克拉2气田中央处理厂油醇分离工艺优化

克拉2气田中央处理厂的天然气脱水工艺中,低温分离器脱水后液相的醇烃液进入三相分离器,从混合腔中分离出乙二醇富液,进入再生单元经贫液冷却器换热至40度后进另一级三相分离器。两级三相分离器能力不同,其中脱水脱烃效果较差,本文分析三相分离器的控制问题及如何分配两级分离器,以达到油醇彻底分离目的。     

天然气低温分离工艺中汞的分布特征及控制措施

为探究天然气低温分离工艺中汞的分布规律,以某高含汞气田为例,采用ASPEN PLUS软件对该气田低温分离流程进行模拟,同时研究了原料气汞浓度、乙二醇循环量及浓度、低温分离温度等运行参数对流程中主要物流点处汞含量的影响。研究表明,天然气中单质汞有64.61%转移至外输干气中,27.33%转移至再生塔塔顶气相中,6.11%转移至废液中,其余少量单质汞转移至凝析油及醇烃液分离器气相中;而天然气中有机汞有46.73%转移至外输干气中,15.96%转移至再生塔塔顶气相中,34.84%转移至凝析油中,其余少部分有机汞转移至废液及醇烃液分离器气相中,与单质汞分布规律有明显不同。针对汞污染现状,提出天然气湿气脱汞及凝析油气提处理工艺,从源头上控制工艺流程汞污染。     

天然气低温分离工艺中汞的分布模拟

掌握汞及其化合物在天然气处理过程中的分布规律对含汞气田的合理开发具有重要的指导作用。为此,利用稳态流程模拟VMGSim软件模拟了某含汞气田天然气的低温分离处理工艺流程,研究了汞在天然气脱水脱烃工艺流程中的分布规律。结论指出：含汞天然气经过低温分离后,汞可能进入乙二醇富液、外输干气、凝析油和三相分离器闪蒸气等物流中,各物流中汞浓度随原料气汞浓度增加而增加的趋势依次减弱,乙二醇富液中汞含量增加趋势最显著,闪蒸气中汞含量增加趋势最弱;天然气低温分离工艺能有效降低外输干气的汞浓度,可使外输干气中的汞含量达标,从而提高外输干气在输送和利用过程中的安全性;在含汞天然气低温分离过程中,三相分离器闪蒸气、凝析油、乙二醇富液再生塔塔顶未凝气及污水中的汞含量偏高,需要加强防护和净化处理。     

新疆克深2气田处理装置结蜡问题研究及对策

新疆克深2气田处理厂天然气脱水脱烃采用常见的"注乙二醇"+"J-T阀节流制冷"低温冷冻分离工艺,投产初期出现J-T阀卡阻、低温分离器工作异常等问题,从而导致乙二醇分离异常,并混入商品气中,下游管线在通球时,导致西气东输首站压缩机因乙二醇溶液停机,严重影响西气东输平稳供气。通过试运和实验室分析,排除水合物堵塞影响,判定J-T阀卡阻是由于天然气中蜡组分在低温处理时析出,对克深处理厂原料气进行取样全组分分析,探索蜡组分在天然气处理中的分布规律,采用UniSim Design和HYSYS软件模拟,通过实验室溶蜡试验,发明了一种天然气脱蜡工艺,利用"相似相溶"原理,采用溶蜡剂吸收天然气中的蜡组分,解决了低温分离结蜡问题。该研究结果可为探索天然气中蜡组分状态分布规律和气田防蜡提供借鉴。     

基于HYSYS的超声速天然气脱水脱烃工艺设计

为解决超声速天然气脱水脱烃工艺设计受限于其核心设备超声速分离器的动力学设计以及以往数值模拟的设计方法繁琐且对物性参数变化敏感度较低的问题,分析其工作原理,基于HYSYS软件提出一套超声速天然气脱水脱烃工艺设计方法,并将其结果与数值模拟结果进行对比。结果表明,该工艺设计方法简便且满足工程设计要求。指出设计马赫数、气液分流比和压损比为超声速分离器的3个关键设计参数,分析其对天然气脱水脱烃效果的影响得出：设计马赫数越大,天然气露点降越大;气液分流比越大,天然气露点降越大;压损比越大,天然气露点降越大。     

标准天然气低温脱水脱烃工艺研究

通过对多个高压天然气田和凝析气田的低温脱水脱烃工艺对比分析,研究生产运行中出现的问题和解决办法,并利用HYSYS软件模拟,研究进厂温度、乙二醇注入量、装置处理量、制冷温度、液烃收率之间的相互关系,提出适应性较强的标准天然气低温脱水脱烃工艺。     

LNG装置脱酸系统塔提前液泛的原因及改造

克拉美丽气田油气处理装置以控制外输天然气烃、水露点为目标,采用注乙二醇防冻、J-T阀节流制冷、低温分离脱水脱烃工艺对凝析气进行处理,凝析油处理采用二级闪蒸+一级稳定+提馏工艺。现有油气处理装置工艺流程存在醇烃分离困难、乙二醇再生塔再生损失严重、凝析油余热利用不合理、部分液烃进入排污管线排放等问题。通过提高醇烃分离温度、改进乙二醇再生工艺、改进凝析油换热流程、回收富气增压单元排出的液烃等措施,改进现有工艺流程,能够有效解决装置存在的问题。同时,每年使凝析油稳定装置节约燃料气10.9×104 m3,处理装置天然气产量增加13.2×104 m3,凝析油产量增加145.2t。     

超音速分离器在单井天然气脱水脱烃中的应用

针对塔河油田边远单井远离集输管网,其天然气脱水脱烃难度大的问题,在某单井应用了超音速分离器技术进行天然气的脱水脱烃。介绍了超音速分离器技术的基本原理和超音速分离器中涡流管的组成结构,以及超音速分离器撬装装置应用于某单井天然气脱水脱烃的运行情况,分析了其脱水脱烃工艺在技术、效率、能耗及经济效益方面较常规方式所具有的优势,以及运行中存在的不足。     

三相分离器在天然气处理厂的应用

为满足产品天然气长距离输送水露点和烃露点要求,需要对天然气进行脱油、脱水处理。榆林天然气处理厂天然气净化装置中的三相分离器是天然气分离过程中的关键设备,利用固定旋转导向叶片产生的离心力来实现气液分离,投产以来运行效果良好。     

克拉美丽气田天然气烃水露点控制工艺改造

克拉美丽气田天然气处理站烃水露点控制工艺采用J-T阀节流制冷,注乙二醇防冻的低温分离工艺,但其外输天然气烃水露点出现不稳定、不合格现象。应用HYSYS软件根据天然气处理流程的物料及能量平衡评价烃水露点控制工艺,结果为:高压节流注醇工艺选择合理;通过对其核心设备包括低温分离器和气-气换热器结构及工作性能分析,找出烃水露点不合格的主要原因是低温分离器和气-气换热器选型不合理。根据克拉美丽天然气处理站烃水露点不合格原因提出了改造方案:沿用高压节流注醇工艺,其关键设备选型采用两台管壳式换热器(固定管板式)串联+SMMSM高效分离器的组合方案,将外输天然气烃水露点计算值控制在-13℃左右,考虑低温分离器与烃水露点的实际温差,可控制外输气烃水露点能达到小于-5℃的要求。     

注烃溶蜡处理技术在凝析气田的研究与应用

在克深处理厂天然气处理过程中,因J-T阀及低温分离器析蜡导致系统堵塞,致使装置处理量受限,同时外输气烃露点不合格。针对此问题开展防蜡工艺研究,通过实验及HYSYS软件模拟分析蜡堵的具体原因后得出,克深区块的天然气组分不连续,C₅~C₈组分缺失,多环芳烃类物质存在于气相中,无法被溶解分离,在进入低温环境后容易凝结析出,最终导致低温分离器内构件堵塞。通过实验和现场运行经验以及理论计算,根据相似相溶原理制定技术解决路线,采用HYSYS软件模拟分析,从原料气空冷器前注入轻烃,补充缺失组分,解决了蜡堵问题,单套处理装置恢复设计处理量。井口天然气组分分析的准确性对处理装置的设计至关重要,对新开发气田组分化验要求由C₇提高到C₃₀,并形成相应的组分分析方法,研究成果成功地同步推广应用到蜡堵的克深处理厂,取得了良好的效果,对类似含蜡气田的建设具有借鉴意义。      

影响低温法控制天然气露点的因素分析

实践证明，由低温法低温分离器分出的干气进入输气管道后的实际露点通常高于其分离温度。对干气实际露点高于其分离温度的影响因素进行分析，是合理确定低温法控制天然气露点方案中亟需解决的问题。文章着重从天然气取样和分析、低温分离器对雾状液滴的分离效率、一些凝析气或湿气脱除重烃后仍具有反凝析现象等方面进行了分析，并提出相应的建议或措施。其中有些措施已在长庆油田榆林天然气处理厂获得应用。     

新型天然气提氦工艺模拟与分析

目的针对中国部分地区管网发达、气质较贫的含氦天然气,在调研国内外粗氦提取工艺现状的基础上,提出了一种新的天然气提氦工艺。 方法该工艺采用低温精馏法,利用HYSYS软件对其进行模拟计算,并对提氦工艺流程进行了火用分析,同时分析了流程中关键参数提氦塔的压力、提氦塔塔顶进料温度、一级分离器进料温度、二级分离器进料温度以及侧线抽出物流的流量对流程中氦气回收率、粗氦纯度、流程能耗以及火用效率的影响规律。 结果该流程的氦气回收率为99.06%,粗氦纯度(摩尔分数)为80.39%,总能耗为994.48 kW;流程总火用损失为713.27 kW,系统的火用效率为28.28%。 结论该工艺流程可实现超高的氦气回收率和高粗氦纯度,可为国内天然气提氦工艺装置提供参考和数据指导。      

富含CO2天然气低温分离防冻堵工艺研究

富含CO2天然气在采用低温分离技术进行处理时,容易导致天然气处理装置发生CO2冻堵,造成装置停车甚至设备损坏,影响装置的正常生产。借助HYSYS模拟软件,选择P-R状态方程,通过气体过冷、液体过冷、残余气再循环、残余气富集再循环、加入防冻剂五种工艺的CO2在脱甲烷塔塔液分布、乙烷收率、能耗等方面的对比分析,寻求较佳的方案解决富含CO2天然气轻烃回收装置的冻堵问题。经过综合分析得出,残余气再循环工艺及残余气富集再循环工艺性能优良,能有效处理富含CO2天然气。     

井下节流技术在低温分离工艺中的应用

在简要介绍井下节流技术在国内外应用现状的基础上，针对长庆气田采用高压集气集中注醇工艺流程、部分气井及集气管线在生产运行过程中暴露出堵塞严重等问题, 通过大量室内性能试验研究，对卡瓦式井下节流器及配套工具进行了改进完善，研发了预置工作筒式井下节流器，开展了室内试验研究和6口井的现场试验。通过井下节流技术在榆林气田的应用，实现了“单井不注醇或少注醇、集气站不加热节流降压、低温分离”工艺，降低了加热炉负荷，减少了燃气和甲醇消耗量，提高了经济效益。通过研究及试验，初步形成了适合低温分离工艺的井下节流配套技术，具有明显的技术经济和社会效益，为高效开发长庆气田上古生界气藏提供了一种有效的技术途径。     

H_2S对天然气处理设备的腐蚀及相应对策

天然气处理设备,如矿场集输中的过滤分离器、气液分离器、脱水吸收塔、固体脱硫塔,天然气净化厂中的原料气过滤器、原料气分离器、脱硫吸收塔、再生塔、酸气分离器、活性炭过滤器等,所接触的介质基本上都含有水和硫化氢,这种介质环境对设备会产生电化学腐蚀、硫化物应力开裂(SSC)和氢诱发裂纹(HIC)。针对硫化氢对设备的不同腐蚀情况,在设备设计时应采取相应的对策和措施来防止腐蚀,以确保设备的安全运行和使用寿命。     

高压天然气乙烷回收高效流程

在对高压凝析气田气回收乙烷及以上组分时,可利用的现有乙烷回收流程存在系统冷量过多、脱甲烷塔气液分离效果差和系统能耗高等问题。在部分干气循环工艺(RSV)的基础上,提出一种高压天然气的乙烷回收高效流程(HPARV)。该流程在RSV工艺的基础上增加了1台高压吸收塔,吸收塔与脱甲烷塔的操作压力相互独立,既保证了较高的乙烷回收率,又降低了外输干气的再压缩功率。HPARV工艺有效解决了传统RSV乙烷回收流程系统能耗高、对高压原料气适应性不强和脱甲烷塔气液分离效率差等问题。研究实例表明,当原料气压力大于7.0MPa时,HPARV工艺对原料气气质组分变化及原料气压力变化均具有较好的适应性,乙烷回收率高达93%以上。与相同乙烷回收率下的RSV工艺相比,HPARV工艺能大幅度降低乙烷回收装置的综合能耗。     

催化裂化装置四旋分离系统内气相流场的数值研究

采用雷诺应力模型(RSM)对两种催化裂化装置四旋分离系统内气相流动的三维流场进行数值模拟,分析了两种第四级旋风分离系统（简称四旋）内气相流场的特点。结果表明：在传统式结构中,储料罐内部分区域气流向上运动,不利于颗粒沉降,料腿内产生气流反窜现象,四旋内存在偏流,影响颗粒输送,结构设计不合理是导致颗粒堵塞的主要原因;改进式结构中,储料罐内气相速度很小,有利于颗粒沉降,料腿中周期性的二次涡影响颗粒的气力输送,可能对壁面产生磨损,四旋分离空间内流场稳定,有利于颗粒分离,改进式结构可以有效避免颗粒堵塞现象的发生。两种结构内部气相流场的对比为合理设计四旋分离系统结构提供了参考依据。     

超声速旋流天然气分离器研究

超声速旋流分离是天然气处理工艺技术的一大突破。超声速旋流分离器依靠喷管膨胀形成低温超声速流动，依靠超声速翼形成旋流实现水及重烃分离。利用计算流体力学（CFD）技术研究了超声速旋流分离器内的流体物性及流场特性，分析了超声速旋流分离器内温度、压力、速度等特性参数的变化规律，研究了凝析液滴在超声速旋流分离器内的运动轨迹及不同粒径尺寸的液滴在分离器内的停留时间。研究表明，超声速旋流分离器水分及重烃分离效率高，能够替代传统的低温分离工艺。     

干气制乙苯/苯乙烯节能降耗的制约因素及对策

分析了影响海南实华嘉盛公司乙苯/苯乙烯装置能耗的主要因素,包括苯乙烯装置存在产能瓶颈、压缩机能耗偏高以及烃化反应干气进料带液等。针对装置存在问题,采取了提高乙苯/苯乙烯分离塔进料温度、降低压缩机背压、脱丙烯系统改用高效立体传质塔盘,并增加旋风分离器等节能降耗措施,改造后单位产品综合能耗能够低于设计值。