边远气井小型橇装化脱烃工艺

丛延刚吉林油田公司勘察设计院吉林油田公司天然气部

边远气井小型橇装化脱烃工艺

石少敏1万新2丛延刚21吉林油田公司勘察设计院2吉林油田公司天然气部

试采评价期边远气井天然气集输处理技术既要满足试采参数录取的需要，又要满足工艺简便、投资低的要求，并能适应橇装化、便于搬迁再利用。因此开展了边远气井小型的脱烃工艺的研究。根据工艺模拟和计算，对于边远气井气的脱烃处理采用冷剂制冷法，经济效益最佳，利用橇装化工艺技术，可实现快速建设，并可实现设备再利用，对试采评价期轮换试气的气井具有较强的适应性，推广应用前景广泛。

边远气井；橇装；脱烃；工艺

气田试采、评价等开发初期，气井分布零散，气井的处理量不确定（不大于10×104m3/d），压力为2～4 MPa，气井单井产量、压力、温度、组分等参数需要通过试采过程录取，试采评价期天然气集输处理技术既要满足试采参数录取的需要，又要满足工艺简便、投资低的要求，并能适应橇装化、便于搬迁再利用。因此开展了边远气井小型脱烃工艺的研究，优选了三种工艺，分别是小压差节流法、冷剂制冷法、分子筛吸附法[1]。

1 小压差节流法

在气田开发初期气井来气压力较高，可以利用该压力对来气节流，节流后会产生低温使来气中的重组分分离出来，使天然气的烃露点降到-15℃以下。原料气温度降低后易形成水合物，故在原料气进入换热器前注入甲醇防冻剂。

利用HYSYS对样品来气进行模拟，来气压力4.0MPa、温度20℃、来气量10×104m3/d。原料气经换热器换热至-11℃，节流阀后压力1.65MPa、脱乙烷塔塔底温度50℃、甲醇注入量8 kg/h。处理后干气露点-27.55℃，分离出混烃37.8℃时饱和蒸汽压1371 kPa，满足处理要求。物料平衡表见表1。

表1 样品来气小压差节流法物料平衡

小压差节流法的流程简单、能耗低，适用于原料气有压差可利用的情况。从上述原料气的模拟来看，处理后的干气和混烃均满足外输要求，而且当原料气组分不同时，可以适当调整节流阀的节流量，使处理后干气满足露点要求即可。

2 冷剂制冷法

当原料气较富时或以收集原料气中的混烃为目的时可以利用外来冷剂制冷。该方法可以达到更低的分离温度，提高混烃的产量。常用的有氨制冷和丙烷制冷。原料气温度降低后易形成水合物，故在原料气进入换热器前注入甲醇防冻剂。

利用HYSYS对样品来气进行模拟，来气压力2.0MPa、温度20℃、来气量10×104m3/d。原料气经换热器换热至-25℃，经制冷橇冷却至-30℃，经节流阀节流至1.65 MPa，脱乙烷塔塔底温度50℃，甲醇注入量15 kg/h。处理后干气露点-47.4℃，分离出的混烃37.8℃时饱和蒸汽压1 327 kPa，满足处理要求。物料平衡表见表2。

表2 样品来气冷剂制冷法物料平衡

冷剂制冷法的流程简单、适用范围广、能耗较小，但其制冷温度低，与小压差节流法相比其C3收率高，处理后干气的露点低，适用于原料气C3含量较高的情况。从上面原料气的模拟来看，处理后的干气和混烃均满足外输要求。

3 分子筛吸附法

当原料气温度降低时会产生水合物，堵塞管路，影响装置的正常运行。小压差节流法和冷剂制冷法均采用注入甲醇防冻剂来防止水合物的产生。由于注甲醇防冻堵工艺需要不断地注入甲醇，而且产生的甲醇污水也需要处理，为替代注甲醇防冻堵工艺，可以选用吸附法脱水脱重烃工艺。该工艺选用分子筛加硅胶的组合吸附剂，可以脱除天然气中的水和C5以上重烃，使处理后的天然气满足外输要求。

利用HYSYS对样品来气进行模拟，来气压力4.0MPa、温度20℃、来气量10×104m3/d。处理后干气露点-32.7℃，分离出的混烃37.8℃时饱和蒸汽压105.5 kPa，满足处理要求。物料平衡表见表3。

表3 样品来气分子筛吸附法物料平衡

分子筛吸附法的流程简单、能耗较低，处理后干气的露点均小于-15℃，满足要求。当原料气较富时处理后的混烃饱和蒸汽压不能满足外输要求；当原料气较贫时处理后的混烃饱和蒸汽压满足外输要求。可见，分子筛吸附法适用于原料气较贫、烃含量非常少的情况。

4 技术方案比选

测试样品来气可采用小压差节流法、冷剂制冷法和分子筛吸附法进行脱烃，将上述三种方案进行比选，结果见表4。从表4中可以看出，冷剂制冷法虽然运行费用较高，但其混烃收率高，按混烃价格4 000元/吨计算，冷剂制冷法比小压差节流法多产混烃1 484.8吨/年，增加产值284.14万元/年；采用分子筛吸附法的产值是三种工艺中最低的，但是无需建设配套的甲醇回收装置。

表4 样品脱烃工艺比选

5 推广应用前景

根据工艺模拟和计算，对于边远气井气的脱烃处理采用冷剂制冷法，经济效益最佳，利用橇装化工艺技术，可实现快速建设，并可实现设备再利用，对试采评价期轮换试气的气井具有较强的适应性，推广应用前景广泛。

[1]何策，张晓东．国内外天然气脱水设备技术现状[J]．石油机械，2008，36（1）：69-73.

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.038