龍鳳山天然氣輕烴回收工藝研究現狀與進展

摘 要：龍鳳山氣田為凝析氣田，以氣為主，產出物氣油比高。龍鳳山氣田輕烴資源十分豐富，氣質較富，開發前景十分廣闊。含有較多的C3+組分，可以生產高附加值的液化氣和穩定輕烴，具有良好的回收價值。集中處理站輕烴回收工藝部分的設計，主要受深冷和淺冷不同輕烴回收工藝的影響較大，結合龍鳳山油藏工程最新原料氣指標預測量，根據不同輕烴回收工藝分別模擬測算得出天然氣、液化氣、穩定輕烴等附加產品，并進行了技術經濟分析。

關鍵詞：輕烴回收；低溫特性；工藝設計；輕烴收率；天然氣

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.048

1 輕烴回收工藝及運行現狀

（1）吸附法 。吸附法是利用固體吸附劑（如活性氧化鋁和活性炭）對各種烴類吸附容量不同，而使天然氣中各組分得以分離的方法。該法一般用于重烴含量不高的天然氣和伴生氣的加工過程，一般只限于加工小量天然氣。

（2）油吸收法 。油吸收法是基于天然氣中各組分在吸收油中的溶解度差異，而使不同的烴類得以分離。根據操作溫度的不同，油吸收法可分為常溫吸收和低溫吸收。常溫吸收多用于中小型裝置，而低溫吸收是在較高壓力下，用通過外部冷凍裝置冷卻的吸收油與原料氣直接接觸，將天然氣中的輕烴洗滌下來。

（3）低溫分離法 。該法是利用原料氣中各組分冷凝溫度不同的特點，在逐步降溫的過程中依次將較高沸點的烴類組分冷凝分離出來。按冷量提供方式的不同可分為外加冷源法、自制冷法和混合制冷法。

2 工藝流程與設計參數

單井來氣經進站閥組通過輪換完成計量，分離后氣相采用注甲醇、節流制冷、低溫分離的處理工藝，滿足管輸天然氣的水露點、烴露點質量指標。

北201試采站于2015年11月投產運行。根據1月份的生產運行數據，井流物進站壓力為5MPa～6.8MPa，冬季用氣高峰，外輸氣壓力目前為2.56MPa～3.78MPa。外輸氣量約為25萬方/天，凝析油量約為60方/天，一二級閃蒸氣量為4600方/天，進站井流物生產氣油比約4200。生產穩定后，北201試采站生產運行指標與設計指標進行對比，生產數據較設計指標值偏差較小，基本達到負荷量要求。

3 輕烴回收工藝研究進展

3.1 低溫分離法

基本原理利用天然氣中各組分的揮發度不同，將天然氣冷卻，得到部分富含較重烴類的液烴，與氣體分離的過程。特點：需向氣體提供足夠冷量，裝置收率高。目前，新建或改建的NGL回收裝置約有90% 低溫分離法。

3.2 淺冷與深冷

低溫分離法按冷量提供方式的不同可分為外加冷源法、自制冷法和混合制冷法。

（1）外加冷源法。天然氣冷凝分離所需要的冷量由獨立設置的冷凍系統提供。系統所提供冷量的大小與被分離的原料氣無直接關系，故又可稱為直接冷凝法。根據被分離氣體的壓力、組分及分離的要求，選擇不同的冷凍介質。制冷循環可以是單級也可以是多級串聯。

（2）自制冷法。自制冷法主要用于回收C3或C2，它是利用原料氣進天然氣凝液回收裝置的壓力降產生制冷效應。制冷量取決于原料氣本身的壓力和組成，不設置獨立的制冷系統。這種效應的產生，現階段通常采用等嫡效率最高的透平膨脹機，此外還有熱分離機、節流閥等膨脹制冷方式，均屬于深冷分離。

（3）混合制冷法。為了最大限度地從天然氣中回收輕烴，要求的溫度更低，單一的制冷法一般難以達到，即便有時膨脹機制冷能達到溫度，但由于出口帶液問題，對富氣仍是不適用的，這時往往采用混合制冷法，即冷凍循環的多級化和混合冷劑制冷以及膨脹機加外冷的方式來實現，混合制冷法屬于深冷分離。

4 工藝分類

4.1 淺冷工藝

工藝流程。 淺冷工藝的設計原則： 1）高壓區塊充分利用壓力能，開發前期利用地層能量滿足外輸壓力要求； 2）開發中后期，井口壓力降低，站內增設壓縮機，目前無井口壓力遞減趨勢，暫按5年后開始增壓計算能耗及效益；3）壓縮機位置考慮為原料氣增壓，相比外輸氣增壓方案，可保證工藝裝置運行的穩定，同時有助于提高輕烴收率。

4.2 深冷工藝

工藝流程 。深冷工藝設計原則： 1）從充分利用地層能量的角度考慮，盡量提高高壓井區進站壓力，節能降耗。 2）結合55萬方/天的處理規模，考慮膨脹機運行對操作體積流量的要求，進站壓力不宜超過4.5MPa，因此推薦高壓井區進站壓力為4.5MPa。 3）開發中后期井口壓力及流量均下降，設計上考慮設備一定的適應性，后期不再增設高壓井區的原料氣壓縮機，以降低工程投資及運行能耗。

5 認識與結論

（1）以節能降耗為輕烴回收工藝發展方向，考慮單個設備能耗，合理選擇設備型號；從優化制冷方案著手，選擇最佳制冷方案。

（2）地質工程方案認識和油藏工程指標預測對確定輕烴回收工藝規模、工藝方式及經濟效益具有決定性影響因素。

參考文獻：

[1]李國誠，等.吐哈油田輕烴田收的現狀與發展[J].天然氣，工業，1998，18（06）：79-82.