低压气小气量轻烃回收工艺技术探讨

张卫明，张桂岩，贾振勇

(中国石化中原油田分公司天然气处理厂，河南濮阳 457162)

在陕北油田开发过程中，油田伴生气和油罐挥发气都是重要的资源，因气量小，地点分散，气体集输困难，没有得到合理利用。开展从小流量、低压伴生气中回收轻烃的工艺技术的研究，对于降低油气损耗、获得较高的经济效益和良好的社会效益，都具有重要的现实意义。

本研究的原料气组成见表1，基础数据如下:

气体处理量:原油伴生气3×104m3/d;

原料气压力:0.15 MPa(表压);

气体温度:40℃。

表1 原料气组成 %

目前，伴生气轻烃回收工艺都采用冷凝分离法。虽然冷凝分离法可采用冷剂制冷法、膨胀制冷法和混合制冷法等多种制冷工艺，但从工艺原理上看，都是经过气体冷凝回收液烃和液烃精馏分离成合格产品这两大步骤。从流程组织上，回收工艺过程由原料气预处理、原料气增压、脱水、冷凝分离、制冷系统、液烃分馏、产品储配等7个单元组成。

一般来说，陕北伴生气具有压力低、气质富的特性。为满足冷凝分离的工艺要求，伴生气回收工艺需设置压缩机增压过程，增压值大小与干气外输压力、制冷温度、分馏塔塔压、产品收率等因素有关，这是低压气轻烃回收工艺的特点。国内外生产实践经验证明，具有一定压力的气体用气温分离法回收轻烃效果最佳。以下是针对小流量、低压气轻烃回收的工艺具体措施的探讨。

1 增输原料气量，满足装置运行条件

在原料气进站前设置一套撬装抽气压缩机装置，将不能输送的原料气抽送至液化气装置，使原料气量能够满足生产需求，达到连续运行的条件。

增压装置使液化气装置能够连续运行，经过在陕北原油联合站的实践证实，每日可多增收轻烃2.5 t，净效益为1万元，每月可增效30万元。

2 大罐抽气工艺的投入

陕北野山站的原油处理区有6个原油储罐，其中有2个原油沉降罐，处理净化油规模为10万t，接收接转站净化油30万t，站场总规模为40万t，所有原油都要通过野山两个原油沉降罐进行加药、破乳、除杂后作为原油稳定的原料。原油在此过程中不可避免地会有一部分较轻的液态组分气化，排入大气，从企业安全来说是一种隐患，从环境保护来说是一种污染，从经济效益来说是一种浪费。经论证如果对这些组分加以回收，不仅增加了油田的天然气产量，又节约了资源，防止了沉降罐顶挥发出的天然气对大气的污染，保护了环境，同时又防止了开口油罐和火种的接触，减少了油罐火险因素，增加了油气集输站的安全。

国内油罐气回收装置的现状是:20世纪80年代末，江苏油田首先研制成功皮囊式油罐气回收装置，但是此类装置存在的弊端是自动化程度低，且橡胶皮囊使用寿命有限，维护不及时易出现漏气现象。20世纪90年代胜利油田设计院吸取了国内外同类装置的优点，开发研制出“SD油罐气微压自控回收装置”。但是该装置采用自行开发的电子线路逻辑控制器，通过几十个继电器进行逻辑控制来达到调节的目的，由于电子线路及继电控制故障率高，当气量变化较大时，继电器工作频繁，易出现继电器误动作，工作不正常的情况。而现在七一一研究所设计的螺杆压缩机大罐抽气技术，采用PID调节仪以及PLC控制螺杆压缩机，储罐气回收装置运行平稳安全可靠。通过我们细致的比较和分析，无论从技术先进性和安全操控性来说，采用七一一研究所生产的螺杆压缩机大罐抽气技术是解决野山联合站原油大罐油气挥发是最佳方案，经过论证后该方案得到了实施。

野山联合站自2008年11月投入大罐抽气机组一来，按每天压缩机一半负荷计算，每月回收大罐油气151 200 m3(平均每天5 040 m3)，有效解决了气量小且不稳定的问题。按每万方气体回收2.8 t轻烃计算，每月可回收轻烃42.3 t，每吨轻烃按3 000元计算，可收益12.68万元，处理后的干气每月折合人民币12万元(按0.8元/m3天然气)。合计该项目每月可收益24.68万元。

3 干燥再生气回收利用

再生气工艺流程由于是采用再生气放空来保证再生流量从而达到分子筛再生过程的，再生气放空带来了气量损失和大气污染。将再生气从干燥塔出口引入原料气管网，重新设定原料气来气压力调节阀和干气管网压力控制阀，重新制定干燥再生操作规程，可保证干燥的顺利进行，同时减少了温室气体的排放，增加了装置干气利用效率。

此项工艺在陕北装置实施后，装置的120 m3/d的再生气量得到重复利用，解决了部分气量问题，在低气量下有效保证了整个联合站的用气需求。

该项目实施后，每天可以节约再生气放空损失120×24=2 880 m3/d，每方气按1.7元进行计算，每天可以创效2 880 m3/d×1.7=4 896元，每年按生产330 d计算，年可创效4 896×330=161.56万元。

同时该项目的实施，减少了再生气放空损耗，避免了放空引起的大气污染，每方天然气按排放二氧化碳1.885kg计算，每天可减少二氧化碳排放量:2 880×1.885=5 428.8 kg。每年可减少二氧化碳排放量:330×5 428.8×10-3=1 791.5 t。

经过近三年的观察研究，证明通过上述工艺的的投入，可有效提高气量，保证低压气小气量装置的正常平稳生产，有效地提高经济效益。