油田伴生氣輕烴回收工藝的優化方法

李春棟 向參

摘要：針對某油田開采油氣壓力高的問題，就利用其當前的膨脹分離技術，來減少生產能耗，在確保其產品質量符合標準的基礎上，優化其中的輕烴回收工藝。通過研究發現，對其輕烴回收工藝的優化，能夠很好的減少成本支出，而且能夠提高經濟效益。本文就先說明油田現有的輕烴回收工藝，然后說明優化輕烴回收工藝方法，為油田伴生氣輕烴回收工藝的優化提供相應參考。

關鍵詞：油田;伴生氣;輕烴回收工藝;優化

通過對其油田中的輕烴進行回收，能夠很好的提高天然氣的利用率。輕烴回收就是將輕烴和天然氣中的CH4進行分離再回收，輕烴回收工藝主要分為幾種方法，分別是吸附、冷凝等等。因為吸附對于其輕烴的吸附具有一定限制，所以這種方法在輕烴回收工藝中并沒有得到有效使用。隨著當前輕烴回收工藝的不斷優化，冷凝分離法已經成為當前的主流方法，通過對其溫度的調節，來將其氣體冷卻到一定溫度下，進而分離其中沸點高的氣體，最終取得合格的產品。

一、油田現有輕烴回收工藝

當前的油田在開采油氣后，會將其運輸到相應的處理站，在處理站中通過脫水系統來將其油氣進行分離，將其天然氣進行脫水后，通過冷濃分離的方法就能夠穩定輕烴，進而來有效的提高其含量。在完成回收后的天然氣向外輸送[1]。通過對某油氣處理站實際研究能夠發現，該處理站所采取的是輔冷加上DHX工藝，通過處理后的天然氣能夠經過相應的增壓機中，增加壓力在3MPa，然后再通過冷卻設備將其冷卻到規定溫度下，通過這樣的方法就能夠獲取到理想的物質。而從實際情況上來看，該站采用先進的DCS集控系統，遠程監控裝置內的壓力、溫度、液位及流量，通過現場的調節閥遠程控制調節裝置內的各項工藝參數，那么在后續發展中就可以對其進行進一步的優化。

二、優化輕烴回收工藝

（一）工藝流程

本站由5大系統8個區塊11個撬組成，首先是工藝系統來氣區塊，來自莊二聯中心站、莊七轉中心站共9個增壓站點的原料氣匯合進入原料氣分離器，分離出水和雜志進入壓縮機進行兩級增壓，一級壓縮后的原料氣經分子篩脫水后進行二級壓縮至1.95MPa后，進入壓縮機出口分離器，經分離后的氣相進入板翅式冷箱換熱至-60℃后進入低溫分離器，分離出的干氣經換熱后進入重吸收塔再吸收;液相經換熱后進入脫乙烷塔進行分餾，塔頂分餾出的氣相經換熱后進入重吸收塔進行再吸收;液相在壓差作用下進入液化氣塔進行分餾，塔頂分餾出的液化氣經冷卻降溫后進入液化氣回流罐，當液位達到一定時，經泵被輸送至液化氣儲罐進行儲藏銷售;塔底分餾出的輕烴燃料經冷卻后被輸送至輕烴燃料儲罐進行儲藏銷售[2]。

（二）優化工藝參數

在正常情況下，其深冷分離過程中，想要獲取更多的產品，那么在這其中所需要消耗的能量越多。如果其能量消耗高于產品的總價值，進而就會影響最終的經濟效益[3]。所以，應該讓其產品和能耗在一個合理的比例上，這個比例就是操作的具體位置。在這其中的液化氣塔再沸器是通過天然氣來為其輸送熱量，而且在這其中的其它設備都是消耗電力和冷卻水。在對其工藝進行優化過程中，其丙烷制冷系統中的主換熱器會用作冷卻功能，而在這其中的輔蒸發器則會用于對其液化氣的冷卻。

三、技術經濟分析

（一）能耗分析

因為在優化后的進料氣會因為增壓的原因導致其溫度較高，而自身精餾塔的底部溫度并不高，在這其中將其進料氣放置在塔底，就能夠集中能量，很好的去除從塔底增加熱量的流程，有效的節約能源消耗[4]。此外，在優化過程中，因為其精餾塔的壓力較低，所以在這其中的所存在的溫度也比較低，能夠在保證其產品質量的基礎上，更好的減少丙烷輔蒸發器的負荷。

（二）經濟性和可靠性分析

通過優化后的工藝與DHX進行對比，其雖然產品的回收率有所降低，但是在這其中的經濟效益有所提升，能夠獲得更多的經濟效益。通過優化后的工藝不僅需要能夠讓其有效滿足回收率，而且其安全也是非常關鍵的一個部分。因為在原料中含有一定的二氧化碳氣體，而且在這其中的溶解度較低，如果其溫度低于二氧化碳固體時，或者是其溶解度有所超出，那么就會導致二氧化碳固體的出現，容易對管道造成影響，進而導致輕烴回收不能夠順利進行。當前我國大多都是利用5℃左右的結冰溫度來保證其二氧化碳不會破壞管道。

因為在優化后的工藝其溫度要低于原工藝，其精餾塔的頂部溫度最低能夠達到零下96℃。所以，這樣也就能夠看出，對其二氧化碳結冰程度進行分析，能夠直接了解系統是否能夠正常運行。通過對其具體研究能夠發現，在這其中的每一個塔板的溫度都要高于二氧化碳的結冰溫度。所以，也就能夠說明在整個工藝運行過程中，其二氧化碳都不會結冰，說明其輕烴回收工藝優化是安全的。

結語：

總而言，通過對其研究能夠發現，油田伴生氣中C1的比例較大，而且能夠通過壓力來完成對輕烴的回收。在保證其質量的基礎上，減少設備投入，對其當前的油田伴生氣中的輕烴回收所利用的輔冷加上DHX工藝進行優化。在優化過程中按照溫度對口的原則來進行，當其溫度在合理范圍內，就能夠很好的對其內部的冷量進行回收，進而來降低能耗。在輕烴回收過程中，其C3產品效益小于能耗成本，那么經濟效益就越小。因此就應該在這其中適當的減少回收率，這樣就能夠減少能耗，進而來節約成本，獲取理想的經濟效益。相比于原工藝而言，通過對其優化后，外部制冷量有很好的降低，這樣就使得成本有所降低，總經濟效益有所提升，而且在這其中不會出現二氧化碳結冰問題，能夠保證整個工藝的穩定運行。

參考文獻：

[1]武娜，薛慧.油田伴生氣輕烴回收淺冷工藝的對比研究[J].化工設計，2020，30（02）：6-10+15+1.

[2]陳璐，曹翔.油田伴生氣回收工藝過程危險性分析及對策研究[J].石化技術，2020，27（01）：90+38.

[3]郄海霞.長慶油田伴生氣輕烴回收工藝與設備橇裝化研究[D].中國石油大學（華東），2018.

[4]姜明.小規模輕烴回收壓縮/制冷一體化系統的優化設計[D].大連理工大學，2018.

[5]鐘榮強，付秀勇，李亞軍.油田伴生氣輕烴回收工藝的優化[J].石油與天然氣化工，2018，47（02）：46-51.

作者簡介：

李春棟（1983-01-12）男，甘肅慶陽，助理工程師，大學本科，主要從事石油開采伴生氣回收利用。