張衛(wèi)明，張桂巖，賈振勇

(中國石化中原油田分公司天然氣處理廠，河南濮陽 457162)

在陜北油田開發(fā)過程中，油田伴生氣和油罐揮發(fā)氣都是重要的資源，因氣量小，地點分散，氣體集輸困難，沒有得到合理利用。開展從小流量、低壓伴生氣中回收輕烴的工藝技術(shù)的研究，對于降低油氣損耗、獲得較高的經(jīng)濟效益和良好的社會效益，都具有重要的現(xiàn)實意義。

本研究的原料氣組成見表1，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下:

氣體處理量:原油伴生氣3×104m3/d;

原料氣壓力:0.15 MPa(表壓);

氣體溫度:40℃。

表1 原料氣組成 %

目前，伴生氣輕烴回收工藝都采用冷凝分離法。雖然冷凝分離法可采用冷劑制冷法、膨脹制冷法和混合制冷法等多種制冷工藝，但從工藝原理上看，都是經(jīng)過氣體冷凝回收液烴和液烴精餾分離成合格產(chǎn)品這兩大步驟。從流程組織上，回收工藝過程由原料氣預(yù)處理、原料氣增壓、脫水、冷凝分離、制冷系統(tǒng)、液烴分餾、產(chǎn)品儲配等7個單元組成。

一般來說，陜北伴生氣具有壓力低、氣質(zhì)富的特性。為滿足冷凝分離的工藝要求，伴生氣回收工藝需設(shè)置壓縮機增壓過程，增壓值大小與干氣外輸壓力、制冷溫度、分餾塔塔壓、產(chǎn)品收率等因素有關(guān)，這是低壓氣輕烴回收工藝的特點。國內(nèi)外生產(chǎn)實踐經(jīng)驗證明，具有一定壓力的氣體用氣溫分離法回收輕烴效果最佳。以下是針對小流量、低壓氣輕烴回收的工藝具體措施的探討。

1 增輸原料氣量，滿足裝置運行條件

在原料氣進站前設(shè)置一套撬裝抽氣壓縮機裝置，將不能輸送的原料氣抽送至液化氣裝置，使原料氣量能夠滿足生產(chǎn)需求，達到連續(xù)運行的條件。

增壓裝置使液化氣裝置能夠連續(xù)運行，經(jīng)過在陜北原油聯(lián)合站的實踐證實，每日可多增收輕烴2.5 t，凈效益為1萬元，每月可增效30萬元。

2 大罐抽氣工藝的投入

陜北野山站的原油處理區(qū)有6個原油儲罐，其中有2個原油沉降罐，處理凈化油規(guī)模為10萬t，接收接轉(zhuǎn)站凈化油30萬t，站場總規(guī)模為40萬t，所有原油都要通過野山兩個原油沉降罐進行加藥、破乳、除雜后作為原油穩(wěn)定的原料。原油在此過程中不可避免地會有一部分較輕的液態(tài)組分氣化，排入大氣，從企業(yè)安全來說是一種隱患，從環(huán)境保護來說是一種污染，從經(jīng)濟效益來說是一種浪費。經(jīng)論證如果對這些組分加以回收，不僅增加了油田的天然氣產(chǎn)量，又節(jié)約了資源，防止了沉降罐頂揮發(fā)出的天然氣對大氣的污染，保護了環(huán)境，同時又防止了開口油罐和火種的接觸，減少了油罐火險因素，增加了油氣集輸站的安全。

國內(nèi)油罐氣回收裝置的現(xiàn)狀是:20世紀80年代末，江蘇油田首先研制成功皮囊式油罐氣回收裝置，但是此類裝置存在的弊端是自動化程度低，且橡膠皮囊使用壽命有限，維護不及時易出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。20世紀90年代勝利油田設(shè)計院吸取了國內(nèi)外同類裝置的優(yōu)點，開發(fā)研制出“SD油罐氣微壓自控回收裝置”。但是該裝置采用自行開發(fā)的電子線路邏輯控制器，通過幾十個繼電器進行邏輯控制來達到調(diào)節(jié)的目的，由于電子線路及繼電控制故障率高，當(dāng)氣量變化較大時，繼電器工作頻繁，易出現(xiàn)繼電器誤動作，工作不正常的情況。而現(xiàn)在七一一研究所設(shè)計的螺桿壓縮機大罐抽氣技術(shù)，采用PID調(diào)節(jié)儀以及PLC控制螺桿壓縮機，儲罐氣回收裝置運行平穩(wěn)安全可靠。通過我們細致的比較和分析，無論從技術(shù)先進性和安全操控性來說，采用七一一研究所生產(chǎn)的螺桿壓縮機大罐抽氣技術(shù)是解決野山聯(lián)合站原油大罐油氣揮發(fā)是最佳方案，經(jīng)過論證后該方案得到了實施。

野山聯(lián)合站自2008年11月投入大罐抽氣機組一來，按每天壓縮機一半負荷計算，每月回收大罐油氣151 200 m3(平均每天5 040 m3)，有效解決了氣量小且不穩(wěn)定的問題。按每萬方氣體回收2.8 t輕烴計算，每月可回收輕烴42.3 t，每噸輕烴按3 000元計算，可收益12.68萬元，處理后的干氣每月折合人民幣12萬元(按0.8元/m3天然氣)。合計該項目每月可收益24.68萬元。

3 干燥再生氣回收利用

再生氣工藝流程由于是采用再生氣放空來保證再生流量從而達到分子篩再生過程的，再生氣放空帶來了氣量損失和大氣污染。將再生氣從干燥塔出口引入原料氣管網(wǎng)，重新設(shè)定原料氣來氣壓力調(diào)節(jié)閥和干氣管網(wǎng)壓力控制閥，重新制定干燥再生操作規(guī)程，可保證干燥的順利進行，同時減少了溫室氣體的排放，增加了裝置干氣利用效率。

此項工藝在陜北裝置實施后，裝置的120 m3/d的再生氣量得到重復(fù)利用，解決了部分氣量問題，在低氣量下有效保證了整個聯(lián)合站的用氣需求。

該項目實施后，每天可以節(jié)約再生氣放空損失120×24=2 880 m3/d，每方氣按1.7元進行計算，每天可以創(chuàng)效2 880 m3/d×1.7=4 896元，每年按生產(chǎn)330 d計算，年可創(chuàng)效4 896×330=161.56萬元。

同時該項目的實施，減少了再生氣放空損耗，避免了放空引起的大氣污染，每方天然氣按排放二氧化碳1.885kg計算，每天可減少二氧化碳排放量:2 880×1.885=5 428.8 kg。每年可減少二氧化碳排放量:330×5 428.8×10-3=1 791.5 t。

經(jīng)過近三年的觀察研究，證明通過上述工藝的的投入，可有效提高氣量，保證低壓氣小氣量裝置的正常平穩(wěn)生產(chǎn)，有效地提高經(jīng)濟效益。