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巴基斯坦凝析气田轻烃回收投标项目工艺技术

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    • 1、 作者简介: 郭春生, 1968 年生, 高级工程师; 1990 年毕业于浙江大学能源工程系低温专业; 曾参与上海平湖天然气处理厂、牙哈凝析气田地面建设工程、 雅克拉凝析气田地面建设工程和吉拉克凝析气田地面建设工程等项目。地址: (124010) 辽宁省盘锦市中油辽河工程有限公司油气加工所。电话: ( 0427)7820477, 13008253345。E -mail: guochunshneg2003 163. com巴基斯坦凝析气田轻烃回收投标项目工艺技术郭春生 孙景威 赵福俊( 中油辽河工程有限公司)郭春生等. 巴基斯坦凝析气田轻烃回收投标项目工艺技术. 天然气工业, 2008, 28(6): 127 -129.摘 要 中油辽河工程有限公司和中国石油建设集团合作, 投标巴基斯坦 TAY 和 SIN 两个凝析气田地面工程总承包项目, 以前者为主要编写单位的技术标获得第一名。对两个凝析气田处理工艺及替代方案进行了介绍, 希望提高国内的凝析气处理水平。针对巴基斯坦两个气田的具体组分, 通过对凝析气田地面建设工程中应用不同轻烃回收方法进行比较, 得出如下结论: 采用直接换热工艺回收天然气

      2、中的轻烃同样能达到冷油吸收工艺所能达到的高丙烷收率; 直接换热工艺的工艺流程较为简单, 装置总能耗较冷油吸收工艺法减少 22% 以上, 装置总投资减少 30%以上。因此, 针对具体的凝析气组分, 回收轻烃方案应进行多方案比较, 回收液化气时应采用直接换热吸收法。主题词 凝析油气田 脱二氧化碳 轻烃回收 巴基斯坦 技术中油辽河工程有限公司( LPE) 和中国石油建设集团( CPECC) 合作, 投标巴基斯坦 T AY 和 SIN 两个工程总承包项目( EPC) , 以 LPE 公司为主要编写单位的技术标获得第一名。一、 工程概述TAY 和 SIN 凝析气田位于巴基斯坦信得( Sindh)省境内。两个气田的处理量分别为 32 MM SCFD ( 92 104m3/ d) 和 44 MM SCFD( 126. 5 104m3/d) 。两者的凝析气组分( 见表 1) 相似, 凝析气集输、处理、 储运工艺也相似。工程包括单井集气计量、 汇 管输送、 站内凝析气处理、 产品储运、 天然气外输及配套的给排水、 消防、 自动控制、 电气、 通信、 总图、 热工、 暖通、 土建、 防腐等工程。笔者着重介

      3、绍凝析气气田地面工程中轻烃回收工艺技术, 对不同的回收 工艺技术进行比较, 推荐理想的工艺处理技术方案,追求工程实际操作中节能效果, 实现工程投资造价最低, 现场操作简单易行, 实现最佳经济效益。表 1 巴基斯坦 TAY 和 SIN 气田凝析气组分表摩尔分数组分H2ON2CO2C1C2C3含量0. 000 00. 104 60. 064 00. 645 30.074 60. 032 9组分iC4nC4iC5nC5nC6nC7+含量0. 006 40. 011 70. 004 70. 004 80.006 00. 045 1二、 地面工艺技术特点1. 凝析气集输根据标书中的要求, 集气管线采用常温输送, 冬 季注甲醇保证输送过程中不形成水合物。其集输流程如图 1。图 1 凝析气集输流程图2. 凝析气处理工艺根据标书中的要求, 中央处理厂( CPF) 凝析气的处理方案 1 -2如图 2。图 2 凝析气处理工艺方案图3. 轻烃回收工艺根据标书中的要求, 轻烃回收工艺方案采用冷油吸收工艺 3 -4技术, 具体方案如下:经过 MDEA 法脱二氧化碳和 TEG 法脱水的天#127#第 28 卷第

      4、6期 天 然 气 工 业 加工利用与安全环保然气( 二氧化碳含量由 6. 2% 降到 1. 5%, 水含量降到 1. 104 kg/ 104m3) 进入冷箱预冷, 温度降到- 19e ; 再经丙烷辅助制冷, 温度降到- 26 e , 压力由5. 5 MPa节流到 4. 12 MPa, 温度再降到- 34 e 进入分离器。液相进入冷箱回收冷量后与吸收塔底来的液体混合后进入脱乙烷塔, 气相则进入吸收塔底部。采用丙烷辅助制冷为脱乙烷塔顶部提供冷量,脱乙烷塔顶部气体在2. 34 MPa、 - 31 e 时进入冷箱回收冷量再增压外输。脱乙烷塔底液相进入液化气塔精馏, 塔顶生产的液化气冷却到 40 e 进储罐储存并外运。塔底生产轻油, 经冷却后一部分进入储罐储存并外运, 另一部分经泵增压、 冷却后与吸收塔顶气体混合后再经丙烷辅助制冷冷却到- 34. 4 e 进入分离器。轻油回流比为 6。分离器分出的气相经冷箱回收冷量后增压外输, 分离器的液相部分组分大都为轻油, 经泵增压后进入吸收塔顶部。在吸收塔内, 顶部的液相和底部的气相进行充分的质量和能量交换, 将气相中的液化气吸收到液相中, 达到回收液化气

      5、的目的( 这种工艺即为冷油吸收法) 。丙烷的收率可超过93%。工艺过程的制冷温度达到- 35 e 即可。该方法的优点是制冷温度较高, 工艺设备、 管线、 阀门造价较低。缺点是有 3 个工作点需要丙烷辅助制冷, 丙烷机组制冷负荷较大, 能耗较高, 同时燃气驱动的丙烷机组设备投资较高。具体的轻烃回收工艺原理流程如图 3 所示。图 3 冷油吸收工艺轻烃回收工艺原理流程图针对冷油吸收法能耗高、 投资高的缺点, 笔者提出了替代性轻烃回收方案。该方案可以保证丙烷的收率达到 93%, 将耗能高的丙烷辅助制冷+ 节流阀制冷系统和 TEG 脱水系统, 用节能的透平膨胀制冷系统和分子筛脱水系统代替, 即用直接换热吸收法 3代替冷油吸收法, 使工艺流程简化、 装置能耗降低、 投资减少。替代方案的具体内容如下:经过 MDEA 法脱二氧化碳的天然气( 二氧化碳含量由 6. 2% 降到 1. 5% ) 进入分子筛脱水系统, 水露点达到- 80 e 以上, 再进入冷箱预冷, 温度降到- 17 e , 进入分离器, 气相压力经膨胀由 5. 7 MPa降到 1. 62 MPa, 温度降到- 64 e 进入吸收塔底部,液

      6、相进入冷箱回收冷量后进入脱乙烷塔中部, 来自吸收塔底部的液相经增压后进入脱乙烷塔顶部。脱乙烷塔底液相进入液化气塔精馏, 塔顶生产的液化气冷却到 40 e 进储罐储存并外运。塔底生产轻油。脱乙烷塔顶气相进入吸收塔塔顶换热器与吸收塔顶气相换热, 经冷却后进入吸收塔顶部。在吸收塔内, 顶部的液相和底部的气相进行充分的质量和能量交换, 将气相中的液化气吸收到液相之中, 达到回收液化气的目的。这种工艺叫做直接换热吸收法。丙烷的收率同样可超过 93% 。其轻烃回收工艺流程见图 4。该方法的优点在于取消丙烷辅助制冷机组,增加节能设备膨胀机, 同时部分增加外输压缩机功率, 使处理装置总体能耗降低,总体工艺设备投资也相应降低。缺点是制冷温度相对较低, 工艺设备、 管线、 阀门造价较高。#128#加工利用与安全环保 天 然 气 工 业 2008 年 6 月图 4 直接换热吸收工艺轻烃回收工艺流程图两种处理方法的综合技术经济比较( 以 SIN 气 田为例) 见表 2。表 2 两种处理方法的综合技术经济比较表参 数冷油吸收法直接换热吸收法丙烷回收率93%93%制冷温度较高( - 35 e )较低( - 64

      7、e )装置工艺复杂程度较高较低装置总能耗较高( 7 276 kW)较低( 5 655 kW)核心装置投资较高( 4 800 104美元) 较低(3 600 104美元)针对巴基斯坦两个气田的具体组分, 可得出以下结果:( 1) 直接换热吸收法回收天然气中丙烷同样能达到冷油吸收法所能达到的高收率;( 2) 直接换热吸收法工艺流程较为简单;( 3) 直接换热吸收法装置总能耗较低, 总能耗减少 22% 以上, 节能效果明显;( 4) 直接换热吸收法装置总投资较低, 较冷油吸收法减少 30%以上。所以推荐采用直接换热吸收法。三、 结 论( 1) 针对具体的凝析气组分, 回收液化气方案应经多方案比较确定。( 2) 根据具体的组分, 回收液化气时采用直接换 热吸收法比冷油吸收法有明显的优点: 工艺流程简单、 装置总能耗较低、 装置总投资较低。( 3) 直接换热吸收法是一种较为先进的液化气 回收方法, 对特定的天然气组分, 可借鉴推广。参 考 文 献 1 郭春生. 吉拉克凝析气田地面建设工程技术 J . 天然气工业, 2005, 25(10): 127 -129. 2 赵守义. 牙哈凝析气田地面建设

      8、工程技术 J . 天然气工业, 2004, 24(6) : 111 -114. 3 胜利油田胜利工程设计咨询有限公司. SY/T0077- 2003天然气凝液回收设计规范 S . 北京: 石油工业出版社,2003. 4 蒋洪, 刘晓强, 朱聪. 冷剂制冷) 油吸收复合凝液回收工艺的应用 J . 石油与天然气化工, 2007, 36(2): 97 -100.(修改回稿日期 2008 -05 -06 编辑 赵 勤)#129#第 28 卷第 6期 天 然 气 工 业 加工利用与安全环保ABSTRACT: T he issue of rather great loss on glycol exists at the Central Natural Gas Processing Plant of the Kela -2 gas field.By use of the basic principle and the correlated parameters on the technology of preventing gas hydrate from generating by gly -co

      9、l, this study investigated into deep analysis on the whole flowchart including natural gas processing and glycol recycled to findout the main reason on the great loss of glycol in the process. Many measures were suggested to reduce the loss of glycol in theprocess as follows: cutting down the quantity of feeding glycol, lowering the temperature at the bottom of the actifier column,adding the height of weir baffle of three -phase separator, and increasing the volume of reflux tank, etc. Field experiencesproved that the innovated technology was cost -effective and practical in actual uses under the condition of reliable operation ofthe glycol system.SUBJECT HEADINGS: glycol, technological parameter, loss, reduction, measuresLIANG Ping ( associate professor) , born in 1972, is studying for a Ph. D degree at PLA Logistics Engineering Institute. She isnow engaged in res

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