邊遠氣井小型橇裝化脫烴工藝

叢延剛吉林油田公司勘察設計院吉林油田公司天然氣部

邊遠氣井小型橇裝化脫烴工藝

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試采評價期邊遠氣井天然氣集輸處理技術既要滿足試采參數錄取的需要，又要滿足工藝簡便、投資低的要求，并能適應橇裝化、便于搬遷再利用。因此開展了邊遠氣井小型的脫烴工藝的研究。根據工藝模擬和計算，對于邊遠氣井氣的脫烴處理采用冷劑制冷法，經濟效益最佳，利用橇裝化工藝技術，可實現快速建設，并可實現設備再利用，對試采評價期輪換試氣的氣井具有較強的適應性，推廣應用前景廣泛。

邊遠氣井；橇裝；脫烴；工藝

氣田試采、評價等開發初期，氣井分布零散，氣井的處理量不確定（不大于10×104m3/d），壓力為2～4 MPa，氣井單井產量、壓力、溫度、組分等參數需要通過試采過程錄取，試采評價期天然氣集輸處理技術既要滿足試采參數錄取的需要，又要滿足工藝簡便、投資低的要求，并能適應橇裝化、便于搬遷再利用。因此開展了邊遠氣井小型脫烴工藝的研究，優選了三種工藝，分別是小壓差節流法、冷劑制冷法、分子篩吸附法[1]。

1 小壓差節流法

在氣田開發初期氣井來氣壓力較高，可以利用該壓力對來氣節流，節流后會產生低溫使來氣中的重組分分離出來，使天然氣的烴露點降到-15℃以下。原料氣溫度降低后易形成水合物，故在原料氣進入換熱器前注入甲醇防凍劑。

利用HYSYS對樣品來氣進行模擬，來氣壓力4.0MPa、溫度20℃、來氣量10×104m3/d。原料氣經換熱器換熱至-11℃，節流閥后壓力1.65MPa、脫乙烷塔塔底溫度50℃、甲醇注入量8 kg/h。處理后干氣露點-27.55℃，分離出混烴37.8℃時飽和蒸汽壓1371 kPa，滿足處理要求。物料平衡表見表1。

表1 樣品來氣小壓差節流法物料平衡

小壓差節流法的流程簡單、能耗低，適用于原料氣有壓差可利用的情況。從上述原料氣的模擬來看，處理后的干氣和混烴均滿足外輸要求，而且當原料氣組分不同時，可以適當調整節流閥的節流量，使處理后干氣滿足露點要求即可。

2 冷劑制冷法

當原料氣較富時或以收集原料氣中的混烴為目的時可以利用外來冷劑制冷。該方法可以達到更低的分離溫度，提高混烴的產量。常用的有氨制冷和丙烷制冷。原料氣溫度降低后易形成水合物，故在原料氣進入換熱器前注入甲醇防凍劑。

利用HYSYS對樣品來氣進行模擬，來氣壓力2.0MPa、溫度20℃、來氣量10×104m3/d。原料氣經換熱器換熱至-25℃，經制冷橇冷卻至-30℃，經節流閥節流至1.65 MPa，脫乙烷塔塔底溫度50℃，甲醇注入量15 kg/h。處理后干氣露點-47.4℃，分離出的混烴37.8℃時飽和蒸汽壓1 327 kPa，滿足處理要求。物料平衡表見表2。

表2 樣品來氣冷劑制冷法物料平衡

冷劑制冷法的流程簡單、適用范圍廣、能耗較小，但其制冷溫度低，與小壓差節流法相比其C3收率高，處理后干氣的露點低，適用于原料氣C3含量較高的情況。從上面原料氣的模擬來看，處理后的干氣和混烴均滿足外輸要求。

3 分子篩吸附法

當原料氣溫度降低時會產生水合物，堵塞管路，影響裝置的正常運行。小壓差節流法和冷劑制冷法均采用注入甲醇防凍劑來防止水合物的產生。由于注甲醇防凍堵工藝需要不斷地注入甲醇，而且產生的甲醇污水也需要處理，為替代注甲醇防凍堵工藝，可以選用吸附法脫水脫重烴工藝。該工藝選用分子篩加硅膠的組合吸附劑，可以脫除天然氣中的水和C5以上重烴，使處理后的天然氣滿足外輸要求。

利用HYSYS對樣品來氣進行模擬，來氣壓力4.0MPa、溫度20℃、來氣量10×104m3/d。處理后干氣露點-32.7℃，分離出的混烴37.8℃時飽和蒸汽壓105.5 kPa，滿足處理要求。物料平衡表見表3。

表3 樣品來氣分子篩吸附法物料平衡

分子篩吸附法的流程簡單、能耗較低，處理后干氣的露點均小于-15℃，滿足要求。當原料氣較富時處理后的混烴飽和蒸汽壓不能滿足外輸要求；當原料氣較貧時處理后的混烴飽和蒸汽壓滿足外輸要求。可見，分子篩吸附法適用于原料氣較貧、烴含量非常少的情況。

4 技術方案比選

測試樣品來氣可采用小壓差節流法、冷劑制冷法和分子篩吸附法進行脫烴，將上述三種方案進行比選，結果見表4。從表4中可以看出，冷劑制冷法雖然運行費用較高，但其混烴收率高，按混烴價格4 000元/噸計算，冷劑制冷法比小壓差節流法多產混烴1 484.8噸/年，增加產值284.14萬元/年；采用分子篩吸附法的產值是三種工藝中最低的，但是無需建設配套的甲醇回收裝置。

表4 樣品脫烴工藝比選

5 推廣應用前景

根據工藝模擬和計算，對于邊遠氣井氣的脫烴處理采用冷劑制冷法，經濟效益最佳，利用橇裝化工藝技術，可實現快速建設，并可實現設備再利用，對試采評價期輪換試氣的氣井具有較強的適應性，推廣應用前景廣泛。

[1]何策，張曉東．國內外天然氣脫水設備技術現狀[J]．石油機械，2008，36（1）：69-73.

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.038