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(duì)長慶現(xiàn)有氣田的地質(zhì)情況進(jìn)行分析后，對(duì)該地區(qū)的采氣區(qū)使用了天然氣低溫處理工藝和含醇污水預(yù)處理工藝。下面筆者著重對(duì)這兩種方法進(jìn)行簡要的介紹，并對(duì)實(shí)際使用過程中涉及的問題和使用效果進(jìn)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(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)在采氣區(qū)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(duì)其進(jìn)行冷卻，溫度降至露點(diǎn)溫度以下，含輕烴物質(zhì)就會(huì)在這個(gè)階段被分離出來。該方法的特點(diǎn)比較明顯，無論是在投資還是維護(hù)上的成本相對(duì)較低，而且可以順便解決當(dāng)?shù)貧馓锩撍碾y題。低溫分離工藝大致可以分為兩個(gè)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(nèi)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(jìn)行分離，這種方式屬于低溫深冷分離。長慶當(dāng)?shù)氐奶烊粴饨M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(zhì)和水的露點(diǎn)溫度，從而達(dá)到分離氣液的目的。

2.2控制低溫分離溫度。因?yàn)榧瘹庹緭碛袛?shù)目眾多的轄井，而每個(gè)位置的溫度、壓力和各自的產(chǎn)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(duì)性地調(diào)整分離工藝。開發(fā)年限越長，氣井內(nèi)部的生產(chǎn)壓力就會(huì)隨之下降，所以要想在不同的生產(chǎn)階段達(dá)到同一個(gè)分離溫度，同樣需要有針對(duì)性地使用合適的分離工藝，保證有穩(wěn)定的低溫分離溫度。

3　氣液的分離階段

分離產(chǎn)生液滴的原理有以下幾點(diǎn)：一是反應(yīng)容器中的液體受到各種力學(xué)因素影響（噴霧、飛濺、泡沫）形成10μm粒徑的霧粒，此時(shí)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(tài)下的氣體會(huì)發(fā)生相變化，液滴要想形成就必須有晶核，整個(gè)過程還需要通過冷卻冷凝、壓縮、化學(xué)反應(yīng)等各種階段的反應(yīng)；若產(chǎn)生的液滴的直徑在0.1-10μm，無法僅僅依靠重力、機(jī)械和絲網(wǎng)的傳統(tǒng)手段做到有效的分離，此時(shí)可以使用靜電分離或者纖維聚結(jié)法。實(shí)際應(yīng)用過程中通常為了達(dá)到有效分離液滴的目的，一般會(huì)將重力分離法和曝氣液聚結(jié)分離法交替使用，實(shí)現(xiàn)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(huì)遇到低壓低產(chǎn)井和高壓高產(chǎn)井同時(shí)出現(xiàn)的情況，這無形中就增加了生產(chǎn)管理的難度。氣井不同，它們具有的壓力和產(chǎn)量也都有所差異，進(jìn)行節(jié)流操作之后得到的氣體溫度也不同，對(duì)這種現(xiàn)象，可以合并那些溫度相近的氣井，將其接入相同的加熱設(shè)備，也可以按照產(chǎn)量進(jìn)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(duì)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(diǎn)，不過工藝操作過程中析出的自由水往往會(huì)令水合物抑制劑用量上升。所以，實(shí)際生產(chǎn)中我們使用甲醇霧化技術(shù)來解決這個(gè)問題，做法就是在注入口增設(shè)甲醇霧化設(shè)備，讓甲醇在正式反應(yīng)前實(shí)現(xiàn)霧化，以便增加和天然氣的相對(duì)接觸面積，提高甲醇的利用率。

4.3大壓差節(jié)流有一定局限性

氣井的開采年限都是有限的，一旦到達(dá)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(shù)的使用周期，這一領(lǐng)域尚處于研究階段。

5　含醇污水預(yù)處理工藝

5.1預(yù)處理劑選用

通過對(duì)氣田排出廢水的水質(zhì)情況進(jìn)行分析，同時(shí)根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對(duì)排放要求的規(guī)定，我們進(jìn)行了多次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和對(duì)比分析，最終制定了甲醇預(yù)處理劑以及藥物標(biāo)準(zhǔn)

5.1.1質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的氫氧化鈉，用以調(diào)節(jié)廢液的pH值。對(duì)氣田污水中含有的CO2和H2S氣體進(jìn)行去除，增加污水的pH值，還可以避免出現(xiàn)沉淀物質(zhì)，使污泥更加容易分離。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)污水的pH值處于7 5-8.5之間時(shí)，施藥量為5升/立方米，可以達(dá)到最佳的預(yù)處理效果。

5.1.2使用過氧化氫作為氧化劑。排出的污水內(nèi)部會(huì)有較多的甲醇和Fe2+，無法通過普通的混凝法來除去。根據(jù)Fe2+的化學(xué)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(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)過程中可以加入過氧化氫作為氧化劑，把Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+，一邊在后續(xù)操作中進(jìn)行沉淀，而且這種做法也不會(huì)對(duì)水質(zhì)造成不良的影響。

5.1.3有機(jī)陽離子絮凝劑2B。通過過氧化氫作用的廢水，其中的Fe2+已經(jīng)被轉(zhuǎn)換成了Fe3+，緊接著加入有機(jī)陽離子絮凝劑2B之后就能發(fā)生沉淀反應(yīng)，強(qiáng)化了混凝效果。

5.2含醇污水預(yù)處理應(yīng)用效果

廢水經(jīng)過預(yù)處理操作之后，能夠很大程度上減低產(chǎn)品的返回處理幾率，長慶地區(qū)各凈化廠現(xiàn)在年平均處理含醇污水約4104立方米，使回收質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了95%以上，平均回收甲醇大約2110 t，幫天然氣開采單位節(jié)省了至少250萬元。還減輕了各類設(shè)備和管道的老化程度，增加了設(shè)備的使用壽命，一年可節(jié)約材料成本和維修費(fèi)用約為10萬元。

6　結(jié)語

從長慶地區(qū)現(xiàn)在勘測(cè)到的天然氣儲(chǔ)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(shù)可以進(jìn)行大范圍的普及應(yīng)用，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和進(jìn)一步探索就顯得額外重要。為了響應(yīng)國家節(jié)能減排的號(hào)召，眾多天然氣開采單位都對(duì)天然氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含醇污水進(jìn)行了有效的處理，避免對(duì)環(huán)境造成不必要的污染，做到了社會(huì)、環(huán)境和效益之間的統(tǒng)一，也對(duì)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(xué)，2011.

［2］曹洪琴，黃湛，李棟，黎安桉.含醇污水預(yù)處理工藝優(yōu)化［J］.石油化工應(yīng)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(yùn)行分析［J］.石油化工應(yīng)用，2009，06：78-82.