低压油田气集输及轻烃回收工艺研究

油田气是与原油同时储藏在地层深处的一种能源。目前国内外大部分油田对这部分能源没有能够有效回收利用,采取直接排放、燃烧的处理方法,严重污染了环境。随着国家对能源开采、加工和运输过程中所造成环境污染的重视以及对能源浪费治理整顿力度的加大,合理回收利用该部分能源已是当务之急,也是实现能源可持续发展的一个必然趋势。因此,对油田气回收处理研究有着重大的现实意义。 本文调研和收集了大量国内外油田气的气质组分,综述了现有低压油田气集输工艺和NGL回收工艺。结合油田气压力低等特点,提出了适宜于低压气的集输工艺和低压油田气的NGL回收工艺。 根据低压气集输工艺的现状,分别研究了压缩机增压和引射器增压两种工艺,特别是对引射器在高低气同时存在以及只有低压气存在的情况中的应用做了详细的探索,通过分析发现引射器完全可以用于低压气的集输工艺中,为低压气的集输提供了一种解决办法。 在分析各种NGL回收工艺的基础上,应用国际著名化工模拟软件HYSYS软件,对典型油田气(压力低于外输压力,且小于适宜的分离压力)的NGL回收提出了三种方案,对其工艺分别进行了详细的模拟分析,研究了工艺中各参数之间的相互关系,各因素对回收率的影响以及对装置能耗的影响,提出了如何确定适宜的分离压力和温度以及确定适宜的丙烷回收率的方法。 同时,将热力学(火用)引入NGL回收装置评价中,运用灰箱模型对NGL回收系统进行了(火用)分析,找出了装置中用能最薄弱的环节。同时分别应用灰箱模型和白箱模型对NGL回收系统中最重要的制冷系统和换热系统分别进行了(火用)分析,找出了系统中各(火用)损的主要来源,并提出了相应的改进措施。 本文对低压气的集输工艺研究、对低压油田气NGL模拟分析以及(火用)计算分析得到的结论对油田气的集输处理工艺有一定的指导意义,同时(火用)概念的应用,也为天然气加工处理的其它领域的工艺装置的能耗评价提供了一种新的思路和方法。