油田伴生气回收利用研究

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。

一、引言随着可持续发展成为全球性意识，循环经济使人类实现可持续发展的梦想成为可能。

循环经济倡导的是一种与环境和谐的经济发展理念和模式，以实现资源使用的减量化、产品的反复使用和废物的资源化为目标。

由于减量化旨在减少进入生产和消费过程的物质量，从源头节约资源使用和减少污染物的排放，提高了资源生产率和能源利用效率。

二、油田伴生气概念油田伴生气俗称瓦斯气，是一种伴随石油从油井中出来的气体，主要成分是甲烷、乙烷，也含有相当数量的丙烷、丁烷、戊烷等。

用作燃料和化工原料。

也叫油田气、油气。

面对环境保护政策的日趋严格，以及能源日益紧张的情况，油田伴生气的回收利用越来越受到人们重视。

三、轻烃的基本概念轻烃也称为天然气凝液，由C2以上的烃类组份组成的混合物，主要包括C2～C6的烃类组分，常用的产品有液化石油气（LPG）、稳定轻烃（轻油）、轻石脑油等。

四、轻烃回收的基本概念轻烃回收就是指将天然气中的凝液通过一定的技术进行收集并得到相应的产品的过程称。

该过程所生产的产品包括液化石油气和稳定轻油及其它馏分。

是优质的燃料和宝贵的化工资源。

近年来油气田轻烃回收作为各油田绿色发展的重要支撑，越来越受到重视，在回收技术水平上都取得了长足的进步。

五、伴生气的回收工艺与技术伴生气中轻烃回收的工艺过程实质上是多组分气液两相平衡体系。

在一定的温度和压力下, 系统达到气液平衡状态时, 气体的液化程度可以用亨利定律表示:K = yi / xi式中: K 表示平衡常数yi 表示气相中 某种组分的摩尔含量xi 表示液相中某种组分的摩尔含量六、轻烃的回收基本原理在平衡时, 所有组分的汽化率等于冷凝率, 气相和液相的组分不发生变化。

在特定的制冷温度和压力下的多组分气液两相体系中, 欲得到更多的凝析液, 就必须破坏现有平衡状态。

冷凝分离法是通过加压、降温, 使平衡常数K值变小, 体系的平衡点向泡点移动, 从而使更多的气体冷凝。

另一种方法是可以通过减少液体中某种组分的摩尔含量xi , 进而减小其气化驱动力, 由于一定温度、压力下平衡常数不变, 所以气相中该组分开始冷凝, 并趋进于新的平衡点。

石油伴生气回收利用操作技术与设备目录绪论 (1)0.1轻烃回收及产品 (1)0.1.1轻烃生产工艺原理 (1)0.1.2产品及质量标准 (2)0.2轻烃回收产品的用途 (3)1 原油稳定系统 (4)1.1原油稳定系统的作用 (4)1.2原油稳定系统的原理及方法 (5)1.2.1 原油稳定的原理 (5)1.2.2原油稳定的方法 (5)1.3原油稳定系统的工艺流程 (6)1.4原油稳定系统的主要设备 (7)1.4.1原油稳定塔简介 (7)1.4.2加热炉系统 (7)2 压缩系统 (8)2.1概述 (8)2.1.1 气体压缩的作用 (8)2.1.2压送机械的分类 (8)2.2往复式压缩机 (9)2.2.1压缩机的基本结构 (10)2.2.2往复式压缩机的工作原理 (10)2.2.3 往复式压缩机压缩气体的三个过程 (12)2.2.4 压缩机的生产能力及影响因素 (13)2.2.5 多级压缩 (15)2.2.6 往复式压缩机的分类及型号 (16)3 冷冻系统 (18)3.1冷冻系统的目的及作用 (18)3.2压缩蒸汽冷冻机 (18)3.2.1 压缩蒸汽冷冻机的工作过程 (18)3.2.2 压缩蒸汽冷冻系统的主要设备 (19)3.2.3多级压缩蒸汽冷冻机 (21)3.3冷冻剂的选择 (24)3.3.1冷冻剂 (24)3.3.2载冷体 (25)4 脱水系统 (26)4.1脱水的原因 (26)4.2脱水的方法 (26)4.2.1吸附脱水的定义 (27)4.2.2物理吸附和化学吸附 (27)4.2.3吸附过程 (28)4.2.4脱水吸附剂的选择 (28)4.3分子筛脱水 (30)4.3.1分子筛特性 (30)4.3.2分子筛作为干燥剂的优点 (31)4.3.3使用分子筛时应注意的问题 (32)4.3.4分子筛的再生 (32)5 脱硫系统 (33)5.1概述 (33)5.1.1天然气中的酸性组分 (33)5.1.2酸性组分的危害 (33)5.1.3脱硫的必要性 (33)5.2脱硫的方法与分类 (33)5.2.1分子筛法脱硫 (34)5.2.2活性炭法脱硫 (34)5.2.3氧化铁法脱硫 (35)5.3湿法脱硫方法分类与选择 (35)5.3.1湿法脱硫方法分类 (35)5.3.2脱硫方法的选择 (37)5.4醇胺脱硫的化学反应 (39)5.4.1醇胺与H 2S 、CO 2的化学反应 (39)5.4.2 醇胺溶剂性质比较 (40)6 分馏系统 (42)6.1 蒸馏 (42)6.1.1蒸馏的基本概念 (42)6.1.2 理想二元溶液的汽液平衡关系 (42)6.1.3 ()T x y -图和y x -图 (43)6.2 精馏原理 (45)6.2.1简单蒸馏的原理 (46)6.2.2精馏原理 (47)6.2.3连续精馏流程 (48)6.3多组分的精馏 (49)6.3.1关键组分 (49)6.3.2物料的分配方法 (49)6.4 精馏设备 (50)6.4.1板式塔的基本结构 (50)6.4.2填料塔 (51)6.5精馏过程中几种典型的异常现象 (56)7 冷却水及污水处理系统 (57)7.1 冷却水及污水处理系统的目的及作用 (57)7.2液体输送机械 (57)7.2.1离心泵 (57)7.2.2其它类型泵 (65)7.2.3各类泵的比较 (67)7.3换热器 (68)7.3.1传热概述 (68)7.3.3换热器 (72)7.4化工生产中常用阀门 (80)7.4.1 球阀 (80)7.4.2 闸阀 (82)7.4.3旋塞阀 (83)7.4.4截止阀 (85)7.4. 5安全阀 (86)绪论由天然气中回收天然气凝液称为轻烃回收。

茅M霍节能清洗世界Cleaning World 第35卷第10期2019年10月文章编号:1671-8909(2019)10-0048-002浅析油田伴生气回收利用技术的运用李春栋(中国石油长庆油田分公司釆油十二厂，甘肃庆阳745400)摘要：油田伴生气中包含了甲烷、乙烷、硫化氢等气依，通过回收再利用，不仅可以提高能源利用率，而且还能够防止空气污染。

但是与一些发达国家相比，国内油田伴生气的回收利用技术相对滞后，在这一背景下探究伴生气回收利用技术既有其必要性，又存在紧迫性。

本文首先介绍了油田伴生气的几种类型，随后就目前常见的伴生气回收技术手段以及伴生气的利用方式展开了简要分析，最后基于近年来的技术发展，对今后伴生气回收利用技术的运用前景进行了展望。

关键词：油田伴生气；回收利用；溶解气；自压集输工艺中图分类号：TE09文献标识码：A在国家大力提倡绿色发展的背景下，油田伴生气回收利用的理论研究和技术应用也得到了各界的重视。

由于伴生气的存在会影响油田采油效率，以往很多油田选择放空燃烧的处理方式，一方面造成了资源浪费，另一方面燃烧排放的CO?、NO、H2S等气体也会导致空气污染。

经过近年来的技术积累，国内目前已经形成了比较系统的油田伴生气回收与利用技术体系，在实际应用中取得了良好效果。

1油田伴生气的主要类型1-1套管气在油井生产过程中，当井底压力低于原油饱和压力时，天然气便从原油中分离出来。

分离出的天然气一部分上升积聚在油井套管中，一部分随液流进入抽油泵泵腔而采出，这就是通常所说的油井伴生气。

这些气体可以参与举升井筒内的原油(如气举采油)，但如果套管压力过高，就会使动液面下降，生产压差降低，影响泵效，严重时还会发生“气锁”，使抽油泵无法正常工作。

1.2集输站场分离伴生气在集输站场分离出的伴生气，无论在密闭流程还是开式流程中，一旦压力低于饱和蒸汽压，它们便会从原油中挥发或分离出来。

这部分伴生气主要来源于集输站场中的各类设备，例如缓冲罐、三相分离器等。

低温分离法在油田伴生气轻烃回收中的运用在石油伴生气轻烃中因为内部各种气体沸点和冷凝点的不同，因此将原料的温度降低到一定的范围能够实现各种气体的分离，然后通过再加工形成合格有效的产品，该工艺被称为低温分离法。

下文将对于该技术在实际生产中的应用进行详细论述。

标签：低温分离;油田半生气;回收运用引言下文将详细论述某原油工厂伴生气轻烃工艺的改造案例，全面分析低温分离法在新时代背景下的实际应用需求以及应用效果，通过列举的实际案例并结合自身的经验，对未来该工艺的生产管理以及参数控制提出了一些建议，希望能够提高其他工厂的经济收益。

一、伴生气轻烃回收技术简介在传统工业生产中轻烃回收方法主要分为又吸收，吸附，低温分离等一些新型的技术工艺。

当前最为有效的方法为吸附和低温分离的回收方式，并且低温分离在很多的轻烃回收工作中应用范围最为广泛。

低温分离法作为当前回收系统中的主流生产工艺，具有投资设备经费少，运行结构简单，轻烃回收率很高的特点，但是该工艺的实施往往需要原材料降低反应温度，因此在实际生产应用的过程中往往会出现意外的事故和麻烦。

低温分离法根据制冷方式的不同可以被分为冷剂制冷，膨胀剂制冷，热分离制冷以及混合制冷等多种方式，下面将以实际的生产案例介绍低温分离法的具体应用效果[1]。

二、低温分离系统在轻烃回收工艺中的应用该生产体系于2019年下半年正式施工建立，在同年年底完成，并且投入使用和运行。

该工厂整体的占地面积为45亩，并且使用混合制冷的工作方式，在中央位置配备一套DHX的冷气伴生气处理装置，该机器装置的在工作的时候能够处理轻烃的数量为25吨。

该工程在运行过程中所使用的基本原材料全部来源于采油12厂板桥作业工作区，这些原料在一定工序的操作环境中转变为石油气以及轻烃等燃料，产生的副产品燃气同时被输送到其他的工作地点供加热使用[2]。

该工程自从投入运行以来，总共设置了6个管理岗位，以及下属的四个运行岗位，为了能够保证整个系统的连续运行，设置四班三道的工作模式。

油田伴生气轻烃回收工程可行性研究报告目录第一章总论第一节编制依据和原则第二节项目背景、投资意义第三节项目研究内容第四节研究结果概要第二章市场分析和价格预测第一节市场分析第二节价格预测第三章生产规模、产品方案第一节生产规模第二节产品方案第四章工艺技术方案第一节工艺技术方案第二节主要设备选型第三节自动控制第五章厂址选择第一章总论第一节编制依据和原则一、项目名称某某油田伴生气轻烃回收工程二、承办单位凡有100—200 口油井并有10000m3/d 油井伴生气的单位和个人均可建站。

三、项目建设地点油井在方圆4km 以内，并且有3—5 亩平整地方即可。

四、编制依据1. 油田伴生气轻烃回收装置有关设计资料；2. 伴生气组成数据；3. 遵循的有关规范、规程：《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004 ；《天然气凝液回收设计规范》SY/T0077-2003 ；《天然气脱水设计规范》SY/T0076-2003 ；《建筑设计防火规范》GB50016-2006 ；《供配电系统设计规范》GB50052-95 ；《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92 ；《建筑抗震设计规范》GB50011-2001 ；《油气田及管道仪表控制系统设计规范》SY/T0090-96 。

五、编制原则1. 采用先进、成熟、可靠地工艺技术，进行全面多方案论证，确定最优工艺路线，充分回收轻烃，提高伴生气附加值。

2. 尽量选用国产先进设备、仪表等，保证装置长周期安全运行。

3. 根据地理位置，合理选择厂址。

4. 装置采用合理的自动化程度以保证生产稳定、安全为主，不片面追求高水平自动化，以降低工程投资。

5. 尽量采用空冷冷却器，以节约水源。

6. 选用先进、合理的工艺路线，采取有效措施，保证安全生产和工业卫生，保护环境，节约能源。

7. 严格执行国家、地方、行业的有关政策、法规、规范和规定。

8. 最大限度的减少工程投资。

第二节投资意义一、项目背景很多采油厂，因为地理位置的特殊性，地面起伏不平，油井距离较远，无法大规模集中管束把所有油井伴生气收集到一起。

延安市20XX年度重大科技专项可行性报告一、项目基本情况石油伴生气亦称石油溶解气，在地质条件下的高压岩层孔隙内赋存，与原油共生共溶，相互交混。

原油被开采后，由于温度和压力的变化，伴生气以气体形态与原油分离而单独析出成为气流。

石油伴生气的产量很大，每采出一吨石油，就伴生几十立方米到几百立方米的油田气。

新开采的油田，石油伴生气的产量更多。

其成分比较复杂，主要含有碳原子、氢气及碳氢化合物，属于易燃易爆有毒有害气体。

由于其回收再利用工艺复杂但又不能直接排放，而且过去的环保要求也比较低，所以传统化工业都是将其直接燃烧排放，这样既造成大量能源浪费，又排放大量的温室气体污染环境；面对环境保护的呼声越来越高且能源日益紧张的情况，石油伴生气再利用的问题越来越突出。

油田伴生气资源的回收利用可以提高油田的综合开发效益，是一项集安全、环保、效益于一身，充分体现采油工艺综合技术水平的大型工程。

陕北油田存在丰富的伴生气资源，为了提高油气综合利用水平，近年来在伴生气回收利用方面开展了不懈的试验探索，通过利用单井集气管线、定压放气及伴生气回收装置等方式进行回收；回收气体在井组燃气发电机、井场水套炉、大型发电站等方面得到了充分利用，但是伴生气回收利用率不高，仍在工艺技术上存在不先进、经济效益很差等方面的问题。

因此，一是充分利用优势条件、加强回收力度。

二、项目的意义和现状陕北油田采基本采用注水开发和自然能量开发相结合，其中部分区块原油中溶解气含量比较大（平均在105.4～115.5m3/t），油井含有丰富的套管伴生气，单井平均日产套管伴生气100～150m3，并且气质属于低含硫、低含水类型，是典型的高饱和油田。

伴生气在发电、站内锅炉用气、采暖等方面已经得到了充分的利用，但仍有大量的伴生气被无效放空（放空气量约3×104m/d），造成了严重的资源浪费和环境污染。

因此，一是充分利用优势条件、加强回收力度。

利用井组集气管线对相对集中且气量较大的井组伴生气进行回收。

海上油田伴生气用作燃料气的预处理方案研究摘要：随着节能和环保成为时代主题，油田伴生气的回收利用越来越受到重视，国外石油公司在油田伴生气回收率和能量消耗等方面达到了很高的水平，中国在伴生气的回收利用方面还需要更多地付出和努力。

一方面要努力研究开发新的回收装置和工艺，完善中国油田伴生气回收装置和工艺的不足，实现充分利用资源并保护环境；另一方面要注重培育伴生气的利用市场，扩展油田伴生气应用前景。

将海上油田伴生气作为燃料气进行利用是今后伴生气利用的主要趋势。

关键词：油田伴生气；燃料气；预处理方案引言在世界能源日趋紧张的现状下，节能减排成为海上油田生产的重要指标，油田伴生气的有效利用成为油田开发的重要趋势。

目前对于油田伴生气的主要利用途径是作为为平台提供热源的燃料，但对热源需求量不大，且伴生气回收成本又较高的平台来说，通常做法是将伴生气通过火炬排放，这显然是对能源的一种浪费。

如果将伴生气用作主机燃料，作为油田生产的补充电源，将既实现节能又达到环保的双重目标。

一、海上油田伴生气的来源1、油井套管气在油井生产过程中，当井底压力低于原油饱和压力时，天然气便从原油中分离出来。

分离出的天然气一部分上升积聚在油井套管中，一部分随液流进入抽油泵泵腔而采出，这就是通常所说的油井伴生气。

油井伴生气除了含有轻烃外，还经常含有水分、一氧化碳、硫化氢、氮、氦、机械杂质等危害性很大的非烃类化合物，在井口很难处理，通常在长期的生产过程中采用放空和焚烧2种处理办法，不但污染大气，更重要的是浪费了不可再生的清洁资源，形成了恶性循环。

回收这部分套管气不但能够减少对环境的污染，还能有效地利用这部分套管气，达到节能的效果。

2、油罐挥发气原油在储存过程中，原油罐每天通过呼吸阀要挥发掉大量天然气，尤其在原油稳定装置工作不稳定，或没有加设原油稳定装置的场所，这种挥发更加严重。

这些气体通过油罐呼吸阀挥发到大气中，不但损失油气资源，还污染环境，同时还存在很大安全隐患。