伴生气净化工艺相关技术讨论

【摘要】油田开发的过程中有有伴生气的生成，对伴生气的利用首先需要进行净化处理。本文主要是分析了旧工艺流程中存在的一些问题，如积液造成加热炉不正常燃烧、回收轻油过程中存在漏气和除油器较低的运行效率等，讨论优化工艺流程的方法，采取先空冷再除油代替之前的先除油再空冷，能获得很好的经济效益和安全性，可以进行推广应用。

【关键词】伴生气 净化 工艺

在油田的开发过程中会随着开采过程而产生伴生气，其主要是作为油田的加热炉燃料使用，受原油开采中压力降低的影响，在产出的天然气中有可能出现轻油和水分等，在加热炉的燃料使用上，就需要将所含的水分和轻油等杂志尽量去除。对伴生气的净化工艺也是一个很重要的环节。对于伴生气的处理，站场内存在着一定的安全隐患和缺陷，需要进行计算研究，改进原有的天然气处理工艺流程来消除这些隐患和缺陷。

1 伴生气处理工艺及存在的问题分析

天然气处理的主要工艺流程是以下几步：首先是站外输送的油气水混合物通过管道输入卧式分离器，经过初分离处理过的气体输入到卧式除油器来进行后续分离，在除油器的作用下，大颗液滴和轻油会从气体中分离出来。经过这一步的气体进入到U型管组成的干燥器，小液滴和轻油通过冷却从气体中分离出来，这3个流程之后的天然气会输送到加热炉。位于加热炉天然气管道的最低点还配有小型分水缸，能不定时的排出管中沉积的液滴。这套工艺相对较为落后且使用的时间很长，会有许多问题，其中最主要的是因积液带来的加热炉不正常燃烧、回收轻油过程中存在漏气和除油器较低的运行效率。

1.1 因积液造成加热炉的不正常燃烧

在油田的不断发展中，设备会逐渐更新，旧加热炉逐渐被全自动燃烧器替代，设备的更换带来了更高的要求，燃料的净化程度需要不断提高，而旧工艺下获得的天然气在这方面已经无法满足新型设备的使用，因积液导致的加热炉燃烧不正常就会更明显的暴露。

1.2 回收轻油过程中存在的漏气

干燥器有着较大的沉积液量，在轻油频繁回收的操作中就会出现漏气现象，这也是很大的安全隐患。在干燥器上部有很多倒置的U型管，卧式简型容器与其下部相连，在简型容易就存在积液，阀门定期打开，液体在天然气压力的作用下从系统中排出。由于阀门的开关为手工操作而不能控制，这就将干燥器中的天然气压到系统中，可能出现天然气的外溢而造成很大的安全隐患。一般情况下，干燥器的体积较大，比如在每天2万m3的干燥器中，其上部U型管高度约为3m到4m，占地面积约为22，干燥器下部的简型容器的直接约为325mm，这个规模的干燥器有效容积约为0.6，其过小的缓冲空间会导致阀门手工操作中发生跑气。

1.3 除油器较低的运行效率

对于旧工艺流程，天然气的处理缺陷导致了除油器效率低，除油器的有效空间约为30m3，可在分离后获得30～40℃的天然气，该气温在除油器中不会发生太大的温度变化。这样在气体中的轻油沉降不会有太好的效果，较小的沉积油量，这就导致了除油器的利用效率低，甚至在部分站场，一个月才回收一次轻油。

从以上几个方面的问题分析，伴生气的处理工艺需要进行改进，来提高其安全性，降低其操作的难度，也有利于生产管理。

2 伴生气处理工艺优化技术讨论

对于伴生气的处理工艺优化首先是要从工艺流程出发，充分发挥设备效率，在进行相关装置的更新，如天然气空冷净化合一装置的应用。

在工艺优化前的伴生气处理流程主要是包括以下几个步骤：站外输入的油气水混合物通过油气分离器进行一级分离，然后输入除油器进行二级分离，再进入干燥器进行三级分离，最后加入到加热炉。对这个流程进行适当的优化后得到以下过程：站外输入的油气水混合物经过油气分离器的一级分离后输入空冷器进行二级分离，再输入除油器进行三级分离，最后进入到加热炉。

对这两个流程对比分析可发现，优化前的处理采取的是先除油再空冷，经过优化后采取先空冷再除油。分析优化后的流程可发现，一级分离后获得的热气体在进入到空冷器后就会出现急剧降温而使得大量的轻油分离出来，再输入除油器后就能有效的增加除油器收集轻油的作用。且因为除油器的体积较大，能有很大的缓冲空间也利于生产管理。

对于两个流程的设备对比可发现，旧工艺流程中的除油器和干燥器为两套设备，其中除油器为卧式容器，干燥剂为立式容器，为保证安装于检修方便和防火间距的相关要求就会占用很大的面积和空间。两个设备之间的管道往返也造成了资金的消耗。在工艺流程优化后，空冷器是直接安防在除油器上部，将两套设备合二为一，减少了占地面积和设备之间的管道建设，简化了流程，天然气经过分离后进入到空冷器，因为分离器温度为站外来的液温度较高，在空冷管道和室外空气形成换热而降低温度。天然气中的轻组成成分会凝结成轻油而进入除油罐中，除油罐有着较大的容积能大量存储轻油和天然气，轻油回收到系统能起到降粘和减阻的作用。此外，如果外来气不均衡，除油罐还可以形成对天然气的缓冲，这也保证了加热炉起源的稳定。空冷器为列管式设计，这就保证了每根空冷管道通过的气量均匀平衡，有效的提高了空冷器的效率。空冷器的出油口位于其底部，出油能直接进入除油罐，天然气经空冷后再除油罐内经重力沉降和捕雾装置而凝结出液滴，最终净化的天然气在输入加热炉。

由于除油器有着较大容积，存储的凝液也更多，就不需要操作人员进行频繁的回收操作，降低了劳动强度。泵房内的除油器封头设有液位计，这也利于污油泵开启回收轻油的操作，可以实时观察液位而不出现抽空和天然气的外泄，保障了安全生产，避免了人工回收造成的天然气泄漏，对环境也形成很好的保护。

先空冷后除油的新流程相对于先除油后空冷，能有效的节省管道和干燥器的制造费用，减少占地面积，节约了工程投入，能形成很好的经济效益，更是保证了生产的安全性，减少天然气的排放，做到了环保和方便操作管理。这种工艺流程可以形成有效提升，具有广泛的应用前景。

参考文献

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