实习用-天然气概述

天然气油气处理与加工设备概况天然气油气加工与处理设备概况

三十多年的发展建设，天然气分公司形成了集油田伴生气加工，天然气净化，原油稳定，天然气、轻烃输送管理于一体的综合性油气处理公司。现有油气加工装置24套，其中气处理装置14套、原油稳定装置10套，设备主要类别：

1、天然气压缩机、制冷压缩机、膨胀机；

2、原油泵、轻烃泵、污油水泵；

3、锅炉、加热炉、导热油炉；

4、车辆、工程机械；

5、起重机；

6、冷换设备、塔、容器（静设备）天然气作为甲醇化肥发电的原料、燃料和城市燃气伴生气轻烃作为合成乙烯，生产溶剂油、液化气等产品的化工原料

分公司主营业务——原油稳定、油田伴生气初加工、天然气和轻烃输送及销售。井场深冷、浅冷气加工装置原稳装置油田生产气井注气回收乙烷以上重组分储油库商品原油外输联合站化工用户回收C1～C5轻组分，减少原油输送过程中的损耗庆深气田天然气生产简要流程天然气的组成

天然气是以低分子饱和烃为主的烃类气体与少量的非烃类气体组成的混合气体。在大庆油田伴生气中，甲烷含量一般占75%~87%左右，乙烷及比乙烷更重的烃类含量占7%~15%左右，其余为二氧化碳、氮气、氧气、硫化氢气体等；需要特别提出的是，由于油田伴生气是在联合站中与含水原油平稳分离出来的气体，气体中的含水也是饱和的。另外，伴生气在管道流动过程中，还会携带少量的管道腐蚀产生的铁屑、管道内壁脱落的防腐层等机械杂质。天然气净化技术石油工业范围，天然气通常指气田采出的天然气及油田采油过程同时采出的伴生气。天然气分公司生产过程中所涉及的主要是后者，通常称为“油田伴生气”或“伴生气”。深冷装置4套主要回收C2＋组分制冷方式：双级膨胀、单级＋辅助冷剂操作压力4.0~5.1MPa制冷温度-80~-100℃乙烷收率29%轻烃收率2.43t/104m3处理能力280×104m3/d浅冷装置10套主要回收C3＋组分制冷方式：氨压缩、丙烷压缩操作压力1.2~1.8MPa制冷温度-25~-35℃丙烷收率26%轻烃收率1.85t/104m3处理能力410×104m3/d天然气处理装置萨南深冷装置杏VI浅冷装置浅冷装置天然气分公司现有气处理装置14套，其中10套浅冷装置中有6套采用氨压缩制冷。氨压缩制冷：氨蒸发器出来的氨气，进入上部分离缓冲罐分离后，在0.12MPa、-31℃条件下进入C-502压缩机，被压缩成1.72MPa、90℃的氨油混合气体，氨油混合进入油气分离器进行加热分离。油气分离器下部的油被润滑油泵抽出，进入油冷却器进行冷却后循环使用。油气分离器顶部排出的氨气进入氨冷却器冷却变为液氨进入氨储罐。氨储罐出来的液氨，一路去油冷器做冷源，产生的氨气回到氨冷却器入口；另一路再分成两路去节能器，一路走节能器的管程，一路走节能器的壳层，走壳层的一路经节流减压至0.2MPa，进入节能器的壳层，在-19℃下蒸发，另一路走管程被冷却到-13℃后，经减压后进入蒸发器在0.12MPa、-31℃条件下蒸发，与天然气换热，吸收天然气中的热量，使天然气降温。

氨压缩制冷工艺流程丙烷压缩制冷：蒸发器中的气态丙烷由丙烷压缩机压缩至1.44MPa(绝压，下同)，在压缩机出口油分离器中分离出机油后，丙烷气体去水冷凝器冷却，在41℃、1.43MPa的条件下冷凝成液态丙烷，冷凝后高压液态丙烷经节流膨胀后进入经济器，经济器压力保持在315KPa。经济器中的气态丙烷返回压缩机中段进一步进行压缩；液态丙烷经过控制蒸发器液位的调节阀进入蒸发器，在-39℃、115KPa的条件下气化变成气态丙烷，同时吸收天然气的热量，使天然气冷却。丙烷在制冷系统内部如此反复循环，不断吸收天然气的热量，从而达到制冷的目的。丙烷压缩制冷工艺流程膨胀制冷膨胀制冷不另外设置独立的制冷系统，原料气降温所需的冷量由气体直接经过串接在该系统中的各类型膨胀制冷设备来提供。常用的膨胀制冷设备有节流阀（也称焦耳-汤姆逊阀）、透平膨胀机及热分离机等。其中透平膨胀式是将高压气体经膨胀机膨胀，有外功输出，因而气体的温降大，但膨胀机结构比较复杂；节流阀膨胀是令气体经节流阀膨胀，无外功输出，气体的温降小，制冷量也小，但节流阀的结构比较简单，便于进行气体流量的调节。膨胀制冷流程T=10℃P=0.03MPa

油田伴生气以0.03～0.05MPa的压力进入天然气处理装置，经初步分离、增压、冷冻和再分离，产出的干气以1.0MPa的压力进入干线管网，产出的轻烃进入轻烃管网。水乙二醇天然气轻烃天然气T=10℃P=1.0MPaT=125℃P=1.5MPaT=16℃加注乙二醇T=-20～-35℃制冷单元T=1℃天然气浅冷工艺示意图D0105D0101D0102D0103D0104C0101X0101C0102/X0102A0201A/BD0301D0302D0204D0201C0501A/BE0101E0102E0103E0104E0301E0302E0201E0202P101A/BA0202A/BC0103/X0302T0301P301A/BP201A/B烃气水天然气深冷工艺流程示意图(深冷-双级膨胀）正压原油稳定装置6套采用微正压蒸馏工艺操作压力0.15MPa加热温度120℃轻烃收率220t/104t处理能力1760×104t/a负压原油稳定装置4套采用负压闪蒸工艺操作压力-0.05MPa加热温度65~70℃轻烃收率46t/104t处理能力1750×104t/a原油稳定装置北I-1正压原稳装置.萨南负压原油稳定装置原油稳定的概念原油自地下采出以后，大量的伴生气从原油中分离出来，这个过程是正压条件下的分离，油温又不高，由于气液相间平衡关系，仍然有轻烃组分（C1~C5的组分）留在原油中，使原油的蒸汽压升高，这部分轻烃轻组分在原油储存和输送的过程中，极易从原油中挥发出来，而且挥发时还会带走大量的戊烷、己烷等组分，造成原油大量损失。所谓原油稳定就是采用一定的工艺方法把轻组分（主要是C1~C5轻烃）从原油中脱除的过程，实质也是降低原油饱和蒸气压的过程。通过原油稳定，可以：降低蒸发损耗，减少输送与储存时的损失；回收轻烃，为石油化工提供优质原料；降低输送过程中由轻组份气化造成的气阻，降低管线流动阻力；减少环境污染，保证原油安全储运。原油稳定的深度是指从未稳定原油中拔出多少挥发性最强的轻烃组分（C1~C5），拔出的越多原油稳定深度越高，通常用最高贮存温度下的原油的蒸汽压来衡量。原油稳定不能片面追求过低的饱和蒸气压，这样不仅装置变得庞大，消耗大量能量；还会使原油中的汽油馏分的潜含量减少，原油品质下降。我国一般规定稳定后的原油在最高存贮温度下的蒸汽压不超过当地大气压的0.7倍；原油稳定过程中C6组分的脱出量不超过未稳定原油中C6总含量的5%（质量）。目前世界各国普遍采用的原油稳定方法——蒸馏。蒸馏有三种类型：即闪蒸、简单蒸馏和分馏（或称精馏）。这三种方式都能从原油内分出溶解的轻组分，使原油稳定，但简单蒸馏不能连续工作，因而油田常采用闪蒸或分馏。原油闪蒸技术

闪蒸稳定法是通过对原油加热来减压使原油部分汽化，然后在一个压力和温度不变的容器内，把气液两相分开并分别引出容器。由于轻组分浓集于气相，重组分浓集于液相，使上述处理后的原油中轻组分含量减少，蒸气压降低，原油得到一定程度上的稳定。闪蒸属单级平衡分离过程，故只能使轻重组分达到较低程度的分离。按闪蒸容器的压力，可将闪蒸分为负压闪蒸和正压闪蒸两类。（1）原油负压闪蒸原油稳定的闪蒸压力（绝对压力）比当地大气压低，即在负压条件下闪蒸，以脱除原油中易挥发的轻组分，这种方法称为原油负压稳定法，又称为负压闪蒸法。负压闪蒸的压力一般比大气压低0.03~0.05MPa，操作温度一般为50~80℃。

该法适用于含轻烃较少的原油，当每吨原油的预测脱气量在5m3左右时，适合采用此法。

天然气分公司共有10套原油稳定装置，其中有4套采用负压闪蒸工艺。负压原油稳定装置工艺流程示意图水T=45℃P=0.05MPa原油P=0.4MPaT=72℃

稳定原油T=45~60℃P=0.3MPaT=68℃P=-0.05MPa轻烃T=30℃P=0.2MPa不凝气负压原油稳定装置工艺流程示意图（2）原油正压闪蒸

正压闪蒸稳定法，又称微正压闪蒸稳定法或加热闪蒸稳定法，其是首先将未稳定原油加热，然后在微正压下闪蒸分离，从而使原油达到稳定的方法。这种方法的闪蒸温度要比负压闪蒸法高，需要对来油进行加热升温才能满足闪蒸温度的要求，由于稳定后原油温度较高，应考虑与稳定后换热以回收一部分热量。采油厂联合站分离出的原油经增压、与稳定后原油换热、在加热炉加热升温后，进入分馏塔。分馏塔底部的稳定原油经换热后外输采油厂；塔顶气经冷却进入三相分离器回收轻烃。水轻烃T=117℃P=0.15MPaT=30℃P=0.2MPa不凝气稳定原油T=65℃；P=0.5MPa原油T=45℃P=0.05MPaP=2.5MPa正压原油稳定装置工艺流程示意图微正压闪蒸工艺流程示意图原