闪蒸气不凝气技术改造及效果评价

中石油长庆油田公司第三采气厂 内蒙古 鄂尔多斯 017300

长庆油田苏里格气田属于低压凝析气田,天然气中含有少量凝析油,为了满足进入输气管道的气体烃露点要求,必须采用低温分离发将少量C5＋重烃脱除,即所谓的脱油,主要目的是控制天然气的烃露点,因而需进行凝液回收。但是凝液中含有部分C1～C4挥发性强的组分,给凝析油的运输带来安全隐患,因此对挥发性组进行分脱除,但目前由于在凝析油稳定过程中闪蒸气、不凝气的产量太大,而闪蒸气、不凝气携带一定的C5＋重烃组分,低压燃料系统不能自身消耗,故而进行放空燃烧,不仅造成了环境污染,同时也是资源的极大浪费。

1 闪蒸气、不凝气生产工艺流程

苏里格天然气处理厂由脱水脱油装置获得的凝液,经凝液换热器、闪蒸分离器、凝析油稳定撬处理,除去其中的C1～C4的轻组分,得到C5＋的稳定组分。其处理工艺为：从过滤分离器和低温分离器出来的凝液进入凝液换热器,经导热油加热至约45℃,进入闪蒸分离器进行气、水、油的三相分离,通过自动调节阀控制回路将闪蒸分离器罐顶压力控制在0.55MPa,其顶部出来的闪蒸气去燃料气系统；底部重相液流流出的含醇水通过电动截断阀控制回路进入60方污水缓冲罐；底部轻液相流出的未稳定凝析油通过电动截断阀控制回路进入凝析油缓冲罐缓冲,静置后进入凝析油稳定撬,凝析油在凝析油稳定撬体内,经约导热油加热至80℃,凝析油中的C1～C4轻组分(不凝气)、水受热后挥发,由凝析油缓冲罐罐顶分离出的少量不凝气通过压力控制阀和稳定塔顶不凝气混合后进入低压燃气分液罐,经低压燃气分液罐过滤分离,除去该气体中所携带的固体颗粒杂质和游离液体后,与闪蒸分离器排出的闪蒸气、燃料气区来的天然气混合,作为燃料气进入导热油炉,补充燃料气。凝析油中的重组分(C5～C8)塔底稳定后的凝析油经两级凝析油换热器及凝析油后冷器冷却至30℃～40℃后去稳定凝析油罐储存(见图1)。

图1 闪蒸气、不凝气生产工艺流程

2 存在问题

2.1 闪蒸气、不凝气产量大 闪蒸分离器、凝析油稳定装置在运行过程中产生大量的闪蒸气和不凝气。2017年累计产生闪蒸气、不凝气135.08万方,其中闪蒸气气量为130.92万方,不凝气产量为4.82万方,闪蒸气、不凝气的产生量较大。为了装置安全平稳运行和环保,需对低压燃料气系统或稳定撬进行放空,这必然导致能源的浪费。

2.2 凝析油缓冲撬不凝气就地放空 低压燃料系统调节压力为0.4MPa,日常低压燃料系统用气量较小,造成低压燃料气压力升高至0.38MPa,稳定撬的不凝气排出缓慢,引起稳定撬压力升高至0.38MPa,导致凝析油缓冲罐排液困难,缓冲罐液位处于高液位运行。为了凝析油稳定装置平稳运行和环保,对凝析油稳定撬进行放空,需要员工手动放空,存在很大安全隐患,同时导致能源的浪费。

2.3 导热油炉、火炬燃气管线有积液 闪蒸气、不凝气中各气态组分易被冷却,析出凝液。该凝液若与不凝气、闪蒸气以及燃料气区来冷干天然气混合燃烧,由于凝液及其他烃类组分而燃烧不充分。

通过对导热油炉燃气管线进行吹扫,吹扫出大量凝液,初步判断为燃料气带液严重,同时后期火炬出现冒黑烟的现象,通过火炬底部排液,也排出了大量的积液。

3 存在问题分析与解决措施

针对稳定装置放空及闪蒸不凝气进入燃料气,导致燃料气压力升高,从而进行放空,造成资源浪费,以及闪蒸气、不凝气携带凝液,建议将该部分闪蒸气、不凝气、凝液进行利用。为此,针对稳定装置及闪蒸气、不凝气进行轻烃回收很有必要。

充分考虑以上因素后,苏里格气田设计将闪蒸分离器的闪蒸气及凝析油稳定塔顶部的不凝气冷却降温、除去杂质后,进入燃气系统,补给燃料气,减少燃料气耗量,节约能源。

改造内容：在闪蒸分离器闪蒸气及不凝气出口管线增设两台换热器,与装置来液进行换热,而后进入新增立式分离器,对凝析出的液位进行有效的分离,分理出的气体进行燃料气系统,液相进入凝析油产品罐。

新增的立式分离器具备脱除固、液杂质的功能,具有对过滤分离器或其他组合分离器分离的效果,能够脱除5um以上的固体颗粒,除去气体中做小液体滴直径为10um,压力在0.45MPa时单台处理能力2.2×104m3/D。

套管换热器热源为凝析油稳定装置区来的闪蒸气及不凝气,气体进换热器温度为40℃,出换热温度为0～3℃；冷源为装置区来凝液、凝析油,进换热器温度为－10℃,出换热器温度为25℃。充分的利用了热能达到了节约能源的目的。

4 运行效果分析

4.1 处理前后的天然气组份分析 新增立式分离器、套管换热器投运后,进行气样全组分分析,根据全组分数据分析可得,处理后的天然气组分中C5＋比处理前减少5.7%,处理后的天然气密度也比处理前的密度降低。说明新增的立式分离器能够脱出闪蒸气、不凝气中携带的凝液,能够净化天然气。

4.2 凝析油增加量 通过对比投运前后的油气比发现,投运后的油气比比投运前油气比高1.9‰,说明新增立式分离器能够脱出凝液,增加凝析油的产量,有效的提高的设备使用效率。如按照一年处理39亿方天然气,能够增加31.2吨凝液油。

4.3 闪蒸气不凝气液化情况 投运后检查低压燃气分液罐、导热油油炉前过滤器是否存在带液情况,通过长期巡查发现低压燃气分液罐仍然存在带液情况,但是带液次数比之前下降多,能够满足现场的运行。说明新增立式分离器还不能完全脱出闪蒸气不凝气携带的凝液。

5 结论

苏里格天然气处理厂通过闪蒸气不凝气技术改造,解决了闪蒸气不凝气携带凝液、导热油炉故障停机、火炬冒黑烟等情况,保证了凝析油稳定撬的正常平稳运行,同时降低了员工的工作强度。