淺析長慶天然氣處理與含醇污水處理

崔巍 張榮耀 郭程武(長慶油田第二采氣廠榆林天然氣處理廠，陜西榆林719000)

淺析長慶天然氣處理與含醇污水處理

崔巍 張榮耀 郭程武(長慶油田第二采氣廠榆林天然氣處理廠，陜西榆林719000)

通過對長慶現有氣田的地質情況進行分析后，對該地區的采氣區使用了天然氣低溫處理工藝和含醇污水預處理工藝。下面筆者著重對這兩種方法進行簡要的介紹，并對實際使用過程中涉及的問題和使用效果進行探討。

天然氣處理；含醇污水；工藝；效果

1　天然氣低溫處理工藝的技術特點

現在采氣區普遍采用的天然氣處理方法是低溫分離法，這種方法的原理就是保持不同天然氣組分在相同壓力條件下，對其進行冷卻，溫度降至露點溫度以下，含輕烴物質就會在這個階段被分離出來。該方法的特點比較明顯，無論是在投資還是維護上的成本相對較低，而且可以順便解決當地氣田脫水的難題。低溫分離工藝大致可以分為兩個階段，分別是低溫形成階段和氣體與液體的分離階段。

2　低溫的形成階段

2.1在形成低溫的階段，必須要確定合理的分離溫度。國內比較成熟的低溫分離工藝主要是用于回收天然氣凝液，大都利用的是使用外部冷源進行分離，這種方式屬于低溫深冷分離。長慶當地的天然氣組分中含有的凝析油很少，需要用淺冷低溫分離的方式來控制烴類物質和水的露點溫度，從而達到分離氣液的目的。

2.2控制低溫分離溫度。因為集氣站擁有數目眾多的轄井，而每個位置的溫度、壓力和各自的產量都無法控制一致，很難通用單一的分離工藝一勞永逸，因此需要有針對性地調整分離工藝。開發年限越長，氣井內部的生產壓力就會隨之下降，所以要想在不同的生產階段達到同一個分離溫度，同樣需要有針對性地使用合適的分離工藝，保證有穩定的低溫分離溫度。

3　氣液的分離階段

分離產生液滴的原理有以下幾點：一是反應容器中的液體受到各種力學因素影響（噴霧、飛濺、泡沫）形成10μm粒徑的霧粒，此時使用重力篩能夠除去大約99.5%的霧；二是飽和或者過飽和狀態下的氣體會發生相變化，液滴要想形成就必須有晶核，整個過程還需要通過冷卻冷凝、壓縮、化學反應等各種階段的反應；若產生的液滴的直徑在0.1-10μm，無法僅僅依靠重力、機械和絲網的傳統手段做到有效的分離，此時可以使用靜電分離或者纖維聚結法。實際應用過程中通常為了達到有效分離液滴的目的，一般會將重力分離法和曝氣液聚結分離法交替使用，實現氣-液分離的最佳效果。

4　低溫分離工藝存在的問題及解決措施

4.1控制混合氣的溫度較難

天然氣的開采過程中往往會遇到低壓低產井和高壓高產井同時出現的情況，這無形中就增加了生產管理的難度。氣井不同，它們具有的壓力和產量也都有所差異，進行節流操作之后得到的氣體溫度也不同，對這種現象，可以合并那些溫度相近的氣井，將其接入相同的加熱設備，也可以按照產量進行合并。

4.2水合物抑制劑消耗高

部分天然氣中所含的凝析油不多，對這部分氣體使用低溫分離工藝通常是為了控制它的烴露點，不過工藝操作過程中析出的自由水往往會令水合物抑制劑用量上升。所以，實際生產中我們使用甲醇霧化技術來解決這個問題，做法就是在注入口增設甲醇霧化設備，讓甲醇在正式反應前實現霧化，以便增加和天然氣的相對接觸面積，提高甲醇的利用率。

4.3大壓差節流有一定局限性

氣井的開采年限都是有限的，一旦到達開采后期，能夠利用的地層壓力日益減少，我們要做的就是盡量延長低溫分離技術的使用周期，這一領域尚處于研究階段。

5　含醇污水預處理工藝

5.1預處理劑選用

通過對氣田排出廢水的水質情況進行分析，同時根據相關法律法規對排放要求的規定，我們進行了多次現場試驗和對比分析，最終制定了甲醇預處理劑以及藥物標準

5.1.1質量分數為10%的氫氧化鈉，用以調節廢液的pH值。對氣田污水中含有的CO2和H2S氣體進行去除，增加污水的pH值，還可以避免出現沉淀物質，使污泥更加容易分離。實驗證明，當污水的pH值處于7 5-8.5之間時，施藥量為5升/立方米，可以達到最佳的預處理效果。

5.1.2使用過氧化氫作為氧化劑。排出的污水內部會有較多的甲醇和Fe2+，無法通過普通的混凝法來除去。根據Fe2+的化學特性可知，其在堿性條件下，很容易被氧化成Fe3+，而Fe3+具有較好的絮凝效果。所以，進行pH值的調節過程中可以加入過氧化氫作為氧化劑，把Fe2+轉化成Fe3+，一邊在后續操作中進行沉淀，而且這種做法也不會對水質造成不良的影響。

5.1.3有機陽離子絮凝劑2B。通過過氧化氫作用的廢水，其中的Fe2+已經被轉換成了Fe3+，緊接著加入有機陽離子絮凝劑2B之后就能發生沉淀反應，強化了混凝效果。

5.2含醇污水預處理應用效果

廢水經過預處理操作之后，能夠很大程度上減低產品的返回處理幾率，長慶地區各凈化廠現在年平均處理含醇污水約4104立方米，使回收質量分數達到了95%以上，平均回收甲醇大約2110 t，幫天然氣開采單位節省了至少250萬元。還減輕了各類設備和管道的老化程度，增加了設備的使用壽命，一年可節約材料成本和維修費用約為10萬元。

6　結語

從長慶地區現在勘測到的天然氣儲量來看，很多氣田都具有很多相似的特征，所以低溫分離技術可以進行大范圍的普及應用，同時對現有技術進行總結和進一步探索就顯得額外重要。為了響應國家節能減排的號召，眾多天然氣開采單位都對天然氣生產過程中產生的含醇污水進行了有效的處理，避免對環境造成不必要的污染，做到了社會、環境和效益之間的統一，也對我國其他氣田有了一定的借鑒意義。

［1］王素貞.某天然氣處理廠低溫分離工藝的HAZOP分析［D］.中國石油大學，2011.

［2］曹洪琴，黃湛，李棟，黎安桉.含醇污水預處理工藝優化［J］.石油化工應用，2009，06：64-68+89.

［3］魏克穎，曹彩云，何小平，周妮妮.天然氣處理廠甲醇回收裝置運行分析［J］.石油化工應用，2009，06：78-82.