[发明专利]一种油田伴生气乙烷回收方法

说明书

本发明公开了一种油田伴生气乙烷回收方法，所述方法原料气经换热降温在低温分离器预冷分离出气相与液相，利用低温分离器部分气相过冷作为脱甲烷塔塔顶进料，采用低温分离器部分液相烃与少量低温分离器气相混合过冷作为脱甲烷塔中上部进料，降低塔顶温度，提高乙烷回收率，抑制二氧化碳固体形成，流程中预冷及过冷换热器采用多股的高效板翅式换热器，采用膨胀机制冷与冷剂制冷相结的制冷工艺，形成了一种油田伴生气乙烷回收方法。所述方法提高了乙烷回收率，有效抑制了二氧化碳固体的形成，适合于外输压力较低(小于2.0MPa)的油田伴生气乙烷回收装置。

技术领域

本发明涉及天然气处理工艺技术领域，尤其涉及一种油田伴生气乙烷回收方法。

背景技术

各大油田产出的油田伴生气气质富，含有较多的乙烷、丙烷、丁烷等凝液组分，通过回收乙烷及以上重组分，可提高油气资源的综合利用率，促进我国乙烯原料的轻质化和优质化，实现油气开发上下游全产业链效益的最大化。

目前，我国油田伴生气乙烷回收主要以液相过冷工艺流程为主，制冷工艺采用膨胀机制冷与丙烷制冷相结合的制冷工艺，处理规模小(大多数200×10⁴m³/d)，天然气外输压力低(小于2.0MPa)，存在的主要问题是乙烷回收流程单一，乙烷回收率低(低于85％)，原料气中二氧化碳含量较高(部分油田伴生气含量大于2％)，控制二氧化碳固体形成困难，系统能耗高等。

现有典型乙烷回收流程图如图3所示，其流程是增压脱水后原料气进入膨胀机组的增压端(K31)增压，而后进入空冷器(A31)换热降温，再进入原料气分离器(V31)内进行分离，其分离出的液相降压降温后进入脱甲烷塔(T31)底部；其分离出的气相经原料气预冷换热器(E31)换热降温后进入低温分离器(V32)，低温分离器(V32)分离出的气相全部流经膨胀机组的膨胀端(K32)降压降温后送入脱甲烷塔(T31)的中上部。低温分离器(V32)分离出的液相分为两路：一路液相先经过冷换热器(E32)换热降温过冷后降压进入脱甲烷塔(T31)的顶部；另一路液相经降压降温后进入脱甲烷塔(T31)下部。

其流程特征在于利用低温分离器(V32)部分液相过冷为脱甲烷塔顶提供回流，通过提高低温分离器(V32)部分液相过冷量，可提高乙烷回收率，但塔顶过冷液相组成较富，乙烷回收率在85％左右，此流程提高乙烷回收率会造成乙烷回收装置系统能耗大幅上升。

为了克服上述液相过冷乙烷回收流程(图3)的不足，针对原料气压力低(小于0.5MPa)、外输气压力低(小于2.0MPa)、处理规模小(大多数200×10⁴m³/d)的油田伴生气，本发明开发了一种油田伴生气乙烷回收方法，回收油田伴生气中乙烷及乙烷以上的凝液，提高了乙烷回收率(回收率大于90％)，有效提升了油田开发的经济及社会效益。

发明内容

本发明将气相过冷与气液混合相过冷相结合，提出一种油田伴生气乙烷回收方法，该方法有效将乙烷回收率提高至90％以上，同时抑制了二氧化碳固体形成，其乙烷回收装置经济效益得到了有效提升。

本发明提出的一种油田伴生气乙烷回收方法，原料气增压脱水后进入膨胀机组的增压端增压，而后进入空冷器换热降温，再进入原料气分离器内进行分离，分离出的气相经原料气预冷换热器换热降温后进入低温分离器，分离出的液相经进入污水处理单元。低温分离器分离出的气相分两路：第一路气相中90％～95％的气相经过冷换热器换热降温过冷后降压进入脱甲烷塔顶部；第二路气相经膨胀机组的膨胀端降压降温后进入脱甲烷塔中上部。低温分离器分离出的液相分两路：第一路液相中掺入低温分离器分离出第一路气相中5％～10％的气相，经过冷换热器换热降温过冷后降压进入脱甲烷塔中上部；第二路液相经降压降温后进入脱甲烷塔中下部。脱甲烷塔顶部出来的气相依次经过冷换热器和原料气预冷换热器换热升温后外输。