油气集输概论天然气处理与轻烃回收PPT课件.ppt

油气集输概论天然油气集输概论天然气处理与轻烃回收气处理与轻烃回收第一节第一节 天然气处理天然气处理1 1、天然气来源与分类、天然气来源与分类 按按矿矿藏藏特特点点的的不不同同可可将将天天然然气气分分为为气气井井气气（gas gas well well gasgas）、凝凝析析井井气气（condensate condensate gasgas）和和油油田田气气（oil oil field field gasgas）。前前两两者者合合称称非非伴伴生生气气（unassociated unassociated gasgas），后后者者也也称称为油田伴生气（为油田伴生气（associated gasassociated gas）。）。天然气来源与分类天然气来源与分类 气井气：即纯气田天然气，气藏中的天然气以气相存在，通过气井开采出来，其中甲烷含量高。凝析井气：即凝析气田天然气，气藏中天然气以气体状态存在，是具有高含量可回收烃液的气田气，其凝析液主要为凝析油，其次可能还有部分被凝析的水，这类气田的井口流出物除含有甲烷、乙烷外，还含有一定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。天然气来源与分类天然气来源与分类 油田气：即油田伴生气，它是伴随原油共生，是在油藏中与原油呈相平衡接触的气体，包括游离气（气层气）和溶解在原油中的溶解气，从组成上亦认为属于湿气。在油井开采情况中，借助气层气来保持井压，而溶解气则伴随原油采出。油田气采出的特点是：组成和气油比（gas-oil ratio，GOR，一般为20500m3气/t原油）因产层和开采条件不同而异，不能人为地控制，一般富含丁烷以上组分。天然气来源与分类天然气来源与分类 为了降低原油的饱和蒸气压，防止原油在储运过程中的挥发耗损，油田上往往采用各种原油稳定工艺回收原油中C1C5组分，回收回来的气体，称为原油稳定气，简称原稳气。2、天然气处理与加工的范畴 天然气是在岩石圈中生成的，必须通过油气井开采出来。所谓天然气处理与加工就是指从井口到输气管网的全部过程。一般经过采气管线、井场分离、集气管线、净化处理、轻烃回收、输气管网等过程。处理水饱和的、未加工的、酸性的富气的天然气步骤可以用下图大概表示出来。天然气处理框图天然气处理框图3、商品天然气技术指标 热值（heat value）单位体积或质量天然气的高发热量或低发热量。为使天然气用户能恰当地确定其加热设备，确定热值是必要的。天然气质量的一个重要指标就是沃泊数（Wobbe number），它是天然气最高热值与相对密度的平方根的比值。商品天然气技术指标商品天然气技术指标含硫量（sulfur content）常以H2S含量或总硫（H2S及其它形态的硫）含量来表示。为了控制天然的腐蚀性和出于对人类自身健康和安全的考虑，一 般 而 言，H2S含 量 不 高 于 624mg/m3。油田气由于往往不含硫，故一般不进行脱硫处理。商品天然气技术指标商品天然气技术指标 烃露点（hydrocarbon point）在一定压力下从天然气中开始凝结出第一滴液烃时的温度，它与天然气的压力和组成有关。为防止天然气在输配管线中有液烃凝结并在管道低洼处积液，影响正常输气甚至堵塞管线，目前许多国家都对商品天然气规定了脱油除尘的要求，规定了一定压力条件下天然气的最高允许烃露点。商品天然气技术指标商品天然气技术指标 水露点（water dew point）与水蒸气含量 在地层温度和压力条件下，水在天然气中通常以饱和水蒸气的形式存在，水蒸气的存在往往给天然气的集输和加工带来一系列的危害，因此，规定天然气的水蒸气含量是十分重要的。天然气的含水量以单位体积天然气中所含水蒸气量的多少来表示，有时也用天然气的水露点来表示。商品天然气技术指标商品天然气技术指标 水露点指在一定压力条件下，天然气与液态水平衡时（此时，天然气的含水量为最大含水量，即饱和含水量）所对应的温度。一般要求天然气水露点比输气管线可能达到的最低温度低56。天然气气质标准天然气气质标准4 4、天然气净化内容、天然气净化内容n n 伴伴生生气气内内除除烃烃类类外外，一一般般还还含含有有水水蒸蒸气气及及相相当数量的当数量的H2 S、CO2等酸性气体。等酸性气体。n n所所谓谓天天然然气气净净化化就就是是脱脱出出水水蒸蒸气气、硫硫化化氢氢和和二氧化碳二氧化碳等有害气体。等有害气体。5、天然气脱水方法n n冷冻法n n固体吸收法n n液体吸收法（1）冷冻法n n将含水天然气降温使气中所含水分凝析出来排出。常用的降温手段为：n n（1）氨制冷：液氨气化时要吸收大量的热量，利用氨气化吸取天然气热量，使其温度下降到-5到-10C。n n（2）节流膨胀：天然气经节流阀节流降压后，管内天然气在近似绝热条件下膨胀，致使天然气自身温度降低。n n（3）加压后冷却：天然气在温度不变的条件下，含水量随压力的增高而减少，因而可以先对天然气加压然后冷却除去水分。（2）液体吸收法n n采用吸湿性较强的液体与天然气接触，气 中含水被吸收，吸收了水分的液体经处理再生后重复使用。n n吸湿液主要是甘醇（三甘醇、二甘醇），使用较多的为三甘醇。n n三甘醇优点：再生效果好；分解温度高，蒸发损耗小；再生设备简单；操作费用和投资低于二甘醇。（3）固体吸收法n n采用内部孔隙很多、内部比面积很大的固体物质与含水天然气接触气中的水被吸附于固体物质的空隙中。被水饱和了的固体物质经加热再生后重复使用。n n 常用固体吸附物有：硅胶、分子筛、活性铁矾土、活性氧化铝等。6、天然气脱水工艺（1）甘醇脱水（2）硅胶脱水7、天然气脱硫n n目的：脱除天然气中硫化氢、二氧化碳和有机硫化物。n n常用方法：应用醇氨溶液的化学吸收法和环丁砜脱硫法。（1）化学吸收法n n 化学吸收法是以可逆反应为基础，采用循环使用的吸收剂吸收硫化氢。而当压力、温度和吸收剂的浓度变化时，硫化氢又可从吸收剂中分出，即常讲的吸收和解吸过程。n n化学吸收常用乙醇胺法、苏打法及碳酸钾法等。目前广泛采用乙醇胺法。乙醇胺法优点n n适用范围广；n n溶液吸收能力强、脱硫程度高n n溶液反应性强，酸性负荷最大易于再生；n n溶解稳定性强不易变质。n n易于实现自动化控制。降低工人劳动强度。乙醇胺法缺点n n溶液易起泡，影响正常操作；n n单位体积吸收过多酸气后易于腐蚀设备；n n不能脱除有机硫，当天然气中含羟基硫时将增大乙醇胺消耗量；n n水、电、汽耗量大，硫磺回收需另增设一套装置。化学反应式n n25-40C自左向右反应-气体脱硫过程n n大于105 C自右向左反应-溶液再生过程工艺流程工艺流程（2）环丁砜脱硫法n n 环丁砜脱硫法是60年代发展起来的新方法。它适用于含有机硫和凝析油较多的高含硫天然气的净化其工艺流程与设备与乙醇胺法相间。环丁砜脱硫法优点n n在高硫化氢分压下，溶液允许负荷较胺液高一倍。n n水、电、蒸汽耗量少1/2左右；n n能脱除有机硫，而溶液不会变质；n n不易起泡，对设备腐蚀小；n n环丁砜蒸气压低，故损耗少，冬天不易冻结；缺点：环丁砜价格较贵，来源困难。第第二二节节轻轻烃烃回回收收一、原理 n n轻烃回收工艺主要有三类：油吸收法；吸附法；冷凝分离法。当前，普遍采用冷凝分离法实现轻烃回收。n n利用原料气中各组分沸点不同，冷凝温度不同的特点，在逐步降温过程中，将沸点较高的烃类冷凝分离出来。该法的特点是需要提供足够的冷量使气体降温。冷量有用冷剂制冷的，有用气体膨胀制冷的，或者联合应用两种制冷工艺的。n n根据所提供冷量的级位可将其分为浅冷和深冷。二、冷源 n n冷量可有两种冷源产生，即外加冷源，膨胀机自身制冷。n n外加冷源：一般采用氨制冷循环，丙烷制冷循环或氟里昂制冷循环，若单独采用外冷源时一般为浅冷工艺。n n 膨胀机制冷：采用膨胀机制冷的装置，靠膨胀机出口低温气体作为主要冷源，一般用于深冷工艺。n n膨胀机制冷与外加冷源相结合：补充膨胀机冷量供给不足，降低高压气体的冷凝温度。三、工艺流程的七个环节n n原料气预处理-除油、游离水和泥砂；n n原料气增压n n净化n n冷凝分离n n制冷n n凝液的稳定与切割n n产品储罐1、浅冷轻油回收工艺n n目的：降低气体露点2、膨胀机制冷深冷轻油回收3、外冷源-膨胀机制冷深冷轻油回收工艺四、轻烃回收产品 可提供更多的化工原料和工业原料。n n天然气n n液化气n n轻油 乙烯是有机合成产品的基础原料，可生产数百种合成材料。从天然气中回收的凝析液是裂解生产乙烯的优质原料。轻烃的经济价值十分显著。第八章 油田采出水处理油田采出水处理 油田采出水的处理方法污水处理设施一、污水来源油田综合含水率达90%，陆上油田3.96亿吨/年。含油污水或原水：油水分离后污水。洗井水：注水井反冲洗产生的污水。二、净化采出水的回注与排放（一）净化采出水回注目的是保持油藏压力。注水开采的优点：含有表面活性剂，具有洗油功能；注入的含盐净化采出水与油层的泥土 接触，不降低油层渗透性。提高井底压力；较高温度的净化采出水具有洗油功能；防止地表污染。（二）净化采出水的要求化学组分稳定，不形成悬浮物；严格控制机械杂质和含油；有高洗油能力；腐蚀性小；尽量减少采出水处理费用。（三）净化采出水的水质（三）净化采出水的水质三、采出水治理方法（一）采出水污染物悬浮固体和胶体：泥砂、各种菌、胶质沥青质等。油：分散油、乳化油和浮油。溶解物质；钙镁离子等（二）采出水治理方法物理治理方法 过滤、浮选、重力分离、离心分离、蒸发和活性炭吸附等；化学治理方法 去除污水中胶体和溶解性物质，包括；混凝沉淀、化学氧化和还原、离子交换等；（二）采出水治理方法续物理化学治理法 加混凝剂的浮选法、离子交换法、反 渗透法和电渗析法；生物治理法 利用微生物的生物化学作用；好氧治理法和厌氧治理法。四、采出水治理设施（一一）立立式式除除油油罐罐（二二）过过滤滤罐罐DFX双流双滤料过滤SFX 多滤料过滤反冲洗操作过程Nutshell胡桃壳过滤器（三）油水旋流分离器（三）油水旋流分离器五、采出水的防垢、缓蚀、杀菌和密闭（一）（一）防垢：用防垢剂 无机磷酸盐、有机磷酸、聚丙烯酸聚合物；（二）缓蚀：降低水的腐蚀性，常用缓蚀剂 铬酸盐、锌盐、聚磷酸物、硅酸钠、有机磷酸盐和有机胺类。（三）杀菌：杀菌剂，无机和有机两类（四）密闭：降低溶解氧浓度 氧是污水处理系统重要腐蚀因素。六、采出水处理站流程举例混凝沉降重力处理流程混凝沉降重力处理流程