天然气处理与轻烃回收
天然气轻烃回收工艺介绍
天然气轻烃回收工艺介绍天然气轻烃回收工艺介绍天然气轻烃回收工艺一.轻烃回收工艺从天然气中回收轻烃凝液经常采用的工艺包括油吸收法,吸附法,冷凝法。
国内外近20多年已建成的轻烃回收装置大多采用冷凝法。
冷凝法回收轻烃工艺就是利用天然气中各烃类组分冷凝温度的不同,在逐步降温过程中依次将沸点较高的烃类冷凝分离出来的方法。
该法的基点是在于:需要提供较低温位的冷量使原料气降温。
按制冷温度不同,又可分为浅冷分离和深冷分离工艺。
浅冷是以回收丙烷为主要目的,制冷温度一般在-15~-25℃左右,深冷则以回收乙烷为目的或要求丙烷收率大于90%。
制冷温度一般在-90~-100℃左右。
常用的制冷工艺主要有三种:①冷剂循环制冷工艺;②膨胀制冷工艺;③冷剂制冷与膨胀制冷的联合制冷工艺。
常用的原料气脱水工艺主要采用分子筛(3A或4A)脱水法和甘醇脱水法。
二.轻烃回收工艺选择根据油气田中C 2含量及自身可利用的压力降大小等多方面因素来选择合适的制冷工艺。
根据原料气预冷温度要求的脱水深度及天然气组成等多方面因素来选择合适的天然气脱水工艺。
2.制冷工艺的选择① 冷剂制冷工艺冷剂制冷是利用某些物质(制冷工质)在低温下冷凝分离(如融化、汽化、升华)时的吸热效应产生的冷量。
在NGL(Natural Gas Liquids天然气凝液)回收中常用乙烷、丙烷、氨、氟里昂等由液体汽化吸热冷。
这就需要耗功,用压缩机将气体压缩升压,冷凝液化、蒸发吸热、产生冷量必须消耗热能。
冷剂制冷工艺流程比较复杂,投资较高,但稳定性比较好。
② 膨胀机制冷工艺膨胀机制冷是非常接近于等熵膨胀的过程,气体经过膨胀降压之后温度降低(可能有凝液产生)。
这部分气体与原料气换冷或通过别的途径放出冷量。
膨胀机制冷可以回收一部分功,一般匹配同轴压缩机。
膨胀机制冷工艺中的单级膨胀制冷理论上可达到深冷工艺要求的制冷温度,但对天然气轻烃回收量较大的装置,制冷量需求较大。
如采用单级膨胀制冷工艺,则天然气的压缩功会太大,能耗较高,并由于较高的原料气压力使操作稳定性降低。
天然气处理工艺和轻烃回收技术
甲醛
MTBE
醋酸
氯甲烷
甲胺
MMA
DMT
醋酸乙烯
甲醇蛋白
乙烯
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天然气加工工程
天然气处理工艺技术
天然气轻烃回收工艺技术
硫化氢腐蚀原理与防护技术
天然气计量自动化
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天然气处理工艺技术
一、天然气脱水的主要原因
1、天然气会与其中所带的液体或水形成固体化合物,造成堵塞
阀门,设备甚至是整个管线。
2、造成腐蚀,特别是在CO2和H2S存在的情况下。
2、气体膨胀制冷(内冷)
20
天然气轻烃回收工艺技术
一、天然气处理站轻烃回收实验方法研究目的
为提高油气综合利用水平,进行天然气处理站轻烃回收实验方
法研究有十分重要的现实意义。凝析天然气和伴生气中含有大量的丙
烷及丙烷以上重烃组分,从中回收和合理利用这部分烃类资源,将提
高油气田开发的经济效益。
轻烃回收工艺目前广泛采用的是低温分离法或低温分离法与其
再根据天然气处理站的原料气处理量和液化气、轻质油的产量数据
,基于质量平衡计算得到了液烃回收率。
C3+回收率的计算公式如下:
Eij=mij
×n
ij/a
式中:Eij———— 一定条件下的C3+回收率,质量%;
mij———— 一定条件下的质量液化率,%;
nij———— 一定条件下冷凝出的液烃中的C3+含量,质量%;
伴随原油共生并与原油同时被采出的天然气。在地层中为油、气两
相。油田气中除甲、乙、丙、丁烷外,还含有戊、已烷,甚至C9、
C10组分。
2、按天然气烃类组成分类
(1)C5界定法——干、湿气的划分
①干气(dry gas):指1Sm3(CHN)井口流出物中,C5以上烃液含量低于
天然气轻烃回收工艺发展的探讨
天然气轻烃回收工艺发展的探讨摘要:处理并回收天然气中的轻烃,即能降低油气损耗,又能增加对轻烃资源利用,还能提高天然气在储藏、运输过程中的安全性,减少污染。
本文阐述了天然气轻烃回收工艺技术进展情况,分析了轻烃回收技术的特点及应用情况。
关键词:天然气;轻烃;回收技术;工艺进展由于天然气中含有大量的乙烷丙烷等轻烃,在能源日益紧缺的今天,其市场价值受到了人们得重视。
各大气田又把轻烃回收作为一个新的经济增长点,所以轻烃回收技术也得到了较大发展。
1.天然气轻烃回收技术现状1.1 我国的轻烃回收技术现状我国的轻烃回收技术发展的较晚,我国自行设计的轻烃回收装置多以回收液气(C 3+C4 )\和轻油(C 5+)为主。
并且装置的规模较小,处理量低。
这些年来,我国在不断的引进、吸收、消化先进的国外轻烃回收工艺技术,所以我国的轻烃回收装置在工艺技术、没备制造、自动控制等都有了很大的进步。
我国所建成的轻烃回收装置采用的主要工艺方法有,(1)制冷工艺:①冷剂循环制冷工艺;②膨胀制冷工艺;③冷剂制冷与膨胀制冷相结合的联合制冷工艺。
我国所建的制冷温度不低于一5O ℃的浅冷装置,一般的采用冷剂制冷或单级膨胀制冷,中深冷多数装置则采用冷剂制冷和膨胀制冷结合的混合制冷工艺。
我国的C3轻烃的回收主要用中深冷装置,这样有利于提高C3的收率,而C2烷大部分都没有被回收。
轻烃的回收采用混合制冷工艺的有其优点也有其缺点。
优点是制冷温度低、产品收率高、对原料气的变化适应性强;缺点是流程比较复杂且投资高,装置的能耗也比较高。
(2)原料气脱水工艺:我国广泛采用分子筛(3A或4A)脱水法轻烃回收装置的脱水工艺。
其中的深冷装置全部采用了分子筛脱水法。
1.2 国外轻烃回收技术现状国外天然气轻烃回收技术起步较早,并且在轻烃的加工深度、提高轻烃收率、合理利用油气资源等方面上都取得了骄人的成绩。
近些年来,西方发达国家的轻烃回收技术朝着低能耗、高收率的方向发展,主要以低温分离法为主。
天然气轻烃回收分析
天然气轻烃回收分析摘要:天然气是一种常见资源,其与人民群众日常生活及工业发展具有密切联系。
天然气中含有一定程度的丁烷、乙烷及烃类,故而为满足商品气与管输气对烃露点具有的各项要求,全面提高化学原料质量,有效回收天然气凝液或将其分离成丁烷及乙烷等,本文通过实际调查与分析文献资料,围绕天然气类型对轻烃回收产生的影响展开探讨,并重点对天然气轻烃回收目的及方法进行研究,以期可以为作业人员开展工作提供可靠依据。
关键词:轻烃回收;天然气;影响;方法引言:在社会对天然气的需求不断提高的背景下,由于轻烃回收是天然气处理与加工的重要内容,且能够对人民群众日常生活及工业发展产生直接影响,故而其逐渐受到社会关注。
由于天然气类型及数量等方面与轻烃回收经济性具有直接关系,故而为保障经济效益,必须充分明确天然气类型与轻烃回收之间的关系,明确轻烃目的,并结合规范要求及实际状况采取有效的轻烃回收方法,该点对工业发展具有积极的促进意义。
1.天然气类型对轻烃回收产生的影响通过实际调查可以发现,天然气可根据不同性质划分为三种类型,分别是伴生气、气藏气及凝析气,由于不同类型具有不同的组成部分,故而天然气类型对天然气中能够进行回收的烃类组成及数量具有决定性作用。
从现实角度出发,可发现气藏气的主要组成部分是甲烷,更重烃类及乙烷的含量相对较少,因此仅在气体中乙烷及更重烃类回收作为产品,且经济效益明显较高的情况下,才可进行轻烃回收。
针对我国青海、长庆等气区而言,其部分天然气属于干天然气,即天然气的乙烷及更重烃类的含量相对较少,故而在开展相应工作的过程中,必须严格做好技术经济论证,以此明确是否进行回收凝液[1]。
针对长庆气区及塔里木气区而言,其部分天然气属于湿天然气,即天然气含少量C5+重烃,因此为确保进入到输气管道内部的气体烃露点符合规范要求,必须对低温分离法进行科学利用,以此脱除少量的C5+重烃,该项措施的主要目的是对天然气的烃露点进行控制。
天然气轻烃回收工艺流程
轻烃回收工艺主要有三类:油吸收法;吸附法;冷凝分离法。
当前主要采用冷凝分离法实现轻烃回收。
1、吸附法利用固体吸附剂(如活性氧化铝和活性炭)对各种烃类吸附容量不同,而,将吸附床上的烃类脱附,经冷凝分离出所需的产品。
吸使天然气各组分得以分离的方法。
该法一般用于重烃含量不高的天然气和伴生气的加工办法,然后停止吸附,而通过少量的热气流附法具有工艺流程简单、投资少的优点,但它不能连续操作,而运行成本高,产品范围局限性大,因此应用不广泛。
2、油吸收法油吸收法是基于天然气中各组分在吸收油中的溶解度差异,而使不同的烃类得以分离。
根据操作温度的不同,油吸收法可分为常温吸收和低温吸收。
常温吸收多用于中小型装置,而低温吸收是在较高压力下,用通过外部冷冻装置冷却的吸收油与原料气直接接触,将天然气中的轻烃洗涤下来,然后在较低压力下将轻烃解吸出来,解吸后的贫油可循环使用,该法常用于大型天然气加工厂。
采用低温油吸收法C3 收率可达到( 85~90%),C2 收率可达到(20~60%)。
油吸收法广泛应用于上世纪 60 年代中期,但由于其工艺流程复杂,投资和操作成本都较高,上世纪 70 年代后,己逐步被更合理的冷凝分离法所取代。
上世纪80 年代以后,我国新建的轻烃回收装置己较少采用油吸收法。
3、冷凝分离法(1)外加冷源法天然气冷凝分离所需要的冷量由独立设置的冷冻系统提供。
系统所提供冷量的大小与被分离的原料气无直接关系,故又可称为直接冷凝法。
根据被分离气体的压力、组分及分离的要求,选择不同的冷冻介质。
制冷循环可以是单级也可以是多级串联。
常用的制冷介质有氨、氟里昂、丙烷或乙烷等。
在我国,丙烷制冷工艺应用于轻烃回收装置还不到 10 年时间,但山于其制冷系数较大,制冷温度为(-35~-30℃),丙烷制冷剂可由轻烃回收装置自行生产,无刺激性气味,因此近儿年来,该项技术迅速推广,我国新建的外冷工艺天然气轻烃回收装置基本都采用丙烷制冷工艺,一些原设计为氨制冷工艺的老装置也在改造成丙烷制冷工艺。
第十章 天然气预处理及轻烃回收
天然气脱水方法:溶剂吸收法、固体吸附法、直接冷却法和化学反应法。
在实际操作过程中,应根据具体的工况,对各种方法进行技术经济评价,选取 最优的天然气脱水工艺。常用的是溶剂吸收法和固体吸附法两种脱水方法。 (一)溶剂吸收法(甘醇脱水法) 1.基本原理 利用溶剂对天然气、烃类的溶解度低,对水的溶解度高和水汽吸收能力强的特 点,使天然气中的水汽及液态水被溶解和吸收,然后再将含水溶剂与天然气分离, 达到脱水目的(降低露点)。含水溶剂经再生除去水分后,可返回系统中循环使 用。
CQUST 第二节
2.常用脱水溶剂
用来脱水的亲水液体溶剂称为脱水吸收剂。常用:乙二醇、二甘醇和三甘醇。
天然气净化技术
二甘醇 甘醇类化合物 常用吸收剂 氯化钙水溶液 三甘醇等
CQUST 第二节 天然气净化技术
用作脱水的吸收溶剂应具备以下性能: (1) 对水有较高的亲合力,具有较高的脱水深度。天然气的脱水深度一般用于天然气 吸收操作温度与脱水后干气露点温度之差(露点降)来表示。露点降可用作评价脱水吸收剂 脱水效率的参数。露点降愈大,脱水程度愈深。 (2) 脱水吸收剂应对天然气和烃液体具有较低的溶解度,以避免脱水过程中损失更多 的气体和液态烃。 (3) 蒸汽压低,对化学反应和热作用稳定,以减少吸收剂的损失。 (4) 容易再生,价格低廉,易于取得。 (5) 粘度小,发泡和乳化倾向小,便于输送和吸收操作。
CQUST 第二节 天然气净化技术
造成雾沫夹带量增加的原因:操作波动,处理量突增,造成吸收超负荷,吸收塔 顶雾沫夹带量增大,增加了甘醇携带损失。 吸收塔操作温度过低,三甘醇溶液粘度过大,不仅降低塔板效率,也可能增加塔 顶雾沫夹带。 因此,吸收塔操作温度不应低于10℃,一般在20℃~50℃范围内。 为避免三甘醇溶液的污染,再生后的贫三甘醇溶液需经过滤器除去杂质及再生时 的变质产物。 ④其它操作事故,设备破损,如溢罐、甘醇液冷却管穿孔等也可致成甘醇溶液的漏 损。
大庆某天然气处理厂轻烃回收工艺设计及优化
大庆某天然气处理厂轻烃回收工艺设计及优化提高轻烃回收装置收率问题的目的在于处理的原料气的气源较多,组分变化频繁。
在该条件下回收装置既要保证轻烃的收率还要同时做到有效能的最大化利用。
随着大庆油田对轻烃产量的要求不断增加以及节能降耗要求的不断提高,对轻烃回收装置的工艺设计及操作方案的选择和优化提出更高要求。
因此需要建立一套轻烃回收装置的工艺操作的方案与工艺优化的方法。
本文通过对大庆油田北部区块天然气产出量以及原料气组分的分析,结合现场实际情况,首先对北区天然气处理厂轻烃回收装置的工艺方案进行初选,利用HYSYS软件对工艺流程中的主要单元进行模拟,通过使用模拟软件计算的方法对主要工艺设备进行选型和工艺操作参数的确定。
同时应用HYSYS对设计的工艺方案进行优化分析,从而进一步对该装置进行挖潜增效。
通过模拟分析得出了不同时期原料气的组分、进站流量、进站原料气压力、进站原料气温度对C2收率的影响。
同时得出了丙烷预冷温度、膨胀机出口压力、脱甲烷塔进料温度对C2收率以及功耗的影响。
最终确定了该套装置的最优工艺操作参数。
同时在保证装置的轻烃收率的前提下,得出了装置中有能效能损失最大的两个单元(压缩机单元和冷箱单元)的优化方法。
提高天然气集气处理站轻烃收率的措施
提高天然气集气处理站轻烃收率的措施天然气集气处理站是将产生的原始天然气进行初步处理,以提高气体质量并去除其中的杂质和轻烃,使其符合销售和输送要求。
提高轻烃收率是天然气集气处理站的一项重要工作,可以通过以下措施来实现:1. 优化工艺流程:合理设计和优化集气处理工艺流程可以提高轻烃收率。
可以采用一系列的操作单元,如加热器、冷凝器、分离器等,利用不同的温度和压力条件来分离并捕获不同碳数的轻烃。
2. 装置升级技术:通过对现有处理装置的升级改造,提高轻烃收率。
可以采用新型高效的冷却设备,如螺杆式冷却器、换热器等,提高冷凝效果,并使更多的轻烃液体从气相中被分离出来。
3. 增加低温分离单元:在集气处理工艺中增加低温分离单元,可以将更多的轻烃从天然气中分离出来。
低温分离单元通常采用深冷的工艺,如液氮冷凝、低温脱水等,可以将高碳数的轻烃捕获并回收利用。
4. 处理废气:在集气处理工艺中,废气中也会含有一定量的轻烃。
通过采用适当的处理技术,如废气回收装置、吸附剂等,可以将废气中的轻烃回收利用,提高轻烃收率。
5. 管道脱附技术:利用管道脱附技术,可以将管道中残留的轻烃回收到集气处理站进行进一步处理,并提高轻烃收率。
6. 操作调整和优化:通过合理的操作调整和优化,可以提高轻烃收率。
调整操作温度、压力和流量,控制各个操作单元的运行参数,以最大限度地分离和捕获轻烃。
7. 加强设备维护和管理:定期对集气处理站的设备进行维护和管理,确保设备正常运行,并采取有效措施防止设备的泄漏和损坏,减少轻烃的损失。
通过优化工艺流程,升级装置技术,增加低温分离单元,处理废气,采用管道脱附技术,调整操作参数以及加强设备维护和管理等措施,可以提高天然气集气处理站的轻烃收率。
这些措施需要综合考虑工艺经济性、设备可行性和实际操作情况等因素,以实现最佳的轻烃收率。
天然气处理厂轻烃回收工艺技术研究
天然气处理厂轻烃回收工艺技术研究摘要:天然气处理厂面对伴生气量减少、气体质量恶化以及一氧化碳含量增加的问题,就需要优化天然气深冷处理工艺参数,提出相应的回收技术,对于设备实施改造。
在技术处理的规模上,可以从企业目前的运行环境出发解决天然气加工厂安全运行的问题,提高原油田的经济效益和社会效益。
本论文针对天然气处理厂轻烃回收工艺技术展开研究。
关键词:天然气处理厂;轻烃回收;工艺技术引言:天然气轻烃回收过程是对天然气水和酸性气体的处理。
天然气的分离与分离二氧化碳、二氧化硫、硫化碳以及(二氧化碳、HzS、COS等等相同,都是将非烃类不良成分分离出去。
从产品中去除碳氢化合物所需要的工艺,导致高含量、高质量的产品达到了增加天然气附加值的目的。
一、天然气处理厂轻烃回收工艺的原理天然气处理系统工艺是基于热力学基础展开的,每个设备或单元都涉及到各种物理参数和热力学。
建立基本的物理参数和热力学计算方程,根据油田天然气的原料气体特性参数,选择合适的方程进行技术,获得热力学计算结果。
在热力学的计算过程中,可以采用的计算模型主要包括五种,即闪蒸计算理论模型等、等嫡扩张的理论模型计算、等烩计算理论模型、泡点计算模型、露点计算理论模型等等。
根据原料气体所具备的特性参数以及产品对气体的具体要求选择模型二、天然气处理厂轻烃回收工艺的模拟油田天然气处理厂在处理原料气的时候,需要按照如下的流程进行。
1.轻烃回收的初分离工艺。
过滤和分离固体杂质和重组分,在对原料气的处理中,通常使用立式垂直过滤器分离器,也可以使用三相分离器。
2.轻烃回收的增压单元工艺。
主要是由于伴生气体的低压状态下,压力没有达到1.2兆帕,可以达到良好的加工要求,所以,在工艺处理中需要对原料气体加压。
3.轻烃回收的脱水单元工艺。
指从天然气中去除饱和天然气凝析液中溶解水的过程。
一般轻烃回收的脱水单元工艺方法主要包括六种,即吸附法脱水单元工艺、低温法脱水单元工艺、吸收法脱水单元工艺、气提法脱水单元工艺、膜分离法脱水单元工艺和蒸馏法脱水单元工艺。
天然气粗加工及轻烃回收简介
等熵膨胀单元
在T1,P1条件下入口气体 , 条件下入口气体
输出轴 出口气体 有用功 在T2,P2下 , 下
等熵膨胀数学模型
fiL(P,T,x1 , … , xn )-fiV(P ,T, y1 , … , yn )=0 Zi-xiL-yiV=0 ∑xi - ∑yi =0
L+V-1=0
Ni Si -(NL SL + NG SG) =0
常温分离器分类
立式油气分离器(杂质含量高、 立式油气分离器(杂质含量高、空间小 气液流量变化大、 、气液流量变化大、高GOR) ) 卧式分离器(油水分离好、 卧式分离器(油水分离好、分离起泡原 流量稳定、方便移动、 油、流量稳定、方便移动、高GOR) ) 球形分离器(在处理装置的下游, 球形分离器(在处理装置的下游,回收 昂贵的处理剂,小型方便) 昂贵的处理剂,小型方便)
化工原料在天然气中占的比例不大, 化工原料在天然气中占的比例不大,但在原料 气中,生产氨和甲醇产量分别1.1亿吨和 亿吨和2200 气中,生产氨和甲醇产量分别 亿吨和 万吨左右,占原料天然气中95%; 万吨左右,占原料天然气中 ; 天然气预处理过程所得硫磺占世界总产量的 1/3;以天然气作为原料的一次产品 亿吨 亿吨/a ;以天然气作为原料的一次产品1.4亿吨 合成氨占80%;作为 种基本有机化工原料 ,合成氨占 ;作为8种基本有机化工原料 之一的甲醇, 之一的甲醇,80%是以天然气作为原料进行生 是以天然气作为原料进行生 产的;有机物合成之母的乙炔、石化基石乙烯 产的;有机物合成之母的乙炔、 液化汽等均和天然气有直接相关。 、液化汽等均和天然气有直接相关。
E j,i ( x j,i , Tj ) = y j,i − Kj,i x j,i = 0
天然气生产过程中常见的技术问题及解决方法2500字
天然气生产过程中常见的技术问题及解决方法2500字摘要:油气开采过程中的天然气生产工作在油气开采企业中扮演了不可或缺的重要角色。
然而现阶段,我国油气开采企业的天然气生产工作还面临着一系列的技术问题。
本文基于此,简要分析了天然气生产过程中常见的技术问题,并相应给出了解决方法,望对我国的油气开采企业带来一定的帮助。
毕业关键词:天然气;生产过程;技术问题;解决方法;前言:随着近年来我国经济实力的迅速增强,我国的油气开采企业也得到了迅速的发展。
而天然气作为油气田开采过程中的重要能源,在增强能源应用的多样性、减少环境污染等诸多方面均有着重要的应用价值。
但直接经过油气开采所得的天然气中还混有一系列杂质,若是直接应用,势必会造成重大的安全事故。
基于此,在天然气的生产过程中,相关的技术人员需要针对常见的技术问题,采取一系列的解决方法,最终使得开采出的天然气能够达到使用标准,真正为人民和社会做出应有的一份贡献。
一、天然气生产过程中常见的技术问题(一)天然气经由压缩机处理前混入湿气,产生冰堵现象在天然气的生产过程中,压缩机处理是非常重要的一步。
进入压缩机处理之前,天然气必须为干燥性气体,但若是在经由压缩机处理前混入水蒸气等湿润气体,往往会使得压缩机中间的管道发生冰堵现象,最终导致制冷剂无法正常工作,天然气的后续生产工作无法进行。
(二)节流效应和水合物的产生可能导致输气管道和相关设备损坏天然气进入压缩机后,会经过一个逐步的增压――冷却过程,由于天然气为流体,在遇到压缩机中突然变窄的断面时,会因为阻力的作用而使天然气的压力迅速降低,也就是节流效应。
这就使得天然气在后续的冷却过程中,气体成分中的甲烷会与制冷剂中的水分产生一系列化学反应,生成一种白色结晶物质,亦称为水合物。
节流现象和水合物的迅速生成,无疑会使得压缩机中管道的压力迅速膨胀,而当压力增长到某一极限值时,将会导致输气管道胀破和压缩机等相关设备损坏。
而除此之外,压缩机中的增压――冷却过程会使得天然气处于较高的压强下,这种高压会使得天然气中的水蒸气在高于0°C的情况下结冰,同样也可能使得压缩机内管道因大量结冰而堵塞。
天然气轻烃回收简述
天然气轻烃回收简述摘要:本文简述了天然气类型对轻烃回收的影响、天然气轻烃回收的目的和方法。
关键词:轻烃;轻烃回收;露点控制;冷凝分离天然气作为一种宝贵的资源在人民生活和工业中有着广泛的应用,天然气中除含有甲烷外,还含有一定量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷已经更重烃类。
为了满足商品气或者管输气对烃露点的质量要求,或为了获得宝贵的化工原料,需将天然气中除甲烷外的一些烃类予以分离与回收。
由天然气中回收的液烃混合物成为天然气凝液,习惯上称为轻烃。
从天然气中回收凝液的过程称之为天然气凝液回收或者天然气液回收,习惯上称为轻烃回收。
回收的天然气凝液或是直接作为商品,或是根据有关商品的质量要求进一步分离成乙烷、丙烷、丁烷(或丙丁烷混合物俗称液化气)及天然汽油等产品。
轻烃回收是天然气处理和加工中一个十分重要的而又常见的工艺过程,但并不是在任何情况下惊醒轻烃回收都是经济合理的。
它取决于天然气的类型和数量、轻烃回收的目的、方法及产品价格等,特别是取决于那些可以回收的烃类组分作为液体产品还是作为商品气时的经济效益对比。
1天然气类型对轻烃回收的影响天然气分为气藏气、伴生气和凝析气三种类型,类型不同,其组成也有很大差别,因此天然气类型决定了天然气中可以回收的烃类组成及数量。
气藏气主要由甲烷组成,乙烷及更重烃类含量很少,因此,只是将气体中乙烷及更重烃类回收作为产品高于其在商品气中的经济效益时,才考虑进行轻烃回收。
我国川渝、长庆和青海气区有的天然气属于乙烷及更重烃类含量很少的干天然气(即贫气),故应进行技术经济论证以确定是否需要回收凝液。
此外,塔里木、长庆气区有的天然气则属于含少量C5+重烃的湿天然气,为了使进入输气管道的气体烃露点符合要求,必须采用低温分离法将少量的C5+重烃脱除,其目的只要是控制天然气的烃露点。
伴生气中通常含有较多乙烷及更重烃类,为了获得液烃产品,同时也为了符合商品气或管输气的烃露点要求,必须进行轻烃回收。
凝析气中一般含有较多的戊烷以上烃类,当压力降低至相包络线以下时,就会出现反凝析现象。
第十一章 天然气预处理及轻烃回收
若装置能正常操作,三甘醇损失量一般不应大于16kg/106m3天 然 气 ,( 通 常 可达8 kg/106m3天然气。
(2)三甘醇脱水装置的设备腐蚀 纯甘醇溶液对碳钢并无腐蚀性,造成设备腐蚀的介质是: ① 甘醇氧化生成有机过氧化物,并进一步生成甲醛和甲酸。变质反应随氧 分压及温度的增加而增加,酸性物的存在又加剧了反应的进行。 ②甘醇溶液吸收天然气中的 H2S、CO2等酸性气体,溶液 值降至6.0以 下 。 此时,甘醇与硫化物反应生成具有强腐蚀性的“污泥状”聚合物。 ③ 随气体带入氯化钠水解产物。 因此,甘醇脱水装置的腐蚀主要是由于甘醇溶液 值降低,溶液呈酸性所引 起的。在有冷凝液凝析或积聚的部位腐蚀最严重。防止甘醇脱水装置腐蚀的途
无
有废液问题
题
三甘醇脱水的基本过程是:含水天然气进入吸收塔,在塔的操作压力与温 度下与三甘醇接触,水被脱除,达到规定的干燥天然气气质要求离开吸收塔, 富水三甘醇则进入再生塔再生,再生后的贫水三甘醇经冷却后循环使用。蒸出 的水蒸汽在塔顶部分冷凝作为回流,部分排出装置。图11-1、2为三甘醇脱水流 程图例。
图11–1三甘醇脱水装置图
图11–2三甘醇脱水装置实例流程 结构图
吸收塔内一般采用泡帽塔板,以保证三甘醇流量很低时仍保持板上有足够 的液封。进入塔的贫三甘醇溶液以18℃~50℃为宜,高于入口天然气温度,防 止轻烃凝析和随之的醇发泡。
2) 三甘醇脱水操作中存在的主要问题 经常发生的问题是三甘醇损失量过大和设备腐蚀。 (1)三甘醇损失的原因及减少损失的措施 由于操作不当、设备故障导致脱水及再生过程中三甘醇有如下方面的损失: ①原料气和贫甘醇溶液进吸收塔温度过高,增加了吸收塔顶三甘醇的蒸发 损失。一般原料气温不应高于50℃,进塔贫甘醇液温度不应高于55℃。 ②重沸器再生4℃。 ③吸收塔、再生塔顶大量雾沫夹带造成的携带损失。原因是:操作波动, 处理量突增,造成吸收超负荷,增加了甘醇携带损失。吸收塔操作温度过低, 溶液粘度过大,降低塔板效率,增加塔顶雾沫夹带。 因此,吸收塔操作温度不应低于10℃,一般在20℃~50℃范围内。
天然气处理厂不凝气轻烃回收研究
社会与生态经济与社会发展研究天然气处理厂不凝气轻烃回收研究克拉玛依市富城能源有限责任公司 王雷摘要:经过天然气处理厂往外运输的天然气需要经过低温回收凝液的过程,其目的是确保输送出去的天然气烃露点达标,这个低温的条件是利用丙烷制冷来满足的。
通过回收获取的这些凝液状态并不特别稳定,对于运输要求的条件十分苛刻,因此需要采取一定措施来保证凝液状态的稳定。
在进行稳定工作时,如果有大量的凝液转化为凝气的话会降低低压燃料系统的利用率,使其无法被完全的利用,这就会使得低压燃料系统产生很大的压力从而导致凝液稳定装置不再稳定。
一旦在上述情况下采取人工放空,就会导致不凝气损耗和浪费,为此本文针对不凝气轻烃高效回收的技术方法进行了探讨,供相关人士参考。
关键词:轻烃;不凝气;回收;天然气一、引言在对天然气、油气进行加工再生产的过程中,首先要做的就是对天然气进行处理,使天然气能够符合相应的生产标准,这个处理过程主要处理的就是天然气中含量较大的重烃的去除,并且处理方法简单,只需要将天然气通过轻烃回收装置来实现。
这种轻烃回收装置可以将天然气中乙烷及乙烷以上的物质分离出去,并将这部分分离出去的重烃进行再加工熊成其他的一些化工原料。
如此便能实现天然气的高质量生产加工工作,同时也将分离出来的重烃充分利用。
轻烃回收的主要装置是轻烃回收装置,即对天然气凝液进行回收,由于天然气中的甲烷和乙烷相对较轻,因此比甲烷乙烷密度更重的成分会大多数呈现液态形式,根据上述原理,实现对天然气轻烃的回收。
回收的主要目的有两个,一个是确保天然气产品的质量符合生产要求,另一个是通过对天然气轻烃的回收提高资源的开发利用效率,为企业经济效益获取更多的途径。
利用轻烃回收装置可以使天然气的纯度得到进一步的提升,同时还能将筛出来的杂质当其他化工原料进行充分的利用,既能降低天然气燃烧对大气造成的污染,还与我国的可持续发展战略相契合。
二、凝析油稳定工艺(一)凝析油稳定方法凝析油稳定方法是由闪蒸法和分馏法两种方法组成的。
采气工程天然气预处理及轻烃回收
02
天然气预处理
天然气预处理的必要性
提高天然气的品质
通过预处理,去除天然气中的水 分、酸性气体、重烃等杂质,提
高天然气的热值和燃烧效率。
保障管道运输安全
预处理可以降低天然气的水露点, 防止在管道运输过程中出现冰堵现 象,同时减少酸性气体和重烃对管 道的腐蚀。
VS
详细描述
目前,轻烃回收技术仍存在一些技术瓶颈 ,如难以实现高纯度分离、回收率不高等 问题。此外,一些关键设备也依赖进口, 自主研发能力不足。因此,加强技术研发 和创新,提高轻烃回收技术水平和设备国 产化率是解决技术问题的关键。
环境问题
总结词
环境问题是轻烃回收过程中不可忽视的挑战,涉及到排放控制、环保监管和可持 续发展等多个方面。
处理工艺
该项目采用冷凝分离法, 通过低温冷凝将天然气中 的轻烃分离出来。
效益分析
项目实施后,轻烃回收率 提高,增加了天然气的附 加值,同时也提高了油田 的整体效益。
某采气厂天然气预处理项目
概述
某采气厂天然气预处理项目是为了去除天然气中的杂质和水分, 确保天然气的质量和安全。
处理工艺
该项目采用脱水、脱硫和脱碳等工艺,确保天然气符合输送和燃烧 标准。
详细描述
轻烃回收过程中会产生一定的废气、废水和固废等污染物,对环境造成一定影响 。同时,环保监管日益严格,对污染物排放控制提出了更高要求。因此,加强环 保监管、推动可持续发展是解决环境问题的关键。
06
案例分析
某油田轻烃回收项目
概述
某油田轻烃回收项目是为 了从油田采出的天然气中 回收轻烃,提高天然气的 经济价值。
天然气处理厂不凝气轻烃回收探讨
1 凝析油稳定工艺1.1 凝析油稳定方法凝析油稳定方法基本上分为闪蒸法(一次平衡汽化可以在负压、常压、微正压下进行)和分馏法两类。
凝析油稳定的标准一般按照我国现行行业标准SY/T0069-2000《原油稳定设计技术规范》,该规范要求国内各油田的原油稳定后的饱和蒸汽压,在其最高储存温度下的设计值不宜超过当地大气压的0.7倍。
1.2 处理厂凝析油稳定工艺流程自低温分离器来的凝液降压换热后进入闪蒸分离器,进行三相分离,分离出闪蒸气去低压燃烧系统,不稳定凝析油经油室排至凝液缓冲罐,分离出不凝气和稳定塔顶气混合后进入全厂低压燃料系统。
未稳定凝析油经过两次换热,进入凝析油稳定塔。
塔底稳定后的凝析油经冷器冷却至40℃后去稳定凝析油罐储存(稳定凝析油在40℃时的饱和蒸汽压小于60kPa)。
图1 处理厂凝析油稳定工艺流程图2 凝析油稳定运行现状(1)在运行中,由于不凝气量大,进入低压燃料系统,引起压力升高至0.38MPa,稳定撬的不凝气排出缓慢,造成稳定撬压力升高至0.38MPa,从而引起凝析油缓冲罐排液困难,缓冲罐液位处于高液位运行。
(2)由于温度的变化,进入全厂燃料系统的不凝气将部分液化,导致导热油炉、火炬和食堂的燃气管线出现积液,目前供热站的导热油炉开始出现液化不凝气进入燃烧室,引起燃烧不完全,产生浓密黑烟,这对环境造成污染,不利于环保。
经统计,稳定装置排气量为120Nm 3/h,闪蒸排气量在230Nm 3/h,计算每天排15h,每年排气300d,1年稳定装置和闪蒸分离共排158×104Nm 3,经估算因放空浪费的经济价值约142.2万元。
3 凝析油稳定装置运行建议措施稳定装置及闪蒸不凝气的组分较丰富,组分中C3+组分含量较多,是轻烃含量较为丰富的资源,如果进行燃料系统燃天然气处理厂不凝气轻烃回收探讨贾超 孟婉莹 王铁柱 李蓉 苗忠才(中石油长庆油田公司第三采气厂, 内蒙古 鄂尔多斯 017300)摘要:处理厂为了满足外输天然气烃露点合格,进行丙烷制冷低温回收凝液,回收的凝液因不稳定,不能满足运输条件,需进行凝液稳定,在凝液稳定过程中,产生不凝气量太大,低压燃料系统无法完全利用,导致低压燃料系统压力高,凝液稳定装置运行不稳定。
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天然气净化 轻烃回收
第一节 天然气处理
1、天然气来源与分类
按矿藏特点的不同可将天然气分为气井气 ( gas well gas ) 、 凝 析 井 气 ( condensate gas)和油田气(oil field gas)。前两者合 称非伴生气(unassociated gas),后者也称 为油田伴生气(associated gas)。
烃露点(hydrocarbon point)
在一定压力下从天然气中开始凝结出 第一滴液烃时的温度,它与天然气的压力 和组成有关。
为防止天然气在输配管线中有液烃凝 结并在管道低洼处积液,影响正常输气甚 至堵塞管线,目前许多国家都对商品天然 气规定了脱油除尘的要求,规定了一定压 力条件下天然气的最高允许烃露点。
吸湿液主要是甘醇(三甘醇、二甘醇), 使用较多的为三甘醇。
三甘醇优点:再生效果好;分解温度高, 蒸发损耗小;再生设备简单;操作费用和 投资低于二甘醇。
(3)固体吸收法
采用内部孔隙很多、内部比面积很大的固体 物质与含水天然气接触.气中的水被吸附于 固体物质的空隙中。被水饱和了的固体物质 经加热再生后重复使用。
商品天然气技术指标
水露点(water dew point)与水蒸气含量
在地层温度和压力条件下,水在天然 气中通常以饱和水蒸气的形式存在,水蒸 气的存在往往给天然气的集输和加工带来 一系列的危害,因此,规定天然气的水蒸 气含量是十分重要的。
天然气的含水量以单位体积天然气中 所含水蒸气量的多少来表示,有时也用天 然气的水露点来表示。
常用固体吸附物有:硅胶、分子筛、活 性铁矾土、活性氧化铝等。
6、天然气脱水工艺
(1)甘醇脱水
(2)硅胶脱水
7、天然气脱硫
目的:脱除天然气中硫化氢、二氧化碳 和有机硫化物。
常用方法:应用醇氨溶液的化学吸收法 和环丁砜脱硫法。
(1)化学吸收法
化学吸收法是以可逆反应为基础,采用循环使 用的吸收剂吸收硫化氢。而当压力、温度和吸 收剂的浓度变化时,硫化氢又可从吸收剂中分 出,即常讲的吸收和解吸过程。
(2)节流膨胀:天然气经节流阀节流降压后, 管内天然气在近似绝热条件下膨胀,致使天 然气自身温度降低。
(3)加压后冷却:天然气在温度不变的条件 下,含水量随压力的增高而减少,因而可以 先对天然气加压然后冷却除去水分。
(2)液体吸收法
采用吸湿性较强的液体与天然气接触,气 中含水被吸收,吸收了水分的液体经处理再 生后重复使用。
时将增大乙醇胺消耗量; 水、电、汽耗量大,硫磺回收需另增设
一套装置。
化学反应式
25-40°C自左向右反应-----气体脱硫过程 大于105 °C自右向左反应-----溶液再生过程
工艺流程
(2)环丁砜脱硫法
环丁砜脱硫法是60年代发展起来的新方法。 它适用于含有机硫和凝析油较多的高含硫天 然气的净化.其工艺流程与设备与乙醇胺法 相间。
商品天然气技术指标
水露点指在一定压力条件下,天然 气与液态水平衡时(此时,天然气的含 水量为最大含水量,即饱和含水量)所 对应的温度。
一般要求天然气水露点比输气管 线可能达到的最低温度低5~6℃。
天然气气质标准
4、天然气净化内容
伴生气内除烃类外,一般还含有水蒸气及相 当数量的H2 S、CO2等酸性气体。
商品天然气技术指标
含硫量(sulfur content )
常 以 H2S 含 量 或 总 硫 ( H2S 及 其 它形态的硫)含量来表示。
为了控制天然的腐蚀性和出于 对人类自身健康和安全的考虑,一 般而言,H2S含量不高于6~24mg/m3。
油田气由于往往不含硫,故一 般不进行脱硫处理。
商品天然气技术指标
所谓天然气净化就是脱出水蒸气、硫化氢和 二氧化碳等有害气体。
5、天然气脱水方法
冷冻法 固体吸收法 液体吸收法
(1)冷冻法
将含水天然气降温.使气中所含水分凝析出 来排出。常用的降温手段为:
(1)氨制冷:液氨气化时要吸收大量的热量, 利用氨气化吸取天然气热量,使其温度下降 到-5到-10ºC。
1、浅冷轻油回收工艺
目的:降低气体冷深冷轻油回收工艺
四、轻烃回收产品
可提供更多的化工原料和工业原料。 天然气 液化气 轻油
乙烯是有机合成产品的基础原料,可 生产数百种合成材料。从天然气中回收的凝 析液是裂解生产乙烯的优质原料。轻烃的经 济价值十分显著。
天然气来源与分类
气井气:即纯气田天然气,气藏中的天 然气以气相存在,通过气井开采出来,其中 甲烷含量高。
凝析井气:即凝析气田天然气,气藏中 天然气以气体状态存在,是具有高含量可回 收烃液的气田气,其凝析液主要为凝析油, 其次可能还有部分被凝析的水,这类气田的 井口流出物除含有甲烷、乙烷外,还含有一 定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。
天然气来源与分类
油田气:即油田伴生气,它是伴随原油 共生,是在油藏中与原油呈相平衡接触的气 体,包括游离气(气层气)和溶解在原油中 的溶解气,从组成上亦认为属于湿气。在油 井开采情况中,借助气层气来保持井压,而 溶解气则伴随原油采出。
油田气采出的特点是:组成和气油比 (gas-oil ratio,GOR,一般为20~500m3气/t 原油)因产层和开采条件不同而异,不能人 为地控制,一般富含丁烷以上组分。
化学吸收常用乙醇胺法、苏打法及碳酸钾法等。 目前广泛采用乙醇胺法。
乙醇胺法优点
适用范围广; 溶液吸收能力强、脱硫程度高 溶液反应性强,酸性负荷最大.易于再
生; 溶解稳定性强.不易变质。 易于实现自动化控制。降低工人劳动强
度。
乙醇胺法缺点
溶液易起泡,影响正常操作; 单位体积吸收过多酸气后易于腐蚀设备; 不能脱除有机硫,当天然气中含羟基硫
处理水饱和的、未加工的、酸性的富 气的天然气步骤可以用下图大概表示出来。
天然气处理框图
3、商品天然气技术指标
热值(heat value) 单位体积或质量天然气的高发热量或
低发热量。 为使天然气用户能恰当地确定其加热
设备,确定热值是必要的。 天然气质量的一个重要指标就是沃泊
数(Wobbe number),它是天然气最高热 值与相对密度的平方根的比值。
天然气来源与分类
为了降低原油的饱和蒸气压,防 止原油在储运过程中的挥发耗损,油 田上往往采用各种原油稳定工艺回收 原油中C1~C5组分,回收回来的气体, 称为原油稳定气,简称原稳气。
2、天然气处理与加工的范畴
天然气是在岩石圈中生成的,必须通 过油气井开采出来。所谓天然气处理与加 工就是指从井口到输气管网的全部过程。 一般经过采气管线、井场分离、集气管线、 净化处理、轻烃回收、输气管网等过程。
环丁砜脱硫法优点
在高硫化氢分压下,溶液允许负荷较胺 液高一倍。
水、电、蒸汽耗量少1/2左右; 能脱除有机硫,而溶液不会变质; 不易起泡,对设备腐蚀小; 环丁砜蒸气压低,故损耗少,冬天不易
冻结; 缺点:环丁砜价格较贵,来源困难。
第 二 节 轻 烃 回 收
一、原理
轻烃回收工艺主要有三类:油吸收法;吸 附法;冷凝分离法。当前,普遍采用冷凝 分离法实现轻烃回收。
外加冷源:一般采用氨制冷循环,丙烷制冷 循环或氟里昂制冷循环,若单独采用外冷源 时一般为浅冷工艺。
膨胀机制冷:采用膨胀机制冷的装置,靠膨 胀机出口低温气体作为主要冷源,一般用于 深冷工艺。
膨胀机制冷与外加冷源相结合:补充膨胀机 冷量供给不足,降低高压气体的冷凝温度。
三、工艺流程的七个环节
原料气预处理-除油、游离水和泥砂; 原料气增压 净化 冷凝分离 制冷 凝液的稳定与切割 产品储罐
利用原料气中各组分沸点不同,冷凝温度 不同的特点,在逐步降温过程中,将沸点 较高的烃类冷凝分离出来。该法的特点是 需要提供足够的冷量使气体降温。冷量有 用冷剂制冷的,有用气体膨胀制冷的,或 者联合应用两种制冷工艺的。
根据所提供冷量的级位可将其分为浅冷和 深冷。
二、冷源
冷量可有两种冷源产生,即外加冷源,膨胀 机自身制冷。