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1、第18卷第2期西南石油学院学报Vol.18No.219965月JournalofSouthwesternPetroleumInstituteMay1996小气量低压气轻烃回收工艺方案研究①①蒋洪朱聪(油建系)(机械系)摘要本文从轻烃回收的工艺方案设计实例出发,对小气量低压气轻烃回收方案进行了研究。通过工艺计算、参数研究、方案对比,提出了合理的工艺回收方案。主题词轻烃回收;流量;低压;伴生气;工艺流程中图法分类号TE765.3引言在油田开发过程中,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
2、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。从轻烃回收工艺来看,主要有油吸收法、低温分离法、压缩法、吸附法、复合回收法等。低温分离法与其它轻烃回收方法相比,具有投资少、操作费用低、效率高等优点。因此,目前广泛采用的回收方法是低温分离法或低温分离法与其它方法的组合——复合回收法。天然气(含伴生气)通过以上的某一种或几种方法,把其中丙烷以上的重组分从气体中分离出来而得到混合液烃,再分馏即可获得所需的产品——石油液化气和轻油。本文以气体处理量为33×10Nmöd,气压为0122MPa(绝),已知组成的伴生
3、气为算例,进行了轻烃回收工艺方案的研究,经过工艺计算、参数研究、方案对比,提出了合理的工艺回收方案。1基础数据43气体处理量:原油伴生气3×10Nmöd原料气压力:0122MPa(绝)气体温度:40℃原料气组成:组分N2CO2C1C2C3iC4nC4iC5nC5C6C7C8C9C10含量(mol%)0.546.3360.112.18.752.063.71.571.711.610.840.330.040.004①1995—09—25收稿118西南石油学院学报1996年工艺要求的技术指标:从原油伴生气回收轻烃的主要产品是石油液化气和轻油。(1)产品质量指标液化气
4、:C3+C4≥90%,C2+C5≤10%311.0K时,饱和蒸汽压小于1.56MPa+轻油:C5≥95%,C4≤5%(2)产品收率+C3+C4≥75%,C5≥90%2轻烃回收方案由于原料气气压低,无压力能可利用,因此,对原料气实行增压措施必不可少。国内外生产实践经验证明:具有一定压能的气体用低温分离法回收轻烃效果最佳,对于小流量、低压气轻烃回收的工艺技术路线可概括为:原料气增压→脱水→低温冷凝→产品分馏。即轻烃回收装置将有四个主要工艺过程:①气体增压;②气体干燥;③气体冷凝;④天然气液烃分馏(生产石油液化气和轻油)。43我们在开发轻烃回收工艺模拟计算软件的基
5、础上,对流量在110～510×10Nmöd,气压小于0122MPa(绝)的油田伴生气的轻烃回收技术作了大量的研究工作。以上述的基础数据为算例,主要进行轻烃回收方案的研究。211油田气液化率与温度和压力的关系根据原料气组成,利用电算程序,研究了液化率与温度、压力之间的关系,并根据电算所得的结果绘制成液化率与温度和压力的变化规律,寻求满足工艺技术指标的温度和压力范围。+从图1中可以看出,C3的液化率随着压力的升高、温度的降低而增加,与此同时,乙烷的液化率也随之提高,这不仅增加了冷量消耗,加大脱乙烷塔的负荷而使热耗上升,而且增+加了乙烷从C3凝液中分离的难度。说明
6、,轻烃回收装置不能在过高的压力和过低的温度下运行。+图1C3液化率-压力-温度曲线图图2压力在1.6MPa时液化率2温度曲线图同样从图可知,若压力太低(110MPa以下),要想使丙烷达到较高的液化率,需要很低的冷凝温度(-50℃以下),一般采用的氨、氟利昂、丙烷冷剂是难于达到的,采用液乙烷或液+乙烯作冷剂,将使流程复杂化,增加投资。从图中看出,如果使C3的液化率大于85‰,则适宜的增压范围为116～410MPa,适宜的冷凝温度为-20℃～-40℃。第2期蒋洪等:小气量低压气轻烃回收工艺方案研究119图3压力在2.2MPa时液化率2温度曲线图图4压力在3.0M
7、Pa时液化率2温度曲线图212工艺流程方案比较对于小流量、低压气的轻烃回收途径,可能有压缩—外部冷剂制冷法;压缩—节流膨胀制冷法;压缩—冷剂制冷+节流膨胀制冷法。三种制冷方案的流程示意图如图6～8所示。方案一为外部冷剂制冷法;方案二为节流膨胀制冷法;方案三为复合制冷法。以满足工艺技术指标为前提,运用电算程序对三个制冷方案进行工艺计算,其计算图5压力在410MPa时液化率—温度曲线图结果列于表1。图7节流膨胀制冷法+三种方案的计算结果表明,单纯采用节流膨胀制冷法(方案二),液烃回收率很低(C3=120西南石油学院学报1996年38159%,C3=9.19%),
8、达不到工艺要求。因气体液化率超过20%的富气,不宜休
