油田輕烴回收及綜合利用技術(shù)研究

張廷　劉昱瑭　何誠　彭永成

多數(shù)情況下，井口附近都有伴生氣分離的情況，將其進(jìn)行回收，從而創(chuàng)造收益?？刂戚p烴露點(diǎn)的主要方式是將天然氣當(dāng)中的甲烷、乙烷等氣體，以液態(tài)形式回收再加工成為可再次利用的氣體。其中，甲烷、乙烷等氣體可以液態(tài)形式被回收，之后再次加工生產(chǎn)投入使用，這種原理就是多組分氣液兩相平衡原理?！队蜌馓镙p烴回收技術(shù)》通過介紹油氣田輕烴回收技術(shù)等內(nèi)容，為相關(guān)工作的開展提供參考。

輕烴回收工藝流程主要是將氣體經(jīng)過預(yù)處理系統(tǒng)之后提取出NGL，正流程主要有幾種方式能夠?qū)崿F(xiàn)。①通過透平膨脹機(jī)來降低氣體溫度，達(dá)到制冷效果，而在這個過程中不易揮發(fā)的氣體被組分液化。該系統(tǒng)在具體運(yùn)用過程中的回收效率非常高，尤其是針對乙烷。在進(jìn)口位置需要較高壓力來處理小的單元，但成本很高，具體操作過程需要不銹鋼材料，對水的露點(diǎn)要求較低。②使用Joule Thomson效應(yīng)來進(jìn)行液化處理，使用J-T閥來降壓制冷達(dá)到液化組分效果。該方式在具體運(yùn)用過程中不適合部分情況，如該工藝為低氣體流量，或是在發(fā)展的過程中限制乙烷回收率;如氣流量不規(guī)范也不建議使用，回收率較高。③制冷廠系統(tǒng)的回收。在制冷廠系統(tǒng)當(dāng)中，一般使用丙烷制冷讓空氣溫度降低，即滿足LPG與NGL的冷凝溫度之后即可達(dá)到回收效果。該環(huán)節(jié)最低溫度可以達(dá)到-40℃。因此，該方式在使用過程中回收效率非常低。④油吸附廠。該工藝是在使用過程中最早的氣體處理流程。使用貧油來吸收氣體當(dāng)中較輕組分，將富油中的組分分離后，再次使用貧油進(jìn)行循環(huán)。這種處理方式在當(dāng)前運(yùn)用非常少，因操作困難，加之進(jìn)入新時期，各種操作工藝被簡化，傳統(tǒng)技術(shù)已被拋棄。

輕烴回收工藝的技術(shù)發(fā)展方向：①節(jié)能降耗。當(dāng)前節(jié)能減排工作持續(xù)進(jìn)行，而降低能耗會導(dǎo)致制冷效果降低，在輕烴回收工藝當(dāng)中一直是一個較明顯的問題。當(dāng)前節(jié)能主要從兩個方面進(jìn)行思考，一是優(yōu)化制冷手段，降低整個輕烴回收工藝階段的制冷方式;二是從單個設(shè)備的節(jié)能方面入手，選擇合適的設(shè)備來降低能耗，這種方向簡單且實用性很強(qiáng)。其次是儀表使用空氣系統(tǒng)逐漸被干氣系統(tǒng)取代，該環(huán)節(jié)的運(yùn)用可大幅降低電量，達(dá)到節(jié)能效果。最后是優(yōu)化制冷方案，根據(jù)氣壓的不同選擇制冷方案，不僅能夠達(dá)到回收目的，還可很大程度降低能耗。②提高輕烴回收工藝回收率，該過程中，回收裝置是否滿足工作要求，由烴回收率來決定。同時還可優(yōu)化具體操作條件。簡單闡述Peng-Robinson狀態(tài)方程的運(yùn)用，工藝流程為：預(yù)先脫水-冷卻到-30℃之后氣液分離，之后進(jìn)行換熱、組分分離，最終分裂為液化氣體，輕油產(chǎn)品。設(shè)備操作流程：其中冷箱是主要的換熱設(shè)備與操作設(shè)備，而該設(shè)備的工藝參數(shù)設(shè)置在整個環(huán)節(jié)、流程中起到非常重要的作用。吸收塔發(fā)揮的作用是在脫乙烷塔的塔頂產(chǎn)品過程中，將天熱氣中的C3產(chǎn)品吸收干凈，達(dá)到整個工藝開展的效果，提高C3吸收效率。其中脫乙烷塔在整個流程中，作為脫除凝液中C2組分，同時為吸收塔的運(yùn)行提供吸收劑，參數(shù)需嚴(yán)格選擇。輕烴回收的產(chǎn)品主要有干氣、液化氣、輕油等物質(zhì)，經(jīng)過實際計算與分離，在流程當(dāng)中，使用專業(yè)工藝回收C3，理論回收效率為95.5%;其中，液化氣在37.8℃的時候，飽和蒸汽為1 256 kPa;輕油飽和蒸氣壓為91.8 kPa;干氣露點(diǎn)壓強(qiáng)為4.5 MPa，分離出的液化氣與輕油均符合產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量、存儲要求。

綜上內(nèi)容均在《油氣田輕烴回收技術(shù)》一書得以詳細(xì)論述。在輕烴回收工藝中，增加吸收塔實現(xiàn)氣體換冷，吸收塔內(nèi)氣體實現(xiàn)換熱、傳質(zhì)，讓液相當(dāng)中的C1、C2進(jìn)入氣相，而C3經(jīng)過冷凝操作進(jìn)入液相，整個操作過程當(dāng)中，吸收塔的加入有利于提高整個流程的冷量，提高了工藝的利用效率，保證C3獲取率，在選擇合理的工藝參數(shù)情況下，滿足產(chǎn)品技術(shù)要求。