油田伴生气脱水工艺的优化

油田伴生气脱水工艺的优化

李冰洋

大庆油田采油九厂

循环换热工艺是充分利用现有干燥设备，增加一套换热器，可将冷源或热源产生的温差进一步扩大，将四合一设备分离出来的高温天然气有效降温，从而提高天然气的干燥效果，消除了因使用四合一设备带来的不利影响。通过工艺计算分析认为，循环换热工艺可有效地解决伴生气进入加热炉前析出液问题，因此该工艺应用在伴生气处理上是可行的。

伴生气；循环换热；脱水；干燥

天然气干燥的方式较多，当同时要去除气体中的水份和轻烃的时候，低温法无疑是最直接、最有效的一种方法，因此从降低处理温度入手，探讨改善油田伴生气脱水效果构想。

1 四合一串联技术

将并联运行的四合一设备改串联运行。根据分离出的油和水温度要求不同，采取不同的运行方式，降低伴生气温度，从而提高伴生气干燥效果。四合一串联技术可有效地降低产出气体温度，从采油九厂实际情况来看，大部分转油站运行负荷率低，运行一台四合一就可满足生产运行需要，但依然无法完全解决伴生气进入加热炉前的析出液问题。

2 循环换热工艺

循环换热工艺是充分利用现有干燥设备，增加一套换热器，利用除油器和干燥气的自然散热产生的温差（ΔT1=t2-t3），循环产生换热器前后的较大温差（ΔT2=t1-t3），从而实现降温处理和升温外输。其过程是让处理前后的伴生气进行换热，从而降低处理前伴生气温度t2，而来气温度t2的降低必然导致处理后气体温度t3的进一步降低，处理后气体温度t3的降低又导致来气温度t2的又一次降低，直到各处温度达到平衡。假设整个过程绝热，ΔT1=t2-t3固定不变，换热器效率为100%，那么换热后待处理气体温度可以无限降低，而实际上由于t2的降低，处理设备与周围环境的温差变小，交换的热量也相应减小，也就是ΔT1=t2-t3在不断减小，换热器也不可能实现完全换热。这样必然会出现一个平衡点，使各点温度趋于平衡，在平衡状态下的待处理气体温度t2决定了本构想的处理效果。结合生产实际情况，可进行模拟计算，从而预测本构想的可行性。

由于凝液量相对于湿气质量来说量很小，对温度的影响相对较低，为了便于计算，凝液带走的热量不进入计算范畴。处理设备的散热看成是一个与周围空气形成的一个换热器B进行计算，已知t1= 70℃，T0=30℃，换热器效率为80%，在未加装换热器之前，t2=t1=70℃，t3=t4=50℃。通过平均温差计算公式和传热量计算公式计算可知，循环换热工艺可将四合一设备分离出来的70℃天然气降至35℃进行干燥处理，可提高天然气的干燥效果，处理后天然气经热交换后温度升至61℃，可有效地解决伴生气进入加热炉前析出液问题，因此该工艺应用在伴生气处理上是可行的。

3 结论

通过计算验证，采用循环换热工艺可达到以下效果：①循环换热工艺可将冷源或热源产生的温差进一步扩大，而不增加能源消耗，该工艺在伴生气处理上是可行的；②可将四合一设备分离出来的高温天然气有效降温，从而提高天然气的干燥效果，消除了因使用合一设备带来的不利影响；③在环境温度降低的情况下，除油器和干燥气的自然散热产生的温差加大，从而使换热后的温度更低，更有助于提高天然气的干燥效果；④处理后天然气经复热后外输，在输送至加热设备前，即使温度再一次降低，只要温度不低于处理温度，管线中不会再有液体析出，有效地解决了伴生气进入加热炉前析出液问题，防止管线冻堵；⑤在有冷源或热源的情况下，就可采用循环换热工艺来进一步扩大温差，该工艺在天然气深度处理、原油加热改质等方面也可予以应用。

（栏目主持 张秀丽）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.032