油田伴生氣雜質的脫除

肖雙斌 大慶油田天然氣分公司

油田伴生氣雜質的脫除

肖雙斌 大慶油田天然氣分公司

針對低壓下油田伴生氣分離雜質這一技術難題，選擇了集重力沉降、高效旋風分離和精密過濾三級一體的、適用于較高壓力下氣體除塵凈化技術，在喇壓淺冷裝置建設了一套試驗裝置，開展了低壓下油田伴生氣雜質脫除試驗。試驗結果表明，該裝置雜質脫除效果明顯；有很強的操作彈性和適應性；維護操作簡單，費用低。

低壓；伴生氣；雜質；脫除

大慶天然氣分公司有14套油田伴生氣加工處理裝置，由于近幾年伴生氣中的雜質含量增高，裝置現有的入口分離過濾設備已不能滿足工藝要求，大量微細粉塵雜質被帶入壓縮機及后續工藝單元，導致壓縮機等關鍵設備堵塞，造成裝置頻繁故障停機。針對低壓下油田伴生氣分離雜質這一技術難題，選擇了集重力沉降、高效旋風分離和精密過濾三級一體的、適用于較高壓力下的氣體除塵凈化技術，在喇壓淺冷裝置建設了一套試驗裝置，開展了低壓下油田伴生氣雜質脫除試驗。

（1）主要技術參數及指標。油田伴生氣處理規模為80×104m3/d（80%～120%），進氣壓力為0.02～0.07 MPa，運行溫度為-5～25℃，液體脫除量為1×10-4kg/m3以上，固體雜質脫除量5×104g/m3（氣）以上，裝置運行周期一年以上，壓降不高于20 kPa。

（2）凈化器過濾單元濾料的選擇。在確定了脫除油田氣中5 μm以上固體顆粒的條件下，初步選定了3種濾料，見表1。

表1 選用的中空纖維濾料技術參數

（3）凈化器的選型。在凈化器直徑為DN1.6 m，初始壓降3 kPa條件下，選用4臺凈化器HGSD/20K（d=1 600 mm×6 650 mm）并聯運行。凈化器過濾單元為上、下兩層，第一層填充1#中空纖維30片，第二層填充1#中空纖維10片、3#中空纖維9片、5#中空纖維1片。

（4）工藝流程。在原裝置除油器和壓縮機入口分離器之間增設雜質脫除裝置。除油器來氣經匯管進入4臺并聯的氣體凈化器進行氣、液、固分離。進入凈化器的濕氣，首先通過重力沉降室進行初步分離，沉降分離出的油、水等雜質通過手動閥定期排至污水收集系統；經重力沉降室預處理后的氣體，進入內置的兩個旋風分離器進行第二級分離，分離出的污水等雜質可通過旋風分離器下面兩個中間灰斗也排到喇壓的污水收集系統；氣體從旋風分離器頂部出口通過連接管從凈化器上部進入，穿過凈化器內多層結構的中空纖維精密過濾器進行第三級凈化處理后，通過裝置出口匯管去原系統的壓縮機入口分離器及后續增壓單元。

（5）試驗及其結果。試驗期間對雜質脫除裝置的液體進行集中收集：1～4月份雜質脫除裝置每天分離出液體100～120kg，平均脫除液體1.2×10-4kg/m3（氣）。5月份，濕氣含水量增高，5月18日裝置運行20 h排出液體244 kg。固體雜質脫除情況如下：①在凈化器底部排污口取重力沉降和旋風分離器分離出的液體樣品1 000 g，在300℃下進行常壓蒸餾，2次分析測得不揮發的黏稠膠狀物質分別為223 g和172 g，折合每萬立方米濕氣捕集不揮發物質為370～580 g；②對6月5日4#凈化器內更換下來的中空纖維取樣分析，測得中空纖維中吸附雜質量為18090g，其中水6.4g、油7734g、固體雜質10350 g。

試驗結果表明：喇壓油田伴生氣雜質脫除裝置的液體脫除量比原裝置高出0.34×10-4kg/m3（氣）。固體雜質捕集量比原裝置高出7.6×10-4g/m3（氣）。其中凈化器的重力沉降和旋風分離單元分離出的固體雜質為4.1×10-4g/m3（氣），精密過濾單元脫除的固體雜質為3.54×10-4g/m3（氣）；滿足淺冷裝置下游壓縮機運行工況，壓縮機運行周期超過預期效果；有很強的操作彈性和適應性；維護操作簡單，費用低。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.030