埕海聯(lián)合站天然氣輕烴回收工程工藝設(shè)計(jì)

耿永華 趙鑫 張子文(大港油田灘海開發(fā)公司，天津 300280)

1 建設(shè)的必要性

根據(jù)大港油田的整體規(guī)劃，埕海一區(qū)、埕海二區(qū)、聯(lián)合開發(fā)區(qū)和合作開發(fā)區(qū)所產(chǎn)天然氣經(jīng)集輸匯管進(jìn)入埕海聯(lián)合站，在埕海聯(lián)合站內(nèi)經(jīng)過(guò)預(yù)處理、增壓、脫水后由埕港輸氣管道輸至大港油田分輸站，然后進(jìn)大港油田天然氣處理站進(jìn)行輕烴回收。目前埕港輸氣管道的實(shí)際輸量只有設(shè)計(jì)輸量的三分之一，由于流速慢、溫降大，天然氣中的重組分冷凝析出，由于埕港輸氣管道中輕烴析出增多，會(huì)造成以下結(jié)果：

1.1 增加埕海聯(lián)合站運(yùn)行能耗

埕港輸氣管道積液，造成埕港輸氣管道沿線阻力增大。在大港油田分輸站接受壓力不變的情況下，埕海聯(lián)合站原料氣壓縮機(jī)出口壓力增大，造成能耗增加。

1.2 增加埕港輸氣管道通球頻率及運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)

由于埕港輸氣管道積液，需通球作業(yè)，通球作業(yè)頻率高導(dǎo)致運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大，且人工勞動(dòng)強(qiáng)度增大。

1.3 影響大港油田分輸站及天然氣處理站的正常運(yùn)行

由于頻繁通球且來(lái)液量大，大港油田分輸站內(nèi)油氣分離裝置分離效果無(wú)法達(dá)到下游工藝要求。因此有必要對(duì)埕海聯(lián)合站內(nèi)天然氣處理系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，增加天然氣脫烴裝置。

2 方案比選

膨脹制冷和冷劑制冷是天然氣脫烴的主要方法，膨脹制冷法利用原料氣的壓力能制冷，而冷劑制冷法則是利用冷劑氣化吸熱。冷劑制冷法的原料氣與回收凝液后的外輸氣壓力要求壓差小，不因?yàn)樵鰤和廨敋舛嗪墓?；膨脹劑制冷法的原料氣壓力和外輸氣壓力之間有壓差可以利用，無(wú)論制冷溫度多低都可以用膨脹機(jī)。本工程新建裝置入口天然氣壓力與出口天然氣壓力持平，無(wú)壓力能可用，因此本工程選擇冷劑制冷方法。本工程天然氣制冷溫度為10℃，根據(jù)制冷劑性質(zhì)和制冷劑選擇原則，選擇制冷劑為丙烷。

3 工藝現(xiàn)狀

3.1 原料氣增壓?jiǎn)卧?/h3>

原油處理裝置來(lái)伴生氣和埕海油田其他區(qū)塊來(lái)伴生氣一起進(jìn)低壓分離器進(jìn)行分離，分出的凝液去原油穩(wěn)定裝置原穩(wěn)塔，分出的天然氣進(jìn)原料氣壓縮機(jī)增壓經(jīng)壓縮機(jī)出口冷卻器冷卻后，與氣井氣一起進(jìn)入壓縮機(jī)出口分離器和過(guò)濾分離器，分出凝液、游離水、潤(rùn)滑油和雜質(zhì)后，氣相進(jìn)三甘醇脫水單元，分出的凝液經(jīng)調(diào)壓后回到低壓分離器入口進(jìn)一步處理。

3.2 預(yù)處理單元

埕海二區(qū)井場(chǎng)來(lái)氣經(jīng)高壓天然氣收球筒后進(jìn)入段塞流捕集器進(jìn)行氣液分離，分出的氣相與原料氣壓縮機(jī)出口氣相一起去壓縮機(jī)出口分離器，分出的液相去原油脫水分離器的入口，與進(jìn)站原油一起進(jìn)行脫水及穩(wěn)定處理。

3.3 三甘醇脫水單元

增壓?jiǎn)卧^(guò)濾分離器來(lái)的天然氣進(jìn)入三甘醇吸收塔，在塔內(nèi)與貧三甘醇充分接觸，脫除氣體中的水分，脫水后的天然氣進(jìn)天然氣－甘醇換熱器與貧三甘醇換熱升溫至去外輸單元。吸收塔底吸收了水分的富甘醇進(jìn)入三甘醇再生單元。

3.4 輕烴儲(chǔ)運(yùn)單元

原油穩(wěn)定裝置產(chǎn)生的輕烴，輸送至輕烴儲(chǔ)罐儲(chǔ)存，然后通過(guò)輕烴裝車泵裝車外輸。

4 工藝流程方案

4.1 主體工藝流程

埕海油田所產(chǎn)天然氣在埕海聯(lián)合站內(nèi)進(jìn)行三甘醇脫水后以氣態(tài)形式進(jìn)入冷箱。在冷箱中，天然氣與低溫分離器來(lái)氣相和液相換熱后溫度降為17.15℃，然后進(jìn)入丙烷蒸發(fā)器，經(jīng)丙烷蒸發(fā)器丙烷制冷后溫度進(jìn)一步降為10℃。降溫后的天然氣（10℃、3.2MPa）進(jìn)入低溫分離器，低溫分離器分出的氣相經(jīng)冷箱換熱溫度升至40℃，然后進(jìn)入埕港輸氣管道外輸。低溫分離器分出的液相節(jié)流后壓力降至0.5MPa，經(jīng)冷箱換熱后溫度升至40℃進(jìn)入已建的輕烴儲(chǔ)罐。輕烴儲(chǔ)罐中的液相通過(guò)已建輕烴裝車泵裝車外運(yùn)。輕烴儲(chǔ)罐中的氣相進(jìn)入已建低壓分離器，然后進(jìn)入已建原料氣壓縮機(jī)。

4.2 輔助工藝流程

來(lái)自丙烷緩沖罐的液相丙烷，經(jīng)節(jié)能器換熱后溫度降為15℃，再節(jié)流到0.58MPa，溫度降至7℃后進(jìn)入丙烷蒸發(fā)器與原料氣換熱，蒸發(fā)后進(jìn)入丙烷吸入罐，丙烷吸入罐出口丙烷氣經(jīng)丙烷壓縮機(jī)兩級(jí)壓縮后進(jìn)入丙烷冷凝器，全凝后進(jìn)丙烷緩沖罐循環(huán)使用。

4.3 丙烷壓縮機(jī)選型

常用制冷壓縮機(jī)有離心式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)兩種類型，離心式壓縮機(jī)具有排量大，結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小，機(jī)組占地面積及重量都比同一排量的活塞壓縮機(jī)小等優(yōu)點(diǎn)，但它不適用于氣量過(guò)小的場(chǎng)合，且穩(wěn)定工況較窄，操作彈性較小。螺桿式壓縮機(jī)，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，排氣溫度低，壓比大，操作彈性大、尤其不怕氣體中帶液、帶塵壓縮，但螺桿機(jī)的噪音大，維護(hù)周期較短，維護(hù)工作量較大。針對(duì)本工程而言，丙烷制冷系統(tǒng)的最大制冷負(fù)荷為200kW，該負(fù)荷較小，小排量的螺桿機(jī)較離心機(jī)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，本工程采用螺桿式丙烷壓縮機(jī)。

5 結(jié)語(yǔ)

埕海聯(lián)合站天然氣輕烴回收工程工藝設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循“以人為本、綠色環(huán)保、節(jié)能減排、高效開發(fā)”的原則進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，充分吸收國(guó)內(nèi)外同類工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化工藝參數(shù)和設(shè)備選型，降低能耗，保證工藝系統(tǒng)高效安全運(yùn)行，工程實(shí)施后產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。