肖雙斌 大慶油田天然氣分公司

油田伴生氣雜質(zhì)的脫除

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針對(duì)低壓下油田伴生氣分離雜質(zhì)這一技術(shù)難題，選擇了集重力沉降、高效旋風(fēng)分離和精密過濾三級(jí)一體的、適用于較高壓力下氣體除塵凈化技術(shù)，在喇壓淺冷裝置建設(shè)了一套試驗(yàn)裝置，開展了低壓下油田伴生氣雜質(zhì)脫除試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，該裝置雜質(zhì)脫除效果明顯；有很強(qiáng)的操作彈性和適應(yīng)性；維護(hù)操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。

低壓；伴生氣；雜質(zhì)；脫除

大慶天然氣分公司有14套油田伴生氣加工處理裝置，由于近幾年伴生氣中的雜質(zhì)含量增高，裝置現(xiàn)有的入口分離過濾設(shè)備已不能滿足工藝要求，大量微細(xì)粉塵雜質(zhì)被帶入壓縮機(jī)及后續(xù)工藝單元，導(dǎo)致壓縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備堵塞，造成裝置頻繁故障停機(jī)。針對(duì)低壓下油田伴生氣分離雜質(zhì)這一技術(shù)難題，選擇了集重力沉降、高效旋風(fēng)分離和精密過濾三級(jí)一體的、適用于較高壓力下的氣體除塵凈化技術(shù)，在喇壓淺冷裝置建設(shè)了一套試驗(yàn)裝置，開展了低壓下油田伴生氣雜質(zhì)脫除試驗(yàn)。

（1）主要技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)。油田伴生氣處理規(guī)模為80×104m3/d（80%～120%），進(jìn)氣壓力為0.02～0.07 MPa，運(yùn)行溫度為-5～25℃，液體脫除量為1×10-4kg/m3以上，固體雜質(zhì)脫除量5×104g/m3（氣）以上，裝置運(yùn)行周期一年以上，壓降不高于20 kPa。

（2）凈化器過濾單元濾料的選擇。在確定了脫除油田氣中5 μm以上固體顆粒的條件下，初步選定了3種濾料，見表1。

表1 選用的中空纖維濾料技術(shù)參數(shù)

（3）凈化器的選型。在凈化器直徑為DN1.6 m，初始?jí)航? kPa條件下，選用4臺(tái)凈化器HGSD/20K（d=1 600 mm×6 650 mm）并聯(lián)運(yùn)行。凈化器過濾單元為上、下兩層，第一層填充1#中空纖維30片，第二層填充1#中空纖維10片、3#中空纖維9片、5#中空纖維1片。

（4）工藝流程。在原裝置除油器和壓縮機(jī)入口分離器之間增設(shè)雜質(zhì)脫除裝置。除油器來氣經(jīng)匯管進(jìn)入4臺(tái)并聯(lián)的氣體凈化器進(jìn)行氣、液、固分離。進(jìn)入凈化器的濕氣，首先通過重力沉降室進(jìn)行初步分離，沉降分離出的油、水等雜質(zhì)通過手動(dòng)閥定期排至污水收集系統(tǒng)；經(jīng)重力沉降室預(yù)處理后的氣體，進(jìn)入內(nèi)置的兩個(gè)旋風(fēng)分離器進(jìn)行第二級(jí)分離，分離出的污水等雜質(zhì)可通過旋風(fēng)分離器下面兩個(gè)中間灰斗也排到喇壓的污水收集系統(tǒng)；氣體從旋風(fēng)分離器頂部出口通過連接管從凈化器上部進(jìn)入，穿過凈化器內(nèi)多層結(jié)構(gòu)的中空纖維精密過濾器進(jìn)行第三級(jí)凈化處理后，通過裝置出口匯管去原系統(tǒng)的壓縮機(jī)入口分離器及后續(xù)增壓?jiǎn)卧?/p>

（5）試驗(yàn)及其結(jié)果。試驗(yàn)期間對(duì)雜質(zhì)脫除裝置的液體進(jìn)行集中收集：1～4月份雜質(zhì)脫除裝置每天分離出液體100～120kg，平均脫除液體1.2×10-4kg/m3（氣）。5月份，濕氣含水量增高，5月18日裝置運(yùn)行20 h排出液體244 kg。固體雜質(zhì)脫除情況如下：①在凈化器底部排污口取重力沉降和旋風(fēng)分離器分離出的液體樣品1 000 g，在300℃下進(jìn)行常壓蒸餾，2次分析測(cè)得不揮發(fā)的黏稠膠狀物質(zhì)分別為223 g和172 g，折合每萬(wàn)立方米濕氣捕集不揮發(fā)物質(zhì)為370～580 g；②對(duì)6月5日4#凈化器內(nèi)更換下來的中空纖維取樣分析，測(cè)得中空纖維中吸附雜質(zhì)量為18090g，其中水6.4g、油7734g、固體雜質(zhì)10350 g。

試驗(yàn)結(jié)果表明：喇壓油田伴生氣雜質(zhì)脫除裝置的液體脫除量比原裝置高出0.34×10-4kg/m3（氣）。固體雜質(zhì)捕集量比原裝置高出7.6×10-4g/m3（氣）。其中凈化器的重力沉降和旋風(fēng)分離單元分離出的固體雜質(zhì)為4.1×10-4g/m3（氣），精密過濾單元脫除的固體雜質(zhì)為3.54×10-4g/m3（氣）；滿足淺冷裝置下游壓縮機(jī)運(yùn)行工況，壓縮機(jī)運(yùn)行周期超過預(yù)期效果；有很強(qiáng)的操作彈性和適應(yīng)性；維護(hù)操作簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.030