實(shí)習(xí)用-天然氣概述

天然氣油氣處理與加工設(shè)備概況天然氣油氣加工與處理設(shè)備概況

三十多年的發(fā)展建設(shè)，天然氣分公司形成了集油田伴生氣加工，天然氣凈化，原油穩(wěn)定，天然氣、輕烴輸送管理于一體的綜合性油氣處理公司。現(xiàn)有油氣加工裝置24套，其中氣處理裝置14套、原油穩(wěn)定裝置10套，設(shè)備主要類(lèi)別：

1、天然氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)、膨脹機(jī)；

2、原油泵、輕烴泵、污油水泵；

3、鍋爐、加熱爐、導(dǎo)熱油爐；

4、車(chē)輛、工程機(jī)械；

5、起重機(jī)；

6、冷換設(shè)備、塔、容器（靜設(shè)備）天然氣作為甲醇化肥發(fā)電的原料、燃料和城市燃?xì)獍樯鷼廨p烴作為合成乙烯，生產(chǎn)溶劑油、液化氣等產(chǎn)品的化工原料

分公司主營(yíng)業(yè)務(wù)——原油穩(wěn)定、油田伴生氣初加工、天然氣和輕烴輸送及銷(xiāo)售。井場(chǎng)深冷、淺冷氣加工裝置原穩(wěn)裝置油田生產(chǎn)氣井注氣回收乙烷以上重組分儲(chǔ)油庫(kù)商品原油外輸聯(lián)合站化工用戶(hù)回收C1～C5輕組分，減少原油輸送過(guò)程中的損耗慶深氣田天然氣生產(chǎn)簡(jiǎn)要流程天然氣的組成

天然氣是以低分子飽和烴為主的烴類(lèi)氣體與少量的非烴類(lèi)氣體組成的混合氣體。在大慶油田伴生氣中，甲烷含量一般占75%~87%左右，乙烷及比乙烷更重的烴類(lèi)含量占7%~15%左右，其余為二氧化碳、氮?dú)?、氧氣、硫化氫氣體等；需要特別提出的是，由于油田伴生氣是在聯(lián)合站中與含水原油平穩(wěn)分離出來(lái)的氣體，氣體中的含水也是飽和的。另外，伴生氣在管道流動(dòng)過(guò)程中，還會(huì)攜帶少量的管道腐蝕產(chǎn)生的鐵屑、管道內(nèi)壁脫落的防腐層等機(jī)械雜質(zhì)。天然氣凈化技術(shù)石油工業(yè)范圍，天然氣通常指氣田采出的天然氣及油田采油過(guò)程同時(shí)采出的伴生氣。天然氣分公司生產(chǎn)過(guò)程中所涉及的主要是后者，通常稱(chēng)為“油田伴生氣”或“伴生氣”。深冷裝置4套主要回收C2＋組分制冷方式：雙級(jí)膨脹、單級(jí)＋輔助冷劑操作壓力4.0~5.1MPa制冷溫度-80~-100℃乙烷收率29%輕烴收率2.43t/104m3處理能力280×104m3/d淺冷裝置10套主要回收C3＋組分制冷方式：氨壓縮、丙烷壓縮操作壓力1.2~1.8MPa制冷溫度-25~-35℃丙烷收率26%輕烴收率1.85t/104m3處理能力410×104m3/d天然氣處理裝置薩南深冷裝置杏VI淺冷裝置淺冷裝置天然氣分公司現(xiàn)有氣處理裝置14套，其中10套淺冷裝置中有6套采用氨壓縮制冷。氨壓縮制冷：氨蒸發(fā)器出來(lái)的氨氣，進(jìn)入上部分離緩沖罐分離后，在0.12MPa、-31℃條件下進(jìn)入C-502壓縮機(jī)，被壓縮成1.72MPa、90℃的氨油混合氣體，氨油混合進(jìn)入油氣分離器進(jìn)行加熱分離。油氣分離器下部的油被潤(rùn)滑油泵抽出，進(jìn)入油冷卻器進(jìn)行冷卻后循環(huán)使用。油氣分離器頂部排出的氨氣進(jìn)入氨冷卻器冷卻變?yōu)橐喊边M(jìn)入氨儲(chǔ)罐。氨儲(chǔ)罐出來(lái)的液氨，一路去油冷器做冷源，產(chǎn)生的氨氣回到氨冷卻器入口；另一路再分成兩路去節(jié)能器，一路走節(jié)能器的管程，一路走節(jié)能器的殼層，走殼層的一路經(jīng)節(jié)流減壓至0.2MPa，進(jìn)入節(jié)能器的殼層，在-19℃下蒸發(fā)，另一路走管程被冷卻到-13℃后，經(jīng)減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器在0.12MPa、-31℃條件下蒸發(fā)，與天然氣換熱，吸收天然氣中的熱量，使天然氣降溫。

氨壓縮制冷工藝流程丙烷壓縮制冷：蒸發(fā)器中的氣態(tài)丙烷由丙烷壓縮機(jī)壓縮至1.44MPa(絕壓，下同)，在壓縮機(jī)出口油分離器中分離出機(jī)油后，丙烷氣體去水冷凝器冷卻，在41℃、1.43MPa的條件下冷凝成液態(tài)丙烷，冷凝后高壓液態(tài)丙烷經(jīng)節(jié)流膨脹后進(jìn)入經(jīng)濟(jì)器，經(jīng)濟(jì)器壓力保持在315KPa。經(jīng)濟(jì)器中的氣態(tài)丙烷返回壓縮機(jī)中段進(jìn)一步進(jìn)行壓縮；液態(tài)丙烷經(jīng)過(guò)控制蒸發(fā)器液位的調(diào)節(jié)閥進(jìn)入蒸發(fā)器，在-39℃、115KPa的條件下氣化變成氣態(tài)丙烷，同時(shí)吸收天然氣的熱量，使天然氣冷卻。丙烷在制冷系統(tǒng)內(nèi)部如此反復(fù)循環(huán)，不斷吸收天然氣的熱量，從而達(dá)到制冷的目的。丙烷壓縮制冷工藝流程膨脹制冷膨脹制冷不另外設(shè)置獨(dú)立的制冷系統(tǒng)，原料氣降溫所需的冷量由氣體直接經(jīng)過(guò)串接在該系統(tǒng)中的各類(lèi)型膨脹制冷設(shè)備來(lái)提供。常用的膨脹制冷設(shè)備有節(jié)流閥（也稱(chēng)焦耳-湯姆遜閥）、透平膨脹機(jī)及熱分離機(jī)等。其中透平膨脹式是將高壓氣體經(jīng)膨脹機(jī)膨脹，有外功輸出，因而氣體的溫降大，但膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜；節(jié)流閥膨脹是令氣體經(jīng)節(jié)流閥膨脹，無(wú)外功輸出，氣體的溫降小，制冷量也小，但節(jié)流閥的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行氣體流量的調(diào)節(jié)。膨脹制冷流程T=10℃P=0.03MPa

油田伴生氣以0.03～0.05MPa的壓力進(jìn)入天然氣處理裝置，經(jīng)初步分離、增壓、冷凍和再分離，產(chǎn)出的干氣以1.0MPa的壓力進(jìn)入干線(xiàn)管網(wǎng)，產(chǎn)出的輕烴進(jìn)入輕烴管網(wǎng)。水乙二醇天然氣輕烴天然氣T=10℃P=1.0MPaT=125℃P=1.5MPaT=16℃加注乙二醇T=-20～-35℃制冷單元T=1℃天然氣淺冷工藝示意圖D0105D0101D0102D0103D0104C0101X0101C0102/X0102A0201A/BD0301D0302D0204D0201C0501A/BE0101E0102E0103E0104E0301E0302E0201E0202P101A/BA0202A/BC0103/X0302T0301P301A/BP201A/B烴氣水天然氣深冷工藝流程示意圖(深冷-雙級(jí)膨脹）正壓原油穩(wěn)定裝置6套采用微正壓蒸餾工藝操作壓力0.15MPa加熱溫度120℃輕烴收率220t/104t處理能力1760×104t/a負(fù)壓原油穩(wěn)定裝置4套采用負(fù)壓閃蒸工藝操作壓力-0.05MPa加熱溫度65~70℃輕烴收率46t/104t處理能力1750×104t/a原油穩(wěn)定裝置北I-1正壓原穩(wěn)裝置.薩南負(fù)壓原油穩(wěn)定裝置原油穩(wěn)定的概念原油自地下采出以后，大量的伴生氣從原油中分離出來(lái)，這個(gè)過(guò)程是正壓條件下的分離，油溫又不高，由于氣液相間平衡關(guān)系，仍然有輕烴組分（C1~C5的組分）留在原油中，使原油的蒸汽壓升高，這部分輕烴輕組分在原油儲(chǔ)存和輸送的過(guò)程中，極易從原油中揮發(fā)出來(lái)，而且揮發(fā)時(shí)還會(huì)帶走大量的戊烷、己烷等組分，造成原油大量損失。所謂原油穩(wěn)定就是采用一定的工藝方法把輕組分（主要是C1~C5輕烴）從原油中脫除的過(guò)程，實(shí)質(zhì)也是降低原油飽和蒸氣壓的過(guò)程。通過(guò)原油穩(wěn)定，可以：降低蒸發(fā)損耗，減少輸送與儲(chǔ)存時(shí)的損失；回收輕烴，為石油化工提供優(yōu)質(zhì)原料；降低輸送過(guò)程中由輕組份氣化造成的氣阻，降低管線(xiàn)流動(dòng)阻力；減少環(huán)境污染，保證原油安全儲(chǔ)運(yùn)。原油穩(wěn)定的深度是指從未穩(wěn)定原油中拔出多少揮發(fā)性最強(qiáng)的輕烴組分（C1~C5），拔出的越多原油穩(wěn)定深度越高，通常用最高貯存溫度下的原油的蒸汽壓來(lái)衡量。原油穩(wěn)定不能片面追求過(guò)低的飽和蒸氣壓，這樣不僅裝置變得龐大，消耗大量能量；還會(huì)使原油中的汽油餾分的潛含量減少，原油品質(zhì)下降。我國(guó)一般規(guī)定穩(wěn)定后的原油在最高存貯溫度下的蒸汽壓不超過(guò)當(dāng)?shù)卮髿鈮旱?.7倍；原油穩(wěn)定過(guò)程中C6組分的脫出量不超過(guò)未穩(wěn)定原油中C6總含量的5%（質(zhì)量）。目前世界各國(guó)普遍采用的原油穩(wěn)定方法——蒸餾。蒸餾有三種類(lèi)型：即閃蒸、簡(jiǎn)單蒸餾和分餾（或稱(chēng)精餾）。這三種方式都能從原油內(nèi)分出溶解的輕組分，使原油穩(wěn)定，但簡(jiǎn)單蒸餾不能連續(xù)工作，因而油田常采用閃蒸或分餾。原油閃蒸技術(shù)

閃蒸穩(wěn)定法是通過(guò)對(duì)原油加熱來(lái)減壓使原油部分汽化，然后在一個(gè)壓力和溫度不變的容器內(nèi)，把氣液兩相分開(kāi)并分別引出容器。由于輕組分濃集于氣相，重組分濃集于液相，使上述處理后的原油中輕組分含量減少，蒸氣壓降低，原油得到一定程度上的穩(wěn)定。閃蒸屬單級(jí)平衡分離過(guò)程，故只能使輕重組分達(dá)到較低程度的分離。按閃蒸容器的壓力，可將閃蒸分為負(fù)壓閃蒸和正壓閃蒸兩類(lèi)。（1）原油負(fù)壓閃蒸原油穩(wěn)定的閃蒸壓力（絕對(duì)壓力）比當(dāng)?shù)卮髿鈮旱?，即在?fù)壓條件下閃蒸，以脫除原油中易揮發(fā)的輕組分，這種方法稱(chēng)為原油負(fù)壓穩(wěn)定法，又稱(chēng)為負(fù)壓閃蒸法。負(fù)壓閃蒸的壓力一般比大氣壓低0.03~0.05MPa，操作溫度一般為50~80℃。

該法適用于含輕烴較少的原油，當(dāng)每噸原油的預(yù)測(cè)脫氣量在5m3左右時(shí)，適合采用此法。

天然氣分公司共有10套原油穩(wěn)定裝置，其中有4套采用負(fù)壓閃蒸工藝。負(fù)壓原油穩(wěn)定裝置工藝流程示意圖水T=45℃P=0.05MPa原油P=0.4MPaT=72℃

穩(wěn)定原油T=45~60℃P=0.3MPaT=68℃P=-0.05MPa輕烴T=30℃P=0.2MPa不凝氣負(fù)壓原油穩(wěn)定裝置工藝流程示意圖（2）原油正壓閃蒸

正壓閃蒸穩(wěn)定法，又稱(chēng)微正壓閃蒸穩(wěn)定法或加熱閃蒸穩(wěn)定法，其是首先將未穩(wěn)定原油加熱，然后在微正壓下閃蒸分離，從而使原油達(dá)到穩(wěn)定的方法。這種方法的閃蒸溫度要比負(fù)壓閃蒸法高，需要對(duì)來(lái)油進(jìn)行加熱升溫才能滿(mǎn)足閃蒸溫度的要求，由于穩(wěn)定后原油溫度較高，應(yīng)考慮與穩(wěn)定后換熱以回收一部分熱量。采油廠聯(lián)合站分離出的原油經(jīng)增壓、與穩(wěn)定后原油換熱、在加熱爐加熱升溫后，進(jìn)入分餾塔。分餾塔底部的穩(wěn)定原油經(jīng)換熱后外輸采油廠；塔頂氣經(jīng)冷卻進(jìn)入三相分離器回收輕烴。水輕烴T=117℃P=0.15MPaT=30℃P=0.2MPa不凝氣穩(wěn)定原油T=65℃；P=0.5MPa原油T=45℃P=0.05MPaP=2.5MPa正壓原油穩(wěn)定裝置工藝流程示意圖微正壓閃蒸工藝流程示意圖原