龍鳳山天然氣輕烴回收工藝研究現(xiàn)狀與進(jìn)展

摘 要：龍鳳山氣田為凝析氣田，以氣為主，產(chǎn)出物氣油比高。龍鳳山氣田輕烴資源十分豐富，氣質(zhì)較富，開發(fā)前景十分廣闊。含有較多的C3+組分，可以生產(chǎn)高附加值的液化氣和穩(wěn)定輕烴，具有良好的回收價值。集中處理站輕烴回收工藝部分的設(shè)計，主要受深冷和淺冷不同輕烴回收工藝的影響較大，結(jié)合龍鳳山油藏工程最新原料氣指標(biāo)預(yù)測量，根據(jù)不同輕烴回收工藝分別模擬測算得出天然氣、液化氣、穩(wěn)定輕烴等附加產(chǎn)品，并進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟分析。

關(guān)鍵詞：輕烴回收；低溫特性；工藝設(shè)計；輕烴收率；天然氣

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.048

1 輕烴回收工藝及運行現(xiàn)狀

（1）吸附法 。吸附法是利用固體吸附劑（如活性氧化鋁和活性炭）對各種烴類吸附容量不同，而使天然氣中各組分得以分離的方法。該法一般用于重?zé)N含量不高的天然氣和伴生氣的加工過程，一般只限于加工小量天然氣。

（2）油吸收法 。油吸收法是基于天然氣中各組分在吸收油中的溶解度差異，而使不同的烴類得以分離。根據(jù)操作溫度的不同，油吸收法可分為常溫吸收和低溫吸收。常溫吸收多用于中小型裝置，而低溫吸收是在較高壓力下，用通過外部冷凍裝置冷卻的吸收油與原料氣直接接觸，將天然氣中的輕烴洗滌下來。

（3）低溫分離法 。該法是利用原料氣中各組分冷凝溫度不同的特點，在逐步降溫的過程中依次將較高沸點的烴類組分冷凝分離出來。按冷量提供方式的不同可分為外加冷源法、自制冷法和混合制冷法。

2 工藝流程與設(shè)計參數(shù)

單井來氣經(jīng)進(jìn)站閥組通過輪換完成計量，分離后氣相采用注甲醇、節(jié)流制冷、低溫分離的處理工藝，滿足管輸天然氣的水露點、烴露點質(zhì)量指標(biāo)。

北201試采站于2015年11月投產(chǎn)運行。根據(jù)1月份的生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，井流物進(jìn)站壓力為5MPa～6.8MPa，冬季用氣高峰，外輸氣壓力目前為2.56MPa～3.78MPa。外輸氣量約為25萬方/天，凝析油量約為60方/天，一二級閃蒸氣量為4600方/天，進(jìn)站井流物生產(chǎn)氣油比約4200。生產(chǎn)穩(wěn)定后，北201試采站生產(chǎn)運行指標(biāo)與設(shè)計指標(biāo)進(jìn)行對比，生產(chǎn)數(shù)據(jù)較設(shè)計指標(biāo)值偏差較小，基本達(dá)到負(fù)荷量要求。

3 輕烴回收工藝研究進(jìn)展

3.1 低溫分離法

基本原理利用天然氣中各組分的揮發(fā)度不同，將天然氣冷卻，得到部分富含較重?zé)N類的液烴，與氣體分離的過程。特點：需向氣體提供足夠冷量，裝置收率高。目前，新建或改建的NGL回收裝置約有90% 低溫分離法。

3.2 淺冷與深冷

低溫分離法按冷量提供方式的不同可分為外加冷源法、自制冷法和混合制冷法。

（1）外加冷源法。天然氣冷凝分離所需要的冷量由獨立設(shè)置的冷凍系統(tǒng)提供。系統(tǒng)所提供冷量的大小與被分離的原料氣無直接關(guān)系，故又可稱為直接冷凝法。根據(jù)被分離氣體的壓力、組分及分離的要求，選擇不同的冷凍介質(zhì)。制冷循環(huán)可以是單級也可以是多級串聯(lián)。

（2）自制冷法。自制冷法主要用于回收C3或C2，它是利用原料氣進(jìn)天然氣凝液回收裝置的壓力降產(chǎn)生制冷效應(yīng)。制冷量取決于原料氣本身的壓力和組成，不設(shè)置獨立的制冷系統(tǒng)。這種效應(yīng)的產(chǎn)生，現(xiàn)階段通常采用等嫡效率最高的透平膨脹機，此外還有熱分離機、節(jié)流閥等膨脹制冷方式，均屬于深冷分離。

（3）混合制冷法。為了最大限度地從天然氣中回收輕烴，要求的溫度更低，單一的制冷法一般難以達(dá)到，即便有時膨脹機制冷能達(dá)到溫度，但由于出口帶液問題，對富氣仍是不適用的，這時往往采用混合制冷法，即冷凍循環(huán)的多級化和混合冷劑制冷以及膨脹機加外冷的方式來實現(xiàn)，混合制冷法屬于深冷分離。

4 工藝分類

4.1 淺冷工藝

工藝流程。 淺冷工藝的設(shè)計原則： 1）高壓區(qū)塊充分利用壓力能，開發(fā)前期利用地層能量滿足外輸壓力要求； 2）開發(fā)中后期，井口壓力降低，站內(nèi)增設(shè)壓縮機，目前無井口壓力遞減趨勢，暫按5年后開始增壓計算能耗及效益；3）壓縮機位置考慮為原料氣增壓，相比外輸氣增壓方案，可保證工藝裝置運行的穩(wěn)定，同時有助于提高輕烴收率。

4.2 深冷工藝

工藝流程 。深冷工藝設(shè)計原則： 1）從充分利用地層能量的角度考慮，盡量提高高壓井區(qū)進(jìn)站壓力，節(jié)能降耗。 2）結(jié)合55萬方/天的處理規(guī)模，考慮膨脹機運行對操作體積流量的要求，進(jìn)站壓力不宜超過4.5MPa，因此推薦高壓井區(qū)進(jìn)站壓力為4.5MPa。 3）開發(fā)中后期井口壓力及流量均下降，設(shè)計上考慮設(shè)備一定的適應(yīng)性，后期不再增設(shè)高壓井區(qū)的原料氣壓縮機，以降低工程投資及運行能耗。

5 認(rèn)識與結(jié)論

（1）以節(jié)能降耗為輕烴回收工藝發(fā)展方向，考慮單個設(shè)備能耗，合理選擇設(shè)備型號；從優(yōu)化制冷方案著手，選擇最佳制冷方案。

（2）地質(zhì)工程方案認(rèn)識和油藏工程指標(biāo)預(yù)測對確定輕烴回收工藝規(guī)模、工藝方式及經(jīng)濟效益具有決定性影響因素。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國誠，等.吐哈油田輕烴田收的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].天然氣，工業(yè)，1998，18（06）：79-82.