閃蒸氣不凝氣技術改造及效果評價

中石油長慶油田公司第三采氣廠 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300

長慶油田蘇里格氣田屬于低壓凝析氣田,天然氣中含有少量凝析油,為了滿足進入輸氣管道的氣體烴露點要求,必須采用低溫分離發(fā)將少量C5＋重烴脫除,即所謂的脫油,主要目的是控制天然氣的烴露點,因而需進行凝液回收。但是凝液中含有部分C1～C4揮發(fā)性強的組分,給凝析油的運輸帶來安全隱患,因此對揮發(fā)性組進行分脫除,但目前由于在凝析油穩(wěn)定過程中閃蒸氣、不凝氣的產(chǎn)量太大,而閃蒸氣、不凝氣攜帶一定的C5＋重烴組分,低壓燃料系統(tǒng)不能自身消耗,故而進行放空燃燒,不僅造成了環(huán)境污染,同時也是資源的極大浪費。

1 閃蒸氣、不凝氣生產(chǎn)工藝流程

蘇里格天然氣處理廠由脫水脫油裝置獲得的凝液,經(jīng)凝液換熱器、閃蒸分離器、凝析油穩(wěn)定撬處理,除去其中的C1～C4的輕組分,得到C5＋的穩(wěn)定組分。其處理工藝為：從過濾分離器和低溫分離器出來的凝液進入凝液換熱器,經(jīng)導熱油加熱至約45℃,進入閃蒸分離器進行氣、水、油的三相分離,通過自動調(diào)節(jié)閥控制回路將閃蒸分離器罐頂壓力控制在0.55MPa,其頂部出來的閃蒸氣去燃料氣系統(tǒng)；底部重相液流流出的含醇水通過電動截斷閥控制回路進入60方污水緩沖罐；底部輕液相流出的未穩(wěn)定凝析油通過電動截斷閥控制回路進入凝析油緩沖罐緩沖,靜置后進入凝析油穩(wěn)定撬,凝析油在凝析油穩(wěn)定撬體內(nèi),經(jīng)約導熱油加熱至80℃,凝析油中的C1～C4輕組分(不凝氣)、水受熱后揮發(fā),由凝析油緩沖罐罐頂分離出的少量不凝氣通過壓力控制閥和穩(wěn)定塔頂不凝氣混合后進入低壓燃氣分液罐,經(jīng)低壓燃氣分液罐過濾分離,除去該氣體中所攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和游離液體后,與閃蒸分離器排出的閃蒸氣、燃料氣區(qū)來的天然氣混合,作為燃料氣進入導熱油爐,補充燃料氣。凝析油中的重組分(C5～C8)塔底穩(wěn)定后的凝析油經(jīng)兩級凝析油換熱器及凝析油后冷器冷卻至30℃～40℃后去穩(wěn)定凝析油罐儲存(見圖1)。

圖1 閃蒸氣、不凝氣生產(chǎn)工藝流程

2 存在問題

2.1 閃蒸氣、不凝氣產(chǎn)量大 閃蒸分離器、凝析油穩(wěn)定裝置在運行過程中產(chǎn)生大量的閃蒸氣和不凝氣。2017年累計產(chǎn)生閃蒸氣、不凝氣135.08萬方,其中閃蒸氣氣量為130.92萬方,不凝氣產(chǎn)量為4.82萬方,閃蒸氣、不凝氣的產(chǎn)生量較大。為了裝置安全平穩(wěn)運行和環(huán)保,需對低壓燃料氣系統(tǒng)或穩(wěn)定撬進行放空,這必然導致能源的浪費。

2.2 凝析油緩沖撬不凝氣就地放空 低壓燃料系統(tǒng)調(diào)節(jié)壓力為0.4MPa,日常低壓燃料系統(tǒng)用氣量較小,造成低壓燃料氣壓力升高至0.38MPa,穩(wěn)定撬的不凝氣排出緩慢,引起穩(wěn)定撬壓力升高至0.38MPa,導致凝析油緩沖罐排液困難,緩沖罐液位處于高液位運行。為了凝析油穩(wěn)定裝置平穩(wěn)運行和環(huán)保,對凝析油穩(wěn)定撬進行放空,需要員工手動放空,存在很大安全隱患,同時導致能源的浪費。

2.3 導熱油爐、火炬燃氣管線有積液 閃蒸氣、不凝氣中各氣態(tài)組分易被冷卻,析出凝液。該凝液若與不凝氣、閃蒸氣以及燃料氣區(qū)來冷干天然氣混合燃燒,由于凝液及其他烴類組分而燃燒不充分。

通過對導熱油爐燃氣管線進行吹掃,吹掃出大量凝液,初步判斷為燃料氣帶液嚴重,同時后期火炬出現(xiàn)冒黑煙的現(xiàn)象,通過火炬底部排液,也排出了大量的積液。

3 存在問題分析與解決措施

針對穩(wěn)定裝置放空及閃蒸不凝氣進入燃料氣,導致燃料氣壓力升高,從而進行放空,造成資源浪費,以及閃蒸氣、不凝氣攜帶凝液,建議將該部分閃蒸氣、不凝氣、凝液進行利用。為此,針對穩(wěn)定裝置及閃蒸氣、不凝氣進行輕烴回收很有必要。

充分考慮以上因素后,蘇里格氣田設計將閃蒸分離器的閃蒸氣及凝析油穩(wěn)定塔頂部的不凝氣冷卻降溫、除去雜質(zhì)后,進入燃氣系統(tǒng),補給燃料氣,減少燃料氣耗量,節(jié)約能源。

改造內(nèi)容：在閃蒸分離器閃蒸氣及不凝氣出口管線增設兩臺換熱器,與裝置來液進行換熱,而后進入新增立式分離器,對凝析出的液位進行有效的分離,分理出的氣體進行燃料氣系統(tǒng),液相進入凝析油產(chǎn)品罐。

新增的立式分離器具備脫除固、液雜質(zhì)的功能,具有對過濾分離器或其他組合分離器分離的效果,能夠脫除5um以上的固體顆粒,除去氣體中做小液體滴直徑為10um,壓力在0.45MPa時單臺處理能力2.2×104m3/D。

套管換熱器熱源為凝析油穩(wěn)定裝置區(qū)來的閃蒸氣及不凝氣,氣體進換熱器溫度為40℃,出換熱溫度為0～3℃；冷源為裝置區(qū)來凝液、凝析油,進換熱器溫度為－10℃,出換熱器溫度為25℃。充分的利用了熱能達到了節(jié)約能源的目的。

4 運行效果分析

4.1 處理前后的天然氣組份分析 新增立式分離器、套管換熱器投運后,進行氣樣全組分分析,根據(jù)全組分數(shù)據(jù)分析可得,處理后的天然氣組分中C5＋比處理前減少5.7%,處理后的天然氣密度也比處理前的密度降低。說明新增的立式分離器能夠脫出閃蒸氣、不凝氣中攜帶的凝液,能夠凈化天然氣。

4.2 凝析油增加量 通過對比投運前后的油氣比發(fā)現(xiàn),投運后的油氣比比投運前油氣比高1.9‰,說明新增立式分離器能夠脫出凝液,增加凝析油的產(chǎn)量,有效的提高的設備使用效率。如按照一年處理39億方天然氣,能夠增加31.2噸凝液油。

4.3 閃蒸氣不凝氣液化情況 投運后檢查低壓燃氣分液罐、導熱油油爐前過濾器是否存在帶液情況,通過長期巡查發(fā)現(xiàn)低壓燃氣分液罐仍然存在帶液情況,但是帶液次數(shù)比之前下降多,能夠滿足現(xiàn)場的運行。說明新增立式分離器還不能完全脫出閃蒸氣不凝氣攜帶的凝液。

5 結論

蘇里格天然氣處理廠通過閃蒸氣不凝氣技術改造,解決了閃蒸氣不凝氣攜帶凝液、導熱油爐故障停機、火炬冒黑煙等情況,保證了凝析油穩(wěn)定撬的正常平穩(wěn)運行,同時降低了員工的工作強度。