新增來氣使處理廠液態(tài)石油減產(chǎn)的改進(jìn)措施分析

王中一　巴特爾　易思源　單 華　張小兵

(1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院， 重慶 401331； 2.塔里木油田公司天然氣事業(yè)部， 新疆 庫爾勒 841000；

3.中國石油大學(xué)機(jī)械與儲運(yùn)工程學(xué)院， 北京 102200)

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新增來氣使處理廠液態(tài)石油減產(chǎn)的改進(jìn)措施分析

王中一1巴特爾2易思源3單 華2張小兵1

(1.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院， 重慶 401331； 2.塔里木油田公司天然氣事業(yè)部， 新疆 庫爾勒 841000；

3.中國石油大學(xué)機(jī)械與儲運(yùn)工程學(xué)院， 北京 102200)

摘要：某天然氣處理廠新增來氣C2以上組分含量較低，導(dǎo)致在與原工藝原料氣混合處理后液態(tài)石油產(chǎn)量不增反減，新增來氣與外輸干氣組分對比分析結(jié)果表明，氣象攜帶作用是液態(tài)石油產(chǎn)量不增反減的根本原因。在分析產(chǎn)量降低原因的基礎(chǔ)上對原工藝進(jìn)行跨線改造，使新增來氣越過段塞流捕集器直接進(jìn)入氣液分離器以減少其分離過程的攜帶效應(yīng)。改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比表明工藝經(jīng)改造后凝析油產(chǎn)量有所提升，液化氣產(chǎn)量大幅提升，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

關(guān)鍵詞：攜帶效應(yīng)； 跨線改造； 液化氣； 增產(chǎn)

某天然氣處理廠對各單井來氣匯集并進(jìn)行脫水脫烴處理，主要產(chǎn)品為外輸氣以及液化氣、輕烴、凝析油等液態(tài)石油產(chǎn)品。后該廠依計(jì)劃新增來氣，處理量增大，但各類液態(tài)石油產(chǎn)品產(chǎn)量反而下降，因此需找出導(dǎo)致產(chǎn)量下降的原因，并采取有效措施達(dá)到增產(chǎn)增效的目的。

1工藝流程

各單井來氣以油氣混輸方式分別通過A、B兩條主管線進(jìn)入天然氣處理廠，后因生產(chǎn)計(jì)劃安排，新增一股來氣并入主管線A。所有來氣匯合后經(jīng)段塞流捕集器S-2201A捕集液塞后，氣相經(jīng)匯管配氣分別送至V2201、V2202、V2203、V2204等4套臥式氣液分離器進(jìn)行氣液分離。隨后氣相分別進(jìn)入對應(yīng)的1#、2#、3#、4#脫水脫烴裝置進(jìn)行處理，其中經(jīng)節(jié)流降溫脫水后的氣相作為外輸氣外輸，液相進(jìn)入輕烴回收裝置分離出輕烴和液化氣。段塞流捕集器和臥式氣液分離器的液相經(jīng)凝析油穩(wěn)定裝置處理得到穩(wěn)定的凝析油。工藝流程圖見圖1。

圖1　工藝流程圖

2存在問題

原A、B主管線來氣共1 600×104m3d，在與新增來氣80×104m3d混合處理后，發(fā)現(xiàn)雖然處理總量增大，但液態(tài)石油產(chǎn)量不增反減。以100×104m3天然氣處理量為基準(zhǔn)，進(jìn)行混合處理前后液態(tài)石油產(chǎn)量對比分析，發(fā)現(xiàn)新增來氣后導(dǎo)致液化氣產(chǎn)量減少1.06 thm3，液態(tài)石油總產(chǎn)量減少5.22 thm3，對比情況見表1。

表1　混合處理前后天然氣液態(tài)石油產(chǎn)量對比表　thm3

表1　混合處理前后天然氣液態(tài)石油產(chǎn)量對比表　thm3

類別液化氣產(chǎn)量凝析油產(chǎn)量輕烴產(chǎn)量新增來氣前平均產(chǎn)量10.0653.4429.96新增來氣后平均產(chǎn)量9.0051.5227.72平均產(chǎn)量差值1.061.922.24

3原因分析

新增來氣與原A、B管線來氣混合后，通過采樣分析，發(fā)現(xiàn)外輸干氣C2及以上組分含量均比新增來氣高(表2)，這說明工藝當(dāng)中存在明顯的氣相攜帶作用。該作用直接影響段塞流捕集器和氣液分離器的分離效果，在保持原工藝參數(shù)不變的情況下，大量重組分隨氣相進(jìn)入脫水脫烴裝置并直接隨外輸氣排出，從而導(dǎo)致液態(tài)石油總產(chǎn)量減少。

表2　新增來氣與外輸干氣各組分摩爾分?jǐn)?shù)對比表

4方案措施

通過原因分析，可從提升輕烴回收裝置效果、降低分離過程攜帶作用影響2個方面來解決液態(tài)石油產(chǎn)量下降問題，共設(shè)計(jì)了2個方案。

方案1，提升脫烴效果。即調(diào)整脫烴裝置區(qū)的工藝參數(shù)，將段塞流捕集器和分離器中氣相攜帶出的重組分重新回收至液化氣與輕烴中。該方案的優(yōu)點(diǎn)是能較大程度地回收液態(tài)石油產(chǎn)品，基本可以抵消氣相攜帶影響，不需增加設(shè)備管線，無需施工；缺點(diǎn)為脫烴裝置負(fù)荷上升，能耗額外增加，運(yùn)行費(fèi)用上升[1]。

方案2，改造工藝線路。即通過改造氣液分離器前的管線線路，對新增來氣單獨(dú)進(jìn)行分離處理以保證段塞流捕集器及其余氣液分離器中凝析油的回收，降低分離過程氣相攜帶作用導(dǎo)致的重組分損失。該方案優(yōu)點(diǎn)為無需重調(diào)工藝參數(shù)，對原工藝影響不大，缺點(diǎn)是需進(jìn)行管線投資與施工，不能完全消除氣液攜帶影響[2]。

經(jīng)研究，方案1雖處理效果較好，但對原流程參數(shù)調(diào)整較大，實(shí)施難度較大，且能耗上升[3]，故選擇方案2，改造后流程見圖2。該流程新增跨線一條，并打開球閥1、球閥2，關(guān)閉A井來氣進(jìn)段塞流捕集器的旋塞閥，使新增來氣和A井來氣通過跨線跨過段塞流捕集器直接進(jìn)入4#臥式氣液分離器進(jìn)行單獨(dú)處理，減少對1#、2#、3#臥式氣液分離器凝析油回收的影響[4-5]。改造后4#脫水脫烴處理量為390×104m3d，其中A井來氣270×104m3d，剩余120×104m3d通過球閥1由B井來氣補(bǔ)充。

5效果評價

經(jīng)過改造后，以目前天然氣日總處理量1 600×104m3d、新增來氣102×104m3d為例，按天然氣100×104m3處理量為基準(zhǔn)對改造前后液態(tài)石油產(chǎn)量進(jìn)行對比(表3)，該處理廠液態(tài)石油總產(chǎn)量得到明顯提升，可以日增加液化氣5.92 t，日增加混液量(凝析油、輕油)4.80 t。若按每年裝置平穩(wěn)運(yùn)行8 000 h計(jì)算，改造后年增液化氣產(chǎn)量1 971.36 t，年增凝析油和輕油1 598.40 t，年增經(jīng)濟(jì)收益達(dá)1 595.20萬元。

表3　改造前后天然氣的液態(tài)石油產(chǎn)量對比表　thm3

表3　改造前后天然氣的液態(tài)石油產(chǎn)量對比表　thm3

類別液化氣產(chǎn)量混液量(凝析油、輕油)改造前產(chǎn)量8.7878.90改造后產(chǎn)量9.1579.20產(chǎn)量增量0.370.30

圖2　新增跨線流程圖

6結(jié)語

(1)該處理廠新增來氣導(dǎo)致液態(tài)石油產(chǎn)品產(chǎn)量不增反減的主要原因是由于其C2及以上組分含量低，氣相攜帶作用明顯，造成大量重組分隨外輸氣外輸。

(2)通過改造線路對新增來氣進(jìn)行單獨(dú)分離處理，可有效減輕氣相攜帶作用，且投資較少，對原工藝流程影響較小，易于實(shí)施。

(3)目前，多數(shù)處理廠存在有新增來氣混合處理的情況，改造后增產(chǎn)增收效果較為明顯。如按其設(shè)計(jì)日處理量為300×104m3推算，將會取得更加顯著的經(jīng)濟(jì)效益，該方法可供其他處理廠借鑒。

參考文獻(xiàn)

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Analysis of the Improvement Measures for Liquid Petroleum

Production Decline in Processing Plant Because of the New Gas

WANGZhongyi1BATe′er2YISiyuan3SHANHua2ZHANGXiaobing1

(1.School of Oil and Gas Engineering, Chongqing University of Science and Technology, Chongqing 401331, China;

2.Natural Gas Department of Tarim Oilfield Company, Korla Xinjiang 841000, China;

3.College of Machinery and Transportation Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102200, China)

Abstract:The new gas was added to a gas processing plant and mixed with the original gas of the process, resulting in the liquid oil production decreased rather than increased, with the components of low ethane. In this article, based on the analysis of the reasons of the lower production, we transform the original process by the method of pipeline crossing to make the new gas feed across the slug catchers directly into the gas-liquid separator to reduce the carrying effect. By comparison of the data before and after the transformation of production, after the transformation of the process, condensate production has improved and LPG production increased dramatically, by which obtaining significant economic benefits.

Key words:carrying effect; transform; LPG; increase production

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1673-1980(2015)03-0071-03

中圖分類號：TE866

作者簡介：王中一(1986 — )，男，助理實(shí)驗(yàn)員，研究方向?yàn)橛蜌鈨\(yùn)工程。

基金項(xiàng)目：重慶市教委自然科學(xué)基金項(xiàng)目“油氣三相分離器瞬態(tài)模型的建立”(KJ071404)

收稿日期：2014-10-28