等因素有关,这是低压气轻烃回收工艺的特点。
2.优化工艺流程工艺流程的变化是因原料气气源条件(气量、压力和组成)、产品要求和建设环境等因素的不同而引起的。
工艺流程的合理与否是回收装置达到较高的技术经济效益的前提。
2.1 制冷工艺的选择制冷工艺的选择主要考虑原料气的压力、组成、液烃回收率等因素。
当伴生气处理量小、组成较富时,为了回收C3+烃类,可采用浅冷回收工艺,制冷方法主要采用冷剂制冷或冷剂制冷+节流膨胀制冷;当伴生气处理量较大、组成又比较贫、希望回收较多乙烷时,应采用深冷回收工艺,制冷方法主要采用复叠式制冷、混合冷剂制冷、膨胀机制冷、冷剂制冷与膨胀机制冷相结合的混合制冷。
1 概要对于伴生气进行回收利用,不但可以提高资源的综合利用程度、获得资源的更大价值,而且还能保证气体在储藏、运输过程中的安全性、稳定性,对提高天然气的整体经济效益,都有着重要的意义。
2 不同工艺特点和适用范围历经几十年的发展,天然气凝液回收由比较单一的回收工艺发展为以吸附法、油吸收法和低温冷凝法为主的三种主要方法[1]。
在实际应用中,需要对来气组成、温度和压力以及产品要求等进行综合分析,以此来确定经济、合理且能长期安全稳定的工艺路线。
2.1 低温冷凝工艺低温冷凝法根据冷凝温度的不同分为浅冷、中冷和深冷工艺。
从工艺流程上低温冷凝法一般由原料气预处理、增压、净化(包括脱酸和脱水)、冷凝分离、凝液分馏和产品储存及运输等单元组成,工艺流程框图如下图1所示。
根据冷凝温度的不同以及天然气的后续用途,选择是否进行天然气脱酸处理。
若采用浅冷工艺,只要原料气中的酸性组分不影响冷凝分离过程和产品气的质量指标、可以不必脱除;当采用深冷分离工艺时,为防止低温下CO 2形成固体、造成设备和管道冻堵,必须将其脱除。
2.1.1 浅冷工艺低温冷凝法中的浅冷工艺常用氨或丙烷制冷、常规的浅冷工艺得到的C 3收率一般较低(仅为50%-65%)。
为提高C 3收率,可以在脱乙烷塔顶增加制冷产生部分回流或者将脱乙烷塔顶气回掺入原料气,模拟对比C 3收率可以提高至70%以上。
将脱乙烷塔顶气回掺原料气的工艺原则流程如图2所示。
油田伴生气轻烃回收工艺发展及应用研究武娜 师博辉北京石油化工工程公司西安分公司 陕西 西安 710075摘要:本文对常用的回收工艺进行分析研究。
关键词:油田伴生气 轻烃回收 收率图1 低温冷凝法轻烃回收工艺流程框图图2 脱乙烷塔顶气回掺原料气的工艺原则流程图自国家重视节能降耗以来,在实际应用中逐渐对浅冷工艺进行改进、出现了不少新工艺。
其中已成功应用的有直接接触法(DHX)、涡流管复合制冷等。
涡流管复合制冷工艺可以将C 3收率提高至80%以上,涡流管的结构比较紧凑、占地面积小、质量轻巧、便于运输和搬运,且操作性和调节性均较强,在未来的天然气轻烃回收中会越来越有发展前景,尤其是在小气量处理规模的轻烃回收装置中。
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低压伴生气轻烃回收工艺方案在油田开发过程中, 油田伴生气和油罐挥发气都是重要的资源, 因气量小, 地点分散, 气体集输困难, 没有得到合理利用。
小流量、低压伴生气中回收轻烃, 对于降低油气损耗, 获得较高的经济效益和良好的社会效益, 都具有重要的现实意义。
从轻烃回收工艺来看, 主要有油吸收法、低温分离法、压缩法、吸附法、复合回收法等。
在气量较大, 含烃量高时低温分离法与其它轻烃回收方法相比, 具有投资少、操作费用低、效率高等优点。
当前广泛采用的回收方法是低温分离法或低温分离法与其它方法的组合——复合回收法。
天然气(含伴生气)经过以上的某一种或几种方法, 把其中丙烷以上的重组分从气体中分离出来而得到混合液烃。
对于少量的低压气回收, 我公司根据多年的实践, 采用我公司的专利技术, 提出了合理的工艺回收方案。
1 基础数据气体处理量: 原料气压力: 气体温度: 原料气组成:工艺要求的技术指标: 从原油伴生气回收混合轻烃。
产品收率》90%资料内容仅供您学习参考,如有不当或者侵权,请联系改正或者删除。
2轻烃回收方案由于原料气气压低,无压力能可利用,因此,对原料气实行增压。
对于小流量、低压气轻烃回收的工艺技术路线可概括为:原料气增压一脱水一节流,膨胀,冷凝一产品(混烃,干气)。
实践证明混烃的液化率随着压力的升高、温度的降低而增加。
同样若压力太低,要想使丙烷达到较高的液化率,需要很低的冷凝温度(- 50C以下),将使流程复杂化,增加投资。
对于小流量、低压气的轻烃回收途径,一般单纯采用节流膨胀制冷法,液烃回收率很低,达不到工艺要求。
我公司消化吸收国内外先进技术和设备,推出涡流管节流膨胀制冷工艺,使得工艺简化,投资节省,混烃回收率高。
产品收率》90%IT fit3轻烃回收工艺原则流程经过工艺方案和操作参数的优选后,确定轻烃回收工艺原则流程图:原料 气经二级压缩(25-30MPa)-脱水一涡流管膨胀制冷一节流膨胀制冷(0 C )- 混烃分离,该工艺流程具有如下特点:(1) 采用涡流管膨胀制冷+节流膨胀复合制冷方案,提高了轻烃回收率。
油田伴生气轻烃回收工艺的优化方法针对某油田开采油气压力高的问题,就利用其当前的膨胀分离技术,来减少生产能耗,在确保其产品质量符合标准的基础上,优化其中的轻烃回收工艺。
通过研究发现,对其轻烃回收工艺的优化,能够很好的减少成本支出,而且能够提高经济效益。
本文就先说明油田现有的轻烃回收工艺,然后说明优化轻烃回收工艺方法,为油田伴生气轻烃回收工艺的优化提供相应参考。
标签:油田;伴生气;轻烃回收工艺;优化通过对其油田中的轻烃进行回收,能够很好的提高天然气的利用率。
轻烃回收就是将轻烃和天然气中的CH4进行分离再回收,轻烃回收工艺主要分为几种方法,分别是吸附、冷凝等等。
因为吸附对于其轻烃的吸附具有一定限制,所以这种方法在轻烃回收工艺中并没有得到有效使用。
随着当前轻烃回收工艺的不断优化,冷凝分离法已经成为当前的主流方法,通过对其温度的调节,来将其气体冷却到一定温度下,进而分离其中沸点高的气体,最终取得合格的产品。
一、油田现有轻烃回收工艺当前的油田在开采油气后,会将其运输到相应的处理站,在处理站中通过脱水系统来将其油气进行分离,将其天然气进行脱水后,通过冷浓分离的方法就能够稳定轻烃,进而来有效的提高其含量。
在完成回收后的天然气向外输送[1]。
通过对某油氣处理站实际研究能够发现,该处理站所采取的是辅冷加上DHX工艺,通过处理后的天然气能够经过相应的增压机中,增加压力在3MPa,然后再通过冷却设备将其冷却到规定温度下,通过这样的方法就能够获取到理想的物质。
而从实际情况上来看,该站采用先进的DCS集控系统,远程监控装置内的压力、温度、液位及流量,通过现场的调节阀远程控制调节装置内的各项工艺参数,那么在后续发展中就可以对其进行进一步的优化。
二、优化轻烃回收工艺(一)工艺流程本站由5大系统8个区块11个撬组成,首先是工艺系统来气区块,来自庄二联中心站、庄七转中心站共9个增压站点的原料气汇合进入原料气分离器,分离出水和杂志进入压缩机进行两级增压,一级压缩后的原料气经分子筛脱水后进行二级压缩至1.95MPa后,进入压缩机出口分离器,经分离后的气相进入板翅式冷箱换热至-60℃后进入低温分离器,分离出的干气经换热后进入重吸收塔再吸收;液相经换热后进入脱乙烷塔进行分馏,塔顶分馏出的气相经换热后进入重吸收塔进行再吸收;液相在压差作用下进入液化气塔进行分馏,塔顶分馏出的液化气经冷却降温后进入液化气回流罐,当液位达到一定时,经泵被输送至液化气储罐进行储藏销售;塔底分馏出的轻烃燃料经冷却后被输送至轻烃燃料储罐进行储藏销售[2]。
浅析油田伴生气回收利用技术的运用摘要:针对油田伴生气回收利用技术,讨论伴生气回收方法与原则,介绍在轻烃回收、集气技术、燃气发电、汽车燃料四个领域的运用,提高油田伴生气回收利用效率,旨在完善伴生气回收处理方法,为今后油田伴生气的回收再利用提供先进技术。
关键词:油田伴生气;回收利用;甲醇;乙烷油田伴生气是在油层中与石油共同溢出的气体、可以溶于石油的天然气,其中包括甲烷、乙烷以及二氧化碳等,在甲醇、乙二醇、乙烯、丙烯等原料制取中应用。
伴生气按照油田位置有直接进入管网、非直接进入官网两种回收方法。
关于伴生气回收利用技术的运用,下面展开讨论。
一、油田伴生气回收方法(一)直接进入管道网络油田伴生气经过净化处理之后,直接进入到管网当中。
不同油田在这一环节的处理情况存在差别,因此伴生气回收方法也会有实际差异[1]。
通常油田位置偏远、产气量大,在伴生气处理方面通过套管气井口增压设备,搭配抽油机便可以完成伴生气增压操作,随后直接进入管网,混输至联合站。
(二)非直接进入管道网络如果油田位置偏远、产量小且分散,那么在伴生气回收处理环节,受到主干线与输送管道网距离因素的影响,在处理伴生气时存在大量影响因素,因此不能直接进入到管网当中,这便是非直接进入管道网络的回收处理方法。
二、油田伴生气回收利用技术原则(一)因地制宜原则工作人员在油田伴生气回收处理方面,需要树立全面发展的工作思维,正确看待油田伴生气回收利用工作,遵循因地制宜与统筹规划的基本原则,使伴生气能够逐渐向商品化方向转变,提高油田伴生气商品率,最后再对其利用效率进行分析。
立足于油田现状,针对各个种类、不同区段与渗透情况的油藏展开划分,明确不同类型油藏的特征,制定针对性的伴生气回收利用方案[2]。
例如可以创建集中性的轻烃回收站,在该回收站中放置技术性的设备以及装置。
如果回收站规模较大,那么其运行效率也会相应的提升,但难免会投入大量资金。
如果附近气源气量出现波动,便会导致处理量设计量之间的偏差,从而形成资源浪费。
158目前,天然气已经作为不可或缺的能源组成部分,油田伴生气的净化处理也不断的改进使其成为燃气市场中不可或缺的组成部分。
我国天然气对外依赖存度远远超过国外发达国历史上的最高值。
过高的对外依存度显然是我国能源安全的“短板”。
油气上游业具有“投入高、技术难度大、周期长、风险高”的特点,要改变对外依存度过高的局面,会是一个长期攻坚克难的过程。
保障国家油气供给安全可靠,为今后彻底改变对外高度依赖的局面打好基础,是国家油气上游业“十四五”重点需要解决的实际问题。
1 油田伴生气介绍及其物理性质油田伴生气,是指在开采石油的过程中伴随着石油的采出而生成的天然气。
石油伴生气的伴随着整个油田的生产过程,每采出一吨石油,伴生气少则数十立方米,多则数百立方米,产气量与油的品质有关。
新开采油田的伴生气产量较高,随着开采时间的延续产气量逐年递减。
油田伴生气中主要成分是甲烷,并含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、二氧化碳、氮气等成分。
根据烷烃的物理性质表可以看出己烷以上的烃在较低温度下就可直接变成液态的轻质油,其它成分需要通过增压制冷等方式进行析出,最终实现净化回收的目的。
常温下,含有1~4个碳原子的烷烃为气体;含有5~10个碳原子的烷烃为液体;含有10~16个碳原子的烷烃可以为固体,也可以为液体;含有17个碳原子以上的正烷烃为固体。
低沸点的烷烃为无色液体,有特殊气味;高沸点烷烃为黏稠油状液体,无味(表1)。
表1 烷烃的物理性质表名称结构简式常温时状态沸点/ ℃相对密度水溶性甲烷CH 4气-1640.466不溶乙烷CH 3CH 3气-88.60.572不溶丙烷CH 3CH 2CH 3气-42.10.585不溶丁烷CH 3(CH 2)2CH 3气-0.50.5788不溶戊烷CH 3(CH 2)3CH 3液36.10.6262不溶十七烷CH 3(CH 2)15CH 3固301.80.778不溶2 油田伴生气的回收利用方法2.1 脱轻质油法2.1.1 工艺流程轻质油回收流程:分离器析出的天然气由管线连接统一汇总,天然气由高效分水器处理后进增压机,后经过天然气分离器后进净化装置,由净化装置处理后的天然气再经过天然气分离后进入用气管网。
油田伴生气回收技术研究与应用1. 引言1.1 研究背景石油是世界上最重要的能源资源之一,而油田产气中的伴生气占据了一定比例,主要是天然气和硫化氢。
在过去的生产中,这些伴生气通常被直接排放到大气中,造成了不可逆转的环境污染和能源资源的浪费。
对油田伴生气的回收利用成为了石油开采领域的重要课题。
随着人们环保意识的增强和能源资源的日益枯竭,油田伴生气回收技术的研究与应用变得尤为重要。
这不仅可以减少温室气体的排放,降低环境污染,还可以提高油气资源的综合利用率,减少能源资源的浪费。
研究油田伴生气回收技术对于推动石油开采行业的可持续发展具有重要的意义。
在这一背景下,本文将对油田伴生气回收技术进行深入研究,探讨其概述、发展历程、应用现状、关键技术、挑战与解决方案,以及前景展望、在能源领域的重要性和未来发展方向。
希望通过本文的研究,能为油田伴生气回收技术的进一步发展和应用提供参考。
1.2 研究意义油田伴生气回收技术的研究意义主要体现在以下几个方面:一、资源利用效率提升:通过油田伴生气回收技术的应用,可以有效提高油气资源的利用效率,减少浪费,同时降低对环境的污染,保护生态环境。
二、促进能源产业升级:油田伴生气回收技术的发展将带动相关产业链的升级,推动我国能源领域的发展和技术创新,提高国内能源自给率。
三、降低能源生产成本:油田伴生气回收技术的应用可以减少油气生产中的运营成本,提高经济效益。
将减少对传统能源资源的依赖,降低能源生产的成本。
四、推动能源结构调整:油田伴生气回收技术的推广应用,将有助于推动我国能源结构的调整,加快新能源的发展和利用,实现能源清洁化、低碳化的目标。
五、国际竞争力提升:油田伴生气回收技术的研究和应用将增强我国在国际能源市场的竞争力,为我国能源领域的可持续发展提供技术支持和保障。
2. 正文2.1 油田伴生气回收技术概述油田伴生气回收技术是指利用油田产生的伴生气体进行回收和利用的技术。
伴生气体是指在油气开采过程中伴随产生的天然气,包括天然气、二氧化碳、硫化氢等。
HG油田伴生气的回收与利用1 概述HG油田为边底水驱动岩性稠油油藏,于2006年投产,2011年实施高效调整井2口:HG104-P4、HG104-P5井。
开发至今,油藏综合含水37%,边底水推进缓慢,年含水上升率仅为1.6%,且其原油中富含天然气,脱气率达30%。
目前HG区块5口油井共用一条集输流程,长达2km,全程电保温伴热,日耗电量达1900千瓦时,耗电量巨大。
因此,充分科学利用天然气燃烧伴热,不但可以对集输系统进行热量供给,而且也可以解决排放污染的问题,同时也大大降低了流程保温的电耗成本。
2 HG油田生产概况HG油田综合含水37%,总体含水较低。
生产的垛一段油藏为稠油油藏,地层出砂,油质粘稠使得举升工艺要求高,另外,稠油黏度高使得地面输送也很困难。
HG垛一段油藏目前处于中低含水开发期,原油在集输系统中黏度高达8966mpa·s(流程温度35℃),致使螺杆泵电流达到14A,在不采取降黏措施时回压高达2.5MPa,原油输送困难,能耗高。
而HG套管伴生气中甲烷含量高达97.24%,各油井套压在0.1-0.5MPa之间。
因此,如何合理的使用套管伴生气并且将套管伴生气发挥出最大的作用对节能减排工作具有十分重要的意义。
通过对套管伴生气回收装置以及现场利用的研究,减少了套管气的外排,并通过燃气水套炉合理利用套管气的燃烧放热特点,形成了二相油气分离、天然气储集回收、燃气水套炉流程伴热等技术,现场应用取得较好的节能减排效果。
3 伴生气回收与水套炉加热技术在现场应用情况水套加热炉主要由水套、火筒、火嘴、沸腾管和走油盘管五部分组成,用在油井井场给井产出的油气加温降粘。
采用走油盘管浸没在水套中的间接加热方法是为了防止原油结焦。
在水套的筒体中,装设了火筒、烟管、油盘管等部件,它们占据了筒体的一部分空间,其余的空间装的是水,但水不能装满,在筒体上部留有一部分空间(约为筒体的1/3)。
燃料在火筒中燃烧后,产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给水套中的水,使水的温度升高,并部分汽化,水及其蒸汽再将热量传递给油盘管中的原油,使油获得热量,温度升高,黏度降低。
回收利用油田伴生气环保增收双见效摘要:油田伴生气直接的排放或者进行燃烧,不但会出现非常多的资源浪费,同时也不便于进行环境的保护;因此怎么才能够非常有效的对油田伴生气进行回收利用,已经成为了当前我们能源紧缺形势下所需要进行思考的主要问题。
本文主要针对油田伴生气进行回收的形式以及回收技术以及进行回收过程中出现的问题进行着手,简单分析了提升油田伴生气的回收,使其能够实现增收环保的双向效果。
关键词:油田伴生气;回收率;研究;应用前言我国天然气储量与相关的国家石油比较,大、小油田较多,但与此相反,在国内尚未形成有重大恢复作用的石油资源;据现有资料显示,长庆油田地处鄂尔多斯盆地,其中伴生气的资源非常丰富,最近几年,在长庆油田其自身油气产量上,不但实现了快速的增长,与此同时长庆油田还坚持将提高伴生气资源的利用效率,当成是目前促进节能减排,转变企业自身发展形式,实现绿色发展的主要举措,伴生气资源整体的使用率获得了大幅的提升。
按照当前长庆油田发展的目标,今后的几年中其自身油气的产量还将会保持持续的提升与增长,油田伴生气产量也会逐年递增,继续深入进行伴生气整体的使用工作,使得洁净能源的开发以及利用得到增加,具有着非常主要的意义。
1.油田伴生气回收方式长庆油田目前主要以“井组定压阀集气、增压点油气混输、接转站油气分输、联合站三相分离”为主的集气模式。
丛式井组套管气集气主要有定压阀集气、回转式油气混输等工艺,其中定压阀集气由于工艺简单、运行平稳、投资最省、易操作、维护方便,是长庆油田井组伴生气回收的基本措施。
站场集气环节增压点主要采用油气混输工艺,接转站主要采用油气分输工艺,联合站集气主要采用三相分离为主的工艺技术,同时配套以原油稳定、大罐抽气等工艺技术。
长庆油田根据地理位置的特殊性和地形地貌的复杂性,将油田相关气体分为不同类型的回收方法:1.1直接进入管道网络直接进入油田相关天然气管网:指净化过程可直接进入与天然气相关的管网,主要位于非偏远地区,油田相关产油量大,此油田相关天然气回收工作由于油田的特点集中度较高,相对较重视设备在技术上的更大的努力,工作性能和质量要求,要满足油田的基本要求,根据自己的各种情况差异,采用不同的回收方法,一般情况下,是采用套管式气井加油装置,采用抽油机将与加压气体相连的油井进入原油管道,混合到接头站内实现与气体集中处理和回收利用目前主张采用更为创新的方法。
油田伴生气的回收工艺方案
概述
从油田伴生气中回收轻烃的工艺通常都是将伴生气经净化、压缩、冷凝、分馏等工艺过程来实现的;
从制冷深度上划分,气体处理可以分为浅冷和深冷工艺,从制冷设备上划分,又有节流制冷、外加冷源制冷、膨胀机制冷和气波制冷等工艺。
天然气处理工艺的选择,应视原料气规模、组成、产品构成和价格、进出装置的温压条件等来确定。
轻烃回收操作条件的确定
(1)主要工艺方案的确定
天然气的冷凝分离需要冷量,工业上获得冷量的方法有许多,但从原理上讲基本可以分为冷剂制冷和气体膨胀制冷两大类。
膨胀制冷需要消耗原料气的压力能;辅助冷剂制冷是利用冷剂气化吸热制冷,要消耗冷剂压缩能量。
膨胀制冷可采用J-T阀,也可采用膨胀机,两种方法的主要区别是,节流膨胀是等焓过程,能量都消耗在节流阀(J-T阀)上,不能回收功;膨胀机膨胀是等熵过程,可以通过匹配同轴增压机回收一部分功,相同条件下的制冷效率高,但投资比节流膨胀要高,操作维护也比节流膨胀复杂。
无论什么方案,都希望在天然气中回收尽可能多的产品,这就需要在制冷工艺部分具有足够大的冷凝压力和足够低的冷凝温度,以便产生尽可能多的凝液。
但这并不说明,压力越高、温度越低、产生的凝液越多就越好,它必要在经济合理的前提条件下,因此,为升高压力或降低温度所付出的能耗要与所得的凝液量成比例,并且凝液的增加要与产品产量的增加相一致,因为通常在一定的冷凝温度和冷凝压力范围内,凝液的产量与产品的产量是一致的,但当凝液中乙烷量增多而丙丁烷冷凝量增加很少时,将会使得分馏部分的脱乙烷塔负荷增加,而塔顶气相中与乙烷平衡带走的丙、丁烷数量也会上升,这时的产品产量不会随凝液量增加而增加。
因此,气体处理装置都有最佳的冷凝压力和冷凝温度。
应从获得的伴生气组分数据进行分析,采用PROII软件分别对膨胀制冷工艺和外加辅助冷源膨胀制冷工艺进行了计算。
对于较富的伴生气而言,单纯采用膨胀制冷工艺,采取提高天然气压力,利用膨胀机膨胀制冷、分离。
计算结果表明,无论采用什么流程,膨胀分离或者换热流程,采用两级甚至三级膨胀,都无法达到理想的丙烷收率,再行提高收率已经比较困难;并且由于压缩比和膨胀比的限制,需采用多级压缩、多级膨胀、多级分离,流程十分复杂,投资大,能耗高,从理论上讲,由于冷凝需要取走的热量较多,仅靠节流、气波制冷或膨胀制冷是无法达到既满足-35oC的冷凝温度又满足分馏操作所需压力(通常在1.5MPa 左右)的,因此,只能采取外加冷源的制冷工艺。
对于外加辅助冷源的膨胀制冷工艺,在压缩至2.0MPa,膨胀至0.9MPa时的C3收率已达到90%。
(2)操作压力的确定
以***油田50万标方/天伴生气处理规模为例,采用PROII软件对原料气在外加辅助冷源膨胀制冷、不同原料气压缩机出口压力(1.45MPa~2.85MPa)条件下轻烃的产量进行了模拟计算,模拟条件如下:采用丙烷辅助制冷,冷却温度-30℃,膨胀机出口压力0.9MPa,脱乙烷塔操作压力1.8MPa。
轻烃产量和原料气压缩机功率见下表:。