油田伴生氣輕烴回收工藝的優(yōu)化方法

李春棟 向參

摘要：針對某油田開采油氣壓力高的問題，就利用其當前的膨脹分離技術，來減少生產(chǎn)能耗，在確保其產(chǎn)品質(zhì)量符合標準的基礎上，優(yōu)化其中的輕烴回收工藝。通過研究發(fā)現(xiàn)，對其輕烴回收工藝的優(yōu)化，能夠很好的減少成本支出，而且能夠提高經(jīng)濟效益。本文就先說明油田現(xiàn)有的輕烴回收工藝，然后說明優(yōu)化輕烴回收工藝方法，為油田伴生氣輕烴回收工藝的優(yōu)化提供相應參考。

關鍵詞：油田;伴生氣;輕烴回收工藝;優(yōu)化

通過對其油田中的輕烴進行回收，能夠很好的提高天然氣的利用率。輕烴回收就是將輕烴和天然氣中的CH4進行分離再回收，輕烴回收工藝主要分為幾種方法，分別是吸附、冷凝等等。因為吸附對于其輕烴的吸附具有一定限制，所以這種方法在輕烴回收工藝中并沒有得到有效使用。隨著當前輕烴回收工藝的不斷優(yōu)化，冷凝分離法已經(jīng)成為當前的主流方法，通過對其溫度的調(diào)節(jié)，來將其氣體冷卻到一定溫度下，進而分離其中沸點高的氣體，最終取得合格的產(chǎn)品。

一、油田現(xiàn)有輕烴回收工藝

當前的油田在開采油氣后，會將其運輸?shù)较鄳奶幚碚?，在處理站中通過脫水系統(tǒng)來將其油氣進行分離，將其天然氣進行脫水后，通過冷濃分離的方法就能夠穩(wěn)定輕烴，進而來有效的提高其含量。在完成回收后的天然氣向外輸送[1]。通過對某油氣處理站實際研究能夠發(fā)現(xiàn)，該處理站所采取的是輔冷加上DHX工藝，通過處理后的天然氣能夠經(jīng)過相應的增壓機中，增加壓力在3MPa，然后再通過冷卻設備將其冷卻到規(guī)定溫度下，通過這樣的方法就能夠獲取到理想的物質(zhì)。而從實際情況上來看，該站采用先進的DCS集控系統(tǒng)，遠程監(jiān)控裝置內(nèi)的壓力、溫度、液位及流量，通過現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥遠程控制調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的各項工藝參數(shù)，那么在后續(xù)發(fā)展中就可以對其進行進一步的優(yōu)化。

二、優(yōu)化輕烴回收工藝

（一）工藝流程

本站由5大系統(tǒng)8個區(qū)塊11個撬組成，首先是工藝系統(tǒng)來氣區(qū)塊，來自莊二聯(lián)中心站、莊七轉(zhuǎn)中心站共9個增壓站點的原料氣匯合進入原料氣分離器，分離出水和雜志進入壓縮機進行兩級增壓，一級壓縮后的原料氣經(jīng)分子篩脫水后進行二級壓縮至1.95MPa后，進入壓縮機出口分離器，經(jīng)分離后的氣相進入板翅式冷箱換熱至-60℃后進入低溫分離器，分離出的干氣經(jīng)換熱后進入重吸收塔再吸收;液相經(jīng)換熱后進入脫乙烷塔進行分餾，塔頂分餾出的氣相經(jīng)換熱后進入重吸收塔進行再吸收;液相在壓差作用下進入液化氣塔進行分餾，塔頂分餾出的液化氣經(jīng)冷卻降溫后進入液化氣回流罐，當液位達到一定時，經(jīng)泵被輸送至液化氣儲罐進行儲藏銷售;塔底分餾出的輕烴燃料經(jīng)冷卻后被輸送至輕烴燃料儲罐進行儲藏銷售[2]。

（二）優(yōu)化工藝參數(shù)

在正常情況下，其深冷分離過程中，想要獲取更多的產(chǎn)品，那么在這其中所需要消耗的能量越多。如果其能量消耗高于產(chǎn)品的總價值，進而就會影響最終的經(jīng)濟效益[3]。所以，應該讓其產(chǎn)品和能耗在一個合理的比例上，這個比例就是操作的具體位置。在這其中的液化氣塔再沸器是通過天然氣來為其輸送熱量，而且在這其中的其它設備都是消耗電力和冷卻水。在對其工藝進行優(yōu)化過程中，其丙烷制冷系統(tǒng)中的主換熱器會用作冷卻功能，而在這其中的輔蒸發(fā)器則會用于對其液化氣的冷卻。

三、技術經(jīng)濟分析

（一）能耗分析

因為在優(yōu)化后的進料氣會因為增壓的原因?qū)е缕錅囟容^高，而自身精餾塔的底部溫度并不高，在這其中將其進料氣放置在塔底，就能夠集中能量，很好的去除從塔底增加熱量的流程，有效的節(jié)約能源消耗[4]。此外，在優(yōu)化過程中，因為其精餾塔的壓力較低，所以在這其中的所存在的溫度也比較低，能夠在保證其產(chǎn)品質(zhì)量的基礎上，更好的減少丙烷輔蒸發(fā)器的負荷。

（二）經(jīng)濟性和可靠性分析

通過優(yōu)化后的工藝與DHX進行對比，其雖然產(chǎn)品的回收率有所降低，但是在這其中的經(jīng)濟效益有所提升，能夠獲得更多的經(jīng)濟效益。通過優(yōu)化后的工藝不僅需要能夠讓其有效滿足回收率，而且其安全也是非常關鍵的一個部分。因為在原料中含有一定的二氧化碳氣體，而且在這其中的溶解度較低，如果其溫度低于二氧化碳固體時，或者是其溶解度有所超出，那么就會導致二氧化碳固體的出現(xiàn)，容易對管道造成影響，進而導致輕烴回收不能夠順利進行。當前我國大多都是利用5℃左右的結(jié)冰溫度來保證其二氧化碳不會破壞管道。

因為在優(yōu)化后的工藝其溫度要低于原工藝，其精餾塔的頂部溫度最低能夠達到零下96℃。所以，這樣也就能夠看出，對其二氧化碳結(jié)冰程度進行分析，能夠直接了解系統(tǒng)是否能夠正常運行。通過對其具體研究能夠發(fā)現(xiàn)，在這其中的每一個塔板的溫度都要高于二氧化碳的結(jié)冰溫度。所以，也就能夠說明在整個工藝運行過程中，其二氧化碳都不會結(jié)冰，說明其輕烴回收工藝優(yōu)化是安全的。

結(jié)語：

總而言，通過對其研究能夠發(fā)現(xiàn)，油田伴生氣中C1的比例較大，而且能夠通過壓力來完成對輕烴的回收。在保證其質(zhì)量的基礎上，減少設備投入，對其當前的油田伴生氣中的輕烴回收所利用的輔冷加上DHX工藝進行優(yōu)化。在優(yōu)化過程中按照溫度對口的原則來進行，當其溫度在合理范圍內(nèi)，就能夠很好的對其內(nèi)部的冷量進行回收，進而來降低能耗。在輕烴回收過程中，其C3產(chǎn)品效益小于能耗成本，那么經(jīng)濟效益就越小。因此就應該在這其中適當?shù)臏p少回收率，這樣就能夠減少能耗，進而來節(jié)約成本，獲取理想的經(jīng)濟效益。相比于原工藝而言，通過對其優(yōu)化后，外部制冷量有很好的降低，這樣就使得成本有所降低，總經(jīng)濟效益有所提升，而且在這其中不會出現(xiàn)二氧化碳結(jié)冰問題，能夠保證整個工藝的穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]武娜，薛慧.油田伴生氣輕烴回收淺冷工藝的對比研究[J].化工設計，2020，30（02）：6-10+15+1.

[2]陳璐，曹翔.油田伴生氣回收工藝過程危險性分析及對策研究[J].石化技術，2020，27（01）：90+38.

[3]郄海霞.長慶油田伴生氣輕烴回收工藝與設備橇裝化研究[D].中國石油大學（華東），2018.

[4]姜明.小規(guī)模輕烴回收壓縮/制冷一體化系統(tǒng)的優(yōu)化設計[D].大連理工大學，2018.

[5]鐘榮強，付秀勇，李亞軍.油田伴生氣輕烴回收工藝的優(yōu)化[J].石油與天然氣化工，2018，47（02）：46-51.

作者簡介：

李春棟（1983-01-12）男，甘肅慶陽，助理工程師，大學本科，主要從事石油開采伴生氣回收利用。