[发明专利]油田伴生气膜法轻烃回收方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及油田伴生气的处理领域，特别是通过浅冷技术回收轻烃后，其干气中仍然含有的轻烃的进一步回收方法，另外本发明还涉及其回收系统。

背景技术

目前国内外常采用的油田伴生气轻烃回收方法可分为四种，即：冷油吸收法、外循环制冷分离法、膨胀制冷法、混合制冷分离法。随着新技术的不断开发和利用，冷油吸收法已被淘汰，而膨胀制冷的生产方法在逐年上升。混合制冷的生产方法也被很多用户采用，尤其是大处理量的低压富气，用于回收乙烷及以上组分更为优越。外循环制冷流程，制冷介质多采用氨、丙烷等，可根据气源条件和分离要求设置外循环，产品收率可预先给定，对于低压富气或不希望有明显压力损失的原料气处理有较高的优越性，且流程简单，操作容易，对原料气组分变化的适应性较强。膨胀制冷流程，冷量的大小取决于原料气本身的压力和组成，当较重烃类含量过高时，要得到C3、C4+较高的收率是比较困难的，并且制冷和分离系统合一，要求该流程中各主要设备效率匹配，冷量的充分利用，最佳操作条件的确定等技术难度比较大。采用这种方式的制冷流程对组分变贫的适应性较强，多用于贫气。混合制冷流程，该流程是上述两种方法的结合，即冷量来自两部分，在能量的合理利用方面吸取了上述两种方法的优点，因此运转的适应性较强。

上述4种油田伴生气轻烃回收方法的一个共同特点是，都是通过降温，产生相变，再进行气液分离，从而实现轻烃的回收。这种工艺一般分两种冷冻深度，一种是冷到-30℃~-20℃的浅冷工艺，一种是冷到-80℃以下的深冷工艺，对于浅冷工艺，由于冷冻温度较高，故干气中轻烃含量较高，回收不完全；对于深冷工艺，尽管可以实现较低温度的冷冻，轻烃回收较为充分，但是，装置投资费用很大，能耗很高，轻烃回收成本高。

目前大多数油田伴生气回收轻烃的工艺是，其中效果最佳的工艺是（见附图1）：第一步浅冷压缩：原料气进入原料气缓冲罐，分液后进入一级压缩机，升压至0.587MPa，温度达到120℃，经冷却水冷凝至40℃后，将天然气抽出进一级出口分离器，分液后进入二级压缩机升压至2.3MPa，温度达到118℃，经空冷冷却至40℃；分离冷却后的天然气进入压缩机二级出口分离器分离，分离出的液相去污水处理系统，气相和液相混合后注入乙二醇防冻剂后进入多股流冷箱。经换冷后的气液混合物温度降至10℃，然后进入氨蒸发器冷却至-25℃。再进入低温分离器回收其中的乙二醇，重复使用。分离出的气相经减压至0.72MPa，降温至-34℃进入冷箱，换热后作为干气外输。第三步脱乙烷塔处理：分离出的液相经冷箱升温至20℃后进入脱乙烷塔。脱乙烷塔顶操作压力控制在1.7MPa，塔顶设内回流氨蒸发冷凝器，塔顶温度控制在-15℃，塔底设重沸器，塔底温度控制在67℃。脱乙烷塔顶气经降压至0.72MPa，降温至-28℃进入冷箱，利用其冷量后外输。第四步液化气塔处理：脱乙烷塔底液相进入液化气塔，液化气塔塔顶操作压力控制在1.4MPa，塔顶设内回流冷凝器，塔顶温度控制在80℃，塔底设重沸器，温度控制在145℃。液化气塔塔顶气经空冷冷却至40℃后进入液化气罐，放出少量不凝气，经计量后进入液化石油气罐，塔底产出的稳定轻油经空冷冷却至40℃后进入轻油储罐。

然而目前这种工艺中的干气仍然含有6%~10%的轻烃无法得到回收，由于干气中轻烃含量较高，这部分价值含量很高的组分不能被有效的回收，会造成巨大的资源浪费，而且轻烃在某些燃烧过程中，会产生大量黑烟，污染环境，也容易堵塞燃烧喷嘴；同时，干气露点较高，在长距离输送过程中，管道阻力较大，增加输送能耗，当在环境温度较低时，会有液体和冰产生，堵塞管理，影响输送。因此，如何比较经济的解决浅冷回收工艺中，干气轻烃含量高的问题，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种油田伴生气膜法轻烃回收方法，方法新颖，浅冷油田伴生气轻烃回收技术与膜分离技术有机结合，流程设计合理，工艺条件易于控制。 另外本发明还提供油田伴生气膜法轻烃回收系统，系统布置合理，成本低，效率高。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：油田伴生气膜法轻烃回收方法，按浅冷压缩、低温分离、脱乙烷塔处理和液化气塔处理步骤进行回收，低温分离的气相经膜分离，液相进入脱乙烷塔处理，脱乙烷塔处理后的气相经膜分离，液相进入液化气塔处理；其中膜分离后形成两股气体，一股是压力基本没有损失的干气，该气体中C3+组分比原料气有一定的降低，减压、降温后进入冷箱，换热后作为干气外输；另一股气体压力略高于压缩机入口压力，该气体中C3+组分比原料气更加富集，返回压缩机入口，进一步压缩冷凝，回收其中的C3+组分。