吐哈油田紅臺氣田天然氣回收裝置分析與實施

摘 要:本文就紅臺天然氣回收系統運行的情況進行了工藝技術方案研究與分析，以便更全面了解回收系統的性能，挖掘系統的生產潛力，通過工藝分析使操作人員能更好了理解裝置的性能，同時使生產管理人員能更好的管理裝置的安全運行。同時對紅臺火炬回收裝置實施后的經濟效益和社會效益進行了評估，紅臺火炬回收裝置的成功實施，對提高經濟效益、減少能源消耗、保護環境具有重要的作用和深遠影響，有著巨大的經濟效益、社會效益和社會效應。

關鍵詞:天然氣 回收 分析 實施

中圖分類號:TE8文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(c)-0038-01

1研究的意義

紅臺集氣站于2005年11月建成投產，主要負責紅臺2、紅臺204、紅臺15區塊共29口采氣井的油氣集輸。天然氣采用常溫集氣、J-T閥節流+氨制冷控制外輸氣烴水露點，凝析油采用正壓閃蒸穩定工藝。生產的天然氣通過集氣干線輸送到丘東第二天然氣處理廠再進行處理，穩定后的凝析油經常壓罐車拉運，生產過程中產生的閃蒸氣直接排至火炬燃燒后排放。

由于工藝上既要保證外輸天然氣的烴水露點達到-5℃，同時又要保證外運凝析油的飽和蒸汽壓滿足常壓運輸的要求，導致大量的C3、C4甚至相當部分的C5成分無法外輸，作為處理后的閃蒸氣就地用作燃料或排放至火炬，導致如下問題:

(1)放空火炬氣中C3+含量很高，燃燒極不充分，造成周圍環境的污染及資源浪費。(2)集氣站現有用氣設備如單井水套爐、燃氣發動機、導熱油爐、生活區等每天用氣量合計1～1.9×104m3/d，由于處理后的尾氣中C3+含量超過70%，導致這些用氣設備均無法正常工作，因此不得不改用外輸干氣作為燃料，同時把全部尾氣排放至火炬白白燒掉。

隨著油田持續開發和國內能源形勢日趨緊張，吐哈油田伴生氣和凝析天然氣產能漸顯不足的問題，各聯合站的天然氣處理裝置面臨著原料氣供氣不足。

2放空天然氣回收方案

火炬氣回收方案為:

(1)新建火炬氣回收壓縮機，新建自動點火裝置，火炬總管新建水封罐。(2)當正常生產時，利用水封罐對總管進行壓力控制，同時啟動火炬氣回收壓縮機從總管抽吸，將放空氣回收增壓后利用。(3)當故障工況時，放空量超過火炬回收壓縮機回收能力，放空氣突破水封，自動點火裝置檢測到放空氣后自動將火炬點燃，保證安全放空燃燒。

3紅臺火炬回收方案分析

3.1 放空天然氣組成及放空系統現狀

集氣站火炬放空天然氣規模:2.4×104m3/d;排放壓力:103kPa(絕);排放溫度:常溫;放空天然氣組分及組成如表1所示。

由于在油氣處理工藝上必須兼顧外輸天然氣的烴水露點達到-5℃，同時要保證外運凝析油的飽和蒸汽壓滿足常壓運輸的要求，因此放空天然氣中存在大量的C3、C4甚至相當部分的C5成分，從組成上看，C3+含量達到71.04%。

放空天然氣就地用作燃料或排放至火炬，導致存在著如下問題:

(1)放空氣中C3+含量極高，火炬燃燒不充分，造成周圍環境污染及資源浪費。(2)由于處理后的尾氣中C3+含量超過70%，導致現有用氣設備如單井水套爐、燃氣發動機、導熱油爐等均無法正常使用，因此不得不把全部尾氣排放至火炬白白燒掉。

3.2 回收利用工藝方案比選分析

根據紅臺火炬放空天然氣的性質和集氣站具體情況，為了充分回收利用放空天然氣，需從放空氣中分離出C3+。為充分利用站內的2臺氨壓縮機組，擬采用低溫分離法來生產C3+混烴產品和干氣。

3.2.1 回收利用方案一

火炬放空氣進入壓縮機增壓，經氨蒸發器冷卻，進提餾塔頂部，氣液兩相在提餾塔內充分傳質，液相經過重沸器提出較輕組分后進入液化氣罐儲存，作為混烴產品裝車拉運;塔頂氣相進入就地燃氣管網。該工藝方案的特點:工藝操作復雜;天然氣能滿足燃料氣的使用要求;處理后液相經提餾塔穩定后能夠滿足存儲拉運的要求。

3.2.2 回收利用方案二

火炬氣經一級壓縮機增壓，經氨蒸發器冷卻后，進分離器進行氣液分離，氣相進入就地燃氣管網;液相進入混烴儲罐儲存，作為混烴產品裝車拉運。該工藝方案的特點:工藝操作簡單;氣相烴露點偏高，作為燃料氣使用會對設備造成不利影響;處理后液相由于沒有經過穩定，在儲存運輸中飽和蒸汽壓可能不合格，導致較多氣體發散到空中損失掉，并污染大氣。

由于方案一對火炬放空氣壓縮冷卻后進行穩定處理，所得天然氣及凝析油均能滿足產品要求，而方案二中所得天然氣的烴露點偏高，混烴的蒸汽壓可能不合格。因此，紅臺集氣站火炬放空氣回收利用方案采用方案一。

火炬總管調節閥關閉，火炬熄滅。火炬放空氣以103kPa左右的壓力進入壓縮機增壓至1.5MPa(絕)，然后經壓縮機出口冷卻器冷卻至45℃，再進氨蒸發器降溫至20℃后，進入提餾塔進行穩定處理。提餾塔塔頂操作壓力1.45MPa，塔底操作溫度64℃，塔頂氣(1.45MPa，20℃)既可調壓至0.5MPa(絕)進入已建燃氣管網，又可不經調壓直接進入已建原料氣壓縮機入口。塔底重沸器液相經混烴冷卻器冷卻至45℃后進入混烴儲罐儲存，作為混烴產品裝車拉運。在遇到事故工況時，火炬總管調節閥快速打開，火炬氣經過火炬分液罐、阻火器、火炬筒體排放到火炬頭，在自動點火裝置的控制下點燃燃燒。

4效益預測及評估

依據紅臺火炬回收方案和施工工藝，吐哈紅臺火炬回收工程項目建成并平穩運行，強化了天然氣的綜合利用，提高了能源利用效率，為我廠創建節約型企業打下堅實基礎。吐哈油田公司丘東采油廠做為油氣生產的主力單位，承擔著保證烏魯木齊用氣等相應的政治責任和社會責任。紅臺火炬回收工程的成功實施，推進了節能減排科技進步，不斷提高了資源利用效率，實現了采油廠的綜合能效的持續改進，促進了采油廠的又好又快發展。對采油廠的“節氣工程”發展具有重要的作用，為公司及采油廠創建節約型企業打下了堅實的基礎。有著巨大的社會效益和社會效應。

通過對紅臺火炬回收采用的工藝流程、主要控制點進行詳細的分析，能夠讓生產技術人員全面了解系統的性能，更好地挖掘系統的生產潛力。紅臺火炬回收工程的成功實施，減少了對周圍環境的污染，節約了資源，體現了生產與節能環保相適應，提高了天然氣處理裝置的運行效率和經濟效益及社會效益，為我廠創建節約型企業打下堅實基礎。因此紅臺火炬回收工程的實施對采油廠具有深遠的影響，有著巨大的經濟效益、社會效益和社會效應。

參考文獻

[1]諸林.天然氣加工工程[M].北京:石油工業出版社，1996.

[2]李國誠，諸林.油氣田輕烴回收技術[M].成都:四川科學技術出版社，1999.

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