油氣集輸概論天然氣處理與輕烴回收課件

油氣集輸概論天然氣處理與輕烴回收第一節(jié)天然氣處理1、天然氣來源與分類

按礦藏特點(diǎn)的不同可將天然氣分為氣井氣（gaswellgas）、凝析井氣（condensategas）和油田氣（oilfieldgas）。前兩者合稱非伴生氣（unassociatedgas），后者也稱為油田伴生氣（associatedgas）。天然氣來源與分類

氣井氣：即純氣田天然氣，氣藏中的天然氣以氣相存在，通過氣井開采出來，其中甲烷含量高。

凝析井氣：即凝析氣田天然氣，氣藏中天然氣以氣體狀態(tài)存在，是具有高含量可回收烴液的氣田氣，其凝析液主要為凝析油，其次可能還有部分被凝析的水，這類氣田的井口流出物除含有甲烷、乙烷外，還含有一定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烴類。

天然氣來源與分類

油田氣：即油田伴生氣，它是伴隨原油共生，是在油藏中與原油呈相平衡接觸的氣體，包括游離氣（氣層氣）和溶解在原油中的溶解氣，從組成上亦認(rèn)為屬于濕氣。在油井開采情況中，借助氣層氣來保持井壓，而溶解氣則伴隨原油采出。油田氣采出的特點(diǎn)是：組成和氣油比（gas-oilratio，GOR，一般為20～500m3氣/t原油）因產(chǎn)層和開采條件不同而異，不能人為地控制，一般富含丁烷以上組分。天然氣來源與分類

為了降低原油的飽和蒸氣壓，防止原油在儲(chǔ)運(yùn)過程中的揮發(fā)耗損，油田上往往采用各種原油穩(wěn)定工藝回收原油中C1～C5組分，回收回來的氣體，稱為原油穩(wěn)定氣，簡(jiǎn)稱原穩(wěn)氣。

2、天然氣處理與加工的范疇

天然氣是在巖石圈中生成的，必須通過油氣井開采出來。所謂天然氣處理與加工就是指從井口到輸氣管網(wǎng)的全部過程。一般經(jīng)過采氣管線、井場(chǎng)分離、集氣管線、凈化處理、輕烴回收、輸氣管網(wǎng)等過程。處理水飽和的、未加工的、酸性的富氣的天然氣步驟可以用下圖大概表示出來。

天然氣處理框圖3、商品天然氣技術(shù)指標(biāo)

熱值（heatvalue）單位體積或質(zhì)量天然氣的高發(fā)熱量或低發(fā)熱量。為使天然氣用戶能恰當(dāng)?shù)卮_定其加熱設(shè)備，確定熱值是必要的。天然氣質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是沃泊數(shù)（Wobbenumber），它是天然氣最高熱值與相對(duì)密度的平方根的比值。

商品天然氣技術(shù)指標(biāo)含硫量（sulfurcontent）常以H2S含量或總硫（H2S及其它形態(tài)的硫）含量來表示。為了控制天然的腐蝕性和出于對(duì)人類自身健康和安全的考慮，一般而言，H2S含量不高于6～24mg/m3。油田氣由于往往不含硫，故一般不進(jìn)行脫硫處理。

商品天然氣技術(shù)指標(biāo)

烴露點(diǎn)（hydrocarbonpoint）在一定壓力下從天然氣中開始凝結(jié)出第一滴液烴時(shí)的溫度，它與天然氣的壓力和組成有關(guān)。為防止天然氣在輸配管線中有液烴凝結(jié)并在管道低洼處積液，影響正常輸氣甚至堵塞管線，目前許多國(guó)家都對(duì)商品天然氣規(guī)定了脫油除塵的要求，規(guī)定了一定壓力條件下天然氣的最高允許烴露點(diǎn)。商品天然氣技術(shù)指標(biāo)

水露點(diǎn)（waterdewpoint）與水蒸氣含量在地層溫度和壓力條件下，水在天然氣中通常以飽和水蒸氣的形式存在，水蒸氣的存在往往給天然氣的集輸和加工帶來一系列的危害，因此，規(guī)定天然氣的水蒸氣含量是十分重要的。天然氣的含水量以單位體積天然氣中所含水蒸氣量的多少來表示，有時(shí)也用天然氣的水露點(diǎn)來表示。商品天然氣技術(shù)指標(biāo)

水露點(diǎn)指在一定壓力條件下，天然氣與液態(tài)水平衡時(shí)（此時(shí)，天然氣的含水量為最大含水量，即飽和含水量）所對(duì)應(yīng)的溫度。一般要求天然氣水露點(diǎn)比輸氣管線可能達(dá)到的最低溫度低5～6℃。

天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)4、天然氣凈化內(nèi)容

伴生氣內(nèi)除烴類外，一般還含有水蒸氣及相當(dāng)數(shù)量的H2S、CO2等酸性氣體。所謂天然氣凈化就是脫出水蒸氣、硫化氫和二氧化碳等有害氣體。5、天然氣脫水方法冷凍法固體吸收法液體吸收法（1）冷凍法將含水天然氣降溫．使氣中所含水分凝析出來排出。常用的降溫手段為：（1）氨制冷：液氨氣化時(shí)要吸收大量的熱量，利用氨氣化吸取天然氣熱量，使其溫度下降到-5到-10oC。（2）節(jié)流膨脹：天然氣經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后，管內(nèi)天然氣在近似絕熱條件下膨脹，致使天然氣自身溫度降低。（3）加壓后冷卻：天然氣在溫度不變的條件下，含水量隨壓力的增高而減少，因而可以先對(duì)天然氣加壓然后冷卻除去水分。（2）液體吸收法采用吸濕性較強(qiáng)的液體與天然氣接觸，氣中含水被吸收，吸收了水分的液體經(jīng)處理再生后重復(fù)使用。吸濕液主要是甘醇（三甘醇、二甘醇），使用較多的為三甘醇。三甘醇優(yōu)點(diǎn)：再生效果好；分解溫度高，蒸發(fā)損耗小；再生設(shè)備簡(jiǎn)單；操作費(fèi)用和投資低于二甘醇。（3）固體吸收法采用內(nèi)部孔隙很多、內(nèi)部比面積很大的固體物質(zhì)與含水天然氣接觸．氣中的水被吸附于固體物質(zhì)的空隙中。被水飽和了的固體物質(zhì)經(jīng)加熱再生后重復(fù)使用。常用固體吸附物有：硅膠、分子篩、活性鐵礬土、活性氧化鋁等。6、天然氣脫水工藝（1）甘醇脫水（2）硅膠脫水7、天然氣脫硫目的：脫除天然氣中硫化氫、二氧化碳和有機(jī)硫化物。常用方法：應(yīng)用醇氨溶液的化學(xué)吸收法和環(huán)丁砜脫硫法。（1）化學(xué)吸收法化學(xué)吸收法是以可逆反應(yīng)為基礎(chǔ)，采用循環(huán)使用的吸收劑吸收硫化氫。而當(dāng)壓力、溫度和吸收劑的濃度變化時(shí)，硫化氫又可從吸收劑中分出，即常講的吸收和解吸過程?；瘜W(xué)吸收常用乙醇胺法、蘇打法及碳酸鉀法等。目前廣泛采用乙醇胺法。乙醇胺法優(yōu)點(diǎn)適用范圍廣；溶液吸收能力強(qiáng)、脫硫程度高溶液反應(yīng)性強(qiáng)，酸性負(fù)荷最大．易于再生；溶解穩(wěn)定性強(qiáng)．不易變質(zhì)。易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。乙醇胺法缺點(diǎn)溶液易起泡，影響正常操作；單位體積吸收過多酸氣后易于腐蝕設(shè)備；不能脫除有機(jī)硫，當(dāng)天然氣中含羥基硫時(shí)將增大乙醇胺消耗量；水、電、汽耗量大，硫磺回收需另增設(shè)一套裝置?；瘜W(xué)反應(yīng)式25-40°C自左向右反應(yīng)-----氣體脫硫過程大于105°C自右向左反應(yīng)-----溶液再生過程工藝流程（2）環(huán)丁砜脫硫法

環(huán)丁砜脫硫法是60年代發(fā)展起來的新方法。它適用于含有機(jī)硫和凝析油較多的高含硫天然氣的凈化．其工藝流程與設(shè)備與乙醇胺法相間。環(huán)丁砜脫硫法優(yōu)點(diǎn)在高硫化氫分壓下，溶液允許負(fù)荷較胺液高一倍。水、電、蒸汽耗量少1/2左右；能脫除有機(jī)硫，而溶液不會(huì)變質(zhì)；不易起泡，對(duì)設(shè)備腐蝕小；環(huán)丁砜蒸氣壓低，故損耗少，冬天不易凍結(jié)；缺點(diǎn)：環(huán)丁砜?jī)r(jià)格較貴，來源困難。第

二

節(jié)

輕

烴

回

收一、原理

輕烴回收工藝主要有三類：油吸收法；吸附法；冷凝分離法。當(dāng)前，普遍采用冷凝分離法實(shí)現(xiàn)輕烴回收。利用原料氣中各組分沸點(diǎn)不同，冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過程中，將沸點(diǎn)較高的烴類冷凝分離出來。該法的特點(diǎn)是需要提供足夠的冷量使氣體降溫。冷量有用冷劑制冷的，有用氣體膨脹制冷的，或者聯(lián)合應(yīng)用兩種制冷工藝的。根據(jù)所提供冷量的級(jí)位可將其分為淺冷和深冷。二、冷源

冷量可有兩種冷源產(chǎn)生，即外加冷源，膨脹機(jī)自身制冷。外加冷源：一般采用氨制冷循環(huán)，丙烷制冷循環(huán)或氟里昂制冷循環(huán)，若單獨(dú)采用外冷源時(shí)一般為淺冷工藝。

膨脹機(jī)制冷：采用膨脹機(jī)制冷的裝置，靠膨脹機(jī)出口低溫氣體作為主要冷源，一般用于深冷工藝。膨脹機(jī)制冷與外加冷源相結(jié)合：補(bǔ)充膨脹機(jī)冷量供給不足，降低高壓氣體的冷凝溫度。

三、工藝流程的七個(gè)環(huán)節(jié)原料氣預(yù)處理-除油、游離水和泥砂；原料氣增壓凈化冷凝分離制冷凝液的穩(wěn)定與切割產(chǎn)品儲(chǔ)罐1、淺冷輕油回收工藝目的：降低氣體露點(diǎn)2、膨脹機(jī)制冷深冷輕油回收3、外冷源-膨脹機(jī)制冷深冷輕油回收工藝四、輕烴回收產(chǎn)品

可提供更多的化工原料和工業(yè)原料。天然氣液化氣輕油乙烯是有機(jī)合成產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料，可生產(chǎn)數(shù)百種合成材料。從天然氣中回收的凝析液是裂解生產(chǎn)乙烯的優(yōu)質(zhì)原料。輕烴的經(jīng)濟(jì)價(jià)值十分顯著。

第八章油田采出水處理

油田采出水的處理方法污水處理設(shè)施一、污水來源油田綜合含水率達(dá)90%，陸上油田3.96億噸/年。含油污水或原水：油水分離后污水。洗井水：注水井反沖洗產(chǎn)生的污水。二、凈化采出水的回注與排放（一）凈化采出水回注目的是保持油藏壓力。注水開采的優(yōu)點(diǎn)：含有表面活性劑，具有洗油功能；注入的含鹽凈化采出水與油層的泥土接觸，不降低油層滲透性。提高井底壓力；較高溫度的凈化采出水具有洗油功能；防止地表污染。（二）凈化采出水的要求化學(xué)組分穩(wěn)定，不形成懸浮物；嚴(yán)格控制機(jī)械雜質(zhì)和含油；有高洗油能力；腐蝕性小；盡量減少采出水處理費(fèi)用。（三）凈化采出水的水質(zhì)三、采出水治理方法（一）采出水污染物懸浮固體和膠體：泥砂、各種菌、膠質(zhì)瀝青質(zhì)等。油：分散油、乳化油和浮油。溶解物質(zhì)；鈣鎂離子等（二）采出水治理方法物理治理方法過濾、浮選、重力分離、離心分離、蒸發(fā)和活性炭吸附等；化學(xué)治理方法去除污水中膠體和溶解性物質(zhì)，包括；混凝沉淀、化學(xué)氧化和還原、離子交換等；（二）采出水治理方法續(xù)物理化學(xué)治理法

加混凝劑的浮選法、離子交換法、反滲透法和電滲析法；生物治理法

利用微生物的生物化學(xué)作用；好氧治理法和厭氧治理法。四、采出水治理設(shè)施（一）立式除油罐（二）過濾罐D(zhuǎn)FX雙流雙濾料過濾SFX多濾料過濾反沖洗操作過程N(yùn)utshell胡桃殼過濾器（三）油