油田伴生气轻烃回收工艺的优化方法

李春栋 向参

摘要：针对某油田开采油气压力高的问题，就利用其当前的膨胀分离技术，来减少生产能耗，在确保其产品质量符合标准的基础上，优化其中的轻烃回收工艺。通过研究发现，对其轻烃回收工艺的优化，能够很好的减少成本支出，而且能够提高经济效益。本文就先说明油田现有的轻烃回收工艺，然后说明优化轻烃回收工艺方法，为油田伴生气轻烃回收工艺的优化提供相应参考。

关键词：油田;伴生气;轻烃回收工艺;优化

通过对其油田中的轻烃进行回收，能够很好的提高天然气的利用率。轻烃回收就是将轻烃和天然气中的CH4进行分离再回收，轻烃回收工艺主要分为几种方法，分别是吸附、冷凝等等。因为吸附对于其轻烃的吸附具有一定限制，所以这种方法在轻烃回收工艺中并没有得到有效使用。随着当前轻烃回收工艺的不断优化，冷凝分离法已经成为当前的主流方法，通过对其温度的调节，来将其气体冷却到一定温度下，进而分离其中沸点高的气体，最终取得合格的产品。

一、油田现有轻烃回收工艺

当前的油田在开采油气后，会将其运输到相应的处理站，在处理站中通过脱水系统来将其油气进行分离，将其天然气进行脱水后，通过冷浓分离的方法就能够稳定轻烃，进而来有效的提高其含量。在完成回收后的天然气向外输送[1]。通过对某油氣处理站实际研究能够发现，该处理站所采取的是辅冷加上DHX工艺，通过处理后的天然气能够经过相应的增压机中，增加压力在3MPa，然后再通过冷却设备将其冷却到规定温度下，通过这样的方法就能够获取到理想的物质。而从实际情况上来看，该站采用先进的DCS集控系统，远程监控装置内的压力、温度、液位及流量，通过现场的调节阀远程控制调节装置内的各项工艺参数，那么在后续发展中就可以对其进行进一步的优化。

二、优化轻烃回收工艺

（一）工艺流程

本站由5大系统8个区块11个撬组成，首先是工艺系统来气区块，来自庄二联中心站、庄七转中心站共9个增压站点的原料气汇合进入原料气分离器，分离出水和杂志进入压缩机进行两级增压，一级压缩后的原料气经分子筛脱水后进行二级压缩至1.95MPa后，进入压缩机出口分离器，经分离后的气相进入板翅式冷箱换热至-60℃后进入低温分离器，分离出的干气经换热后进入重吸收塔再吸收;液相经换热后进入脱乙烷塔进行分馏，塔顶分馏出的气相经换热后进入重吸收塔进行再吸收;液相在压差作用下进入液化气塔进行分馏，塔顶分馏出的液化气经冷却降温后进入液化气回流罐，当液位达到一定时，经泵被输送至液化气储罐进行储藏销售;塔底分馏出的轻烃燃料经冷却后被输送至轻烃燃料储罐进行储藏销售[2]。

（二）优化工艺参数

在正常情况下，其深冷分离过程中，想要获取更多的产品，那么在这其中所需要消耗的能量越多。如果其能量消耗高于产品的总价值，进而就会影响最终的经济效益[3]。所以，应该让其产品和能耗在一个合理的比例上，这个比例就是操作的具体位置。在这其中的液化气塔再沸器是通过天然气来为其输送热量，而且在这其中的其它设备都是消耗电力和冷却水。在对其工艺进行优化过程中，其丙烷制冷系统中的主换热器会用作冷却功能，而在这其中的辅蒸发器则会用于对其液化气的冷却。

三、技术经济分析

（一）能耗分析

因为在优化后的进料气会因为增压的原因导致其温度较高，而自身精馏塔的底部温度并不高，在这其中将其进料气放置在塔底，就能够集中能量，很好的去除从塔底增加热量的流程，有效的节约能源消耗[4]。此外，在优化过程中，因为其精馏塔的压力较低，所以在这其中的所存在的温度也比较低，能够在保证其产品质量的基础上，更好的减少丙烷辅蒸发器的负荷。

（二）经济性和可靠性分析

通过优化后的工艺与DHX进行对比，其虽然产品的回收率有所降低，但是在这其中的经济效益有所提升，能够获得更多的经济效益。通过优化后的工艺不仅需要能够让其有效满足回收率，而且其安全也是非常关键的一个部分。因为在原料中含有一定的二氧化碳气体，而且在这其中的溶解度较低，如果其温度低于二氧化碳固体时，或者是其溶解度有所超出，那么就会导致二氧化碳固体的出现，容易对管道造成影响，进而导致轻烃回收不能够顺利进行。当前我国大多都是利用5℃左右的结冰温度来保证其二氧化碳不会破坏管道。

因为在优化后的工艺其温度要低于原工艺，其精馏塔的顶部温度最低能够达到零下96℃。所以，这样也就能够看出，对其二氧化碳结冰程度进行分析，能够直接了解系统是否能够正常运行。通过对其具体研究能够发现，在这其中的每一个塔板的温度都要高于二氧化碳的结冰温度。所以，也就能够说明在整个工艺运行过程中，其二氧化碳都不会结冰，说明其轻烃回收工艺优化是安全的。

结语：

总而言，通过对其研究能够发现，油田伴生气中C1的比例较大，而且能够通过压力来完成对轻烃的回收。在保证其质量的基础上，减少设备投入，对其当前的油田伴生气中的轻烃回收所利用的辅冷加上DHX工艺进行优化。在优化过程中按照温度对口的原则来进行，当其温度在合理范围内，就能够很好的对其内部的冷量进行回收，进而来降低能耗。在轻烃回收过程中，其C3产品效益小于能耗成本，那么经济效益就越小。因此就应该在这其中适当的减少回收率，这样就能够减少能耗，进而来节约成本，获取理想的经济效益。相比于原工艺而言，通过对其优化后，外部制冷量有很好的降低，这样就使得成本有所降低，总经济效益有所提升，而且在这其中不会出现二氧化碳结冰问题，能够保证整个工艺的稳定运行。

参考文献：

[1]武娜，薛慧.油田伴生气轻烃回收浅冷工艺的对比研究[J].化工设计，2020，30（02）：6-10+15+1.

[2]陈璐，曹翔.油田伴生气回收工艺过程危险性分析及对策研究[J].石化技术，2020，27（01）：90+38.

[3]郄海霞.长庆油田伴生气轻烃回收工艺与设备橇装化研究[D].中国石油大学（华东），2018.

[4]姜明.小规模轻烃回收压缩/制冷一体化系统的优化设计[D].大连理工大学，2018.

[5]钟荣强，付秀勇，李亚军.油田伴生气轻烃回收工艺的优化[J].石油与天然气化工，2018，47（02）：46-51.

作者简介：

李春栋（1983-01-12）男，甘肃庆阳，助理工程师，大学本科，主要从事石油开采伴生气回收利用。