新型天然氣分離設備在榆林氣田的應用

第27卷第3期石油化工應用Vol 27 No. 32008年6月PETROCHEMICAL INOUSTRY APPLICATIONJune 2008新型天然氣分離設備在榆林氣田的應用王曉強12(1中國石油長(cháng)慶油田公司第二采氣廠(chǎng),陜西榆林7190002.西安石油大學(xué)西安71005)摘要:榆林氣田夭然氣低溫分離工藝逐漸趨于成熟,而提高氣液分離效率是低溫分離工藝的關(guān)鍵近年來(lái)一些新型的天然氣分離設備在榆林氣田的應用取得了成功,處理后的天然氣達到了國家標準關(guān)鍵詞:低溫分離;頗爾氣液分離裝置;立式精細分離器;強制旋流嗄收吸附氣液分離器中國分類(lèi)號:TF645文獻標識碼:B文章編號:1673-5285(200803-0042-04目前在榆林氣田南區的開(kāi)發(fā)中,采用在集氣站進(jìn)集氣站內,單井來(lái)氣首先進(jìn)入加熱單元進(jìn)行溫度行同時(shí)脫水脫油的集輸工藝已獲得成功外輸天然氣調節,以保證節流后低溫分離溫度要求;在節流閥前由水、烴露點(diǎn)達到國家標準《天然氣》中Ⅱ類(lèi)氣質(zhì)標準注醇單元向氣流中注入甲醇,以防止節流后水合物生(GB17820-1999成;經(jīng)節流閥節流膨脹制冷,達到低溫分離操作溫度,榆林氣區天然氣低含凝析油的高壓氣藏氣,由于有進(jìn)入低溫分離單元;在低溫分離單元中天然氣經(jīng)一級足夠的壓力能可供利用,故在氣田開(kāi)發(fā)中可采用節流膨氣液重力分離器進(jìn)行氣液分離后,分離出大量的凝析脹制冷獲得所需低溫,經(jīng)冷卻后同時(shí)脫水、脫油滿(mǎn)足管油水和固體顆粒,進(jìn)入二級頗爾預過(guò)濾器過(guò)濾分離出輸天然氣的要求從而降低工程投資和運行費用。幾乎全部的固體顆粒及少量凝析油和水,再進(jìn)入三級頗爾氣液聚結器聚結出凝析油和水,經(jīng)檢測出口水露1榆林氣田集氣站天然氣處理流程簡(jiǎn)介點(diǎn)合格后直接計量外輸至干線(xiàn)。注醇單元原料氣加熱單元低溫分離單元[一級氣液重囗」二級頗爾三級頗爾氣產(chǎn)品氣力分離器預過(guò)濾器液聚結器圖1榆林氣田集氣站天然氣處理流程圖滴有效分離,榆林氣田低溫分離工藝主要采用了纖維聚結分離設備為氣液聚結器為了保證氣液聚結器長(cháng)2氣液聚結器在榆林氣田的應用期高效運行,在氣液聚結器前增設了一級預過(guò)濾設備,預過(guò)濾器主要是過(guò)濾氣體中較大的固體顆粒,對第二提高氣液分離效率是低溫分離工藝的關(guān)鍵。由于級氣液聚結器起保護作用氣流中霧狀液滴直徑常在01-1.m之間,采用一般氣液聚結器是專(zhuān)為脫除氣體中的微小液滴設計的重力、機械和絲網(wǎng)除霧等傳統的分離方法不能使霧的,它主要采用了疏油/硫水技術(shù),對濾芯進(jìn)行化學(xué)處幸收稿日期:2008-03-02作者簡(jiǎn)介:王曉強,1974年生,男,山東臨清人,工程師,199年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東),學(xué)士,主要從事設備管理工作,現攻讀西安石油大學(xué)工程碩士學(xué)位。第3期王曉強新型天然氣分離設備在榆林氣田的應用理降低介質(zhì)表面的能量提高聚結液體的排液速度,使21頗爾氣液分離裝置組成單位介質(zhì)的液體處理量大大增加,可以降低飽和壓降由預過(guò)濾器和氣液聚結器組成。預過(guò)濾器主要是以及迅速從液體涌動(dòng)中得到恢復,采用最佳圓柱狀并除去天然氣中固體顆粒,過(guò)濾精度可達到03μm(去除通過(guò)打褶結構使整個(gè)濾芯的流量均勻分配。它由樹(shù)脂效率998%),以保護下游氣液聚結器,延長(cháng)其使用壽粘結的大面積、多褶介質(zhì)構成外裹無(wú)紡聚合物支撐及命。氣液聚結器主要是去除天然氣中的凝液研究表明排液層,在低壓下很寬的流速范圍內都可實(shí)現高效分天然氣中雜質(zhì)液滴大小在01-1.0m范圍內,這些液離外部排液層起著(zhù)排出聚結的液體污染物、同時(shí)防止滴很容易隨氣體一起通過(guò),用傳統機械分離不能分離夾帶的作用,在流速和液體濃度波動(dòng)的情況下依然具出來(lái)頗爾氣液聚結器專(zhuān)為去除這一范圍的液滴設計有高效性。由于采用了以上技術(shù),幾乎能除去氣流中所能將液滴去除至001pmW以下,甚至可達有的固體顆粒和液體污染物,下游液體含量可降至0009mw,即去除粒徑為01μm的液滴。0003ppmW。上腔室聚結器濾芯出口凈化氣濕氣上腔室排液口入口濕氣中排液口下腔室中出氣口下腔室排液口排液口圖2預過(guò)濾器及氣液聚結器剖面圖22頗爾預過(guò)濾器結構及主要過(guò)濾元件在受壓時(shí)不易損壞,容污量更高、滲透性更強、使用壽頗爾過(guò)濾器系統剖面如圖2所示,為立式濾殼最命更長(cháng)。高工作壓差03MPa,內裝9根MCC1401濾芯,采用樹(shù)2.3頗爾氣液聚結器結構及主要過(guò)濾元件脂粘結玻璃纖維介質(zhì),結構堅固,具有容污量高凈壓頗爾氣液聚結器系統剖面如圖2所示,為立式外降低、壽命長(cháng)和操作費用低的特點(diǎn)。殼,最高工作壓差02MPa,內裝19根C3LC02型濾1采用打褶設計,使其在很小的柱狀體積下具有芯,其結構特征如下:高效的過(guò)濾面積與傳統的過(guò)濾器相比,其過(guò)濾面積超1正向密封機制:濾芯一端的O型圈可防止污染出10倍以上,使得流通密度更低,而流通密度與濾芯物通過(guò)。壽命成反比。同時(shí)通量減半時(shí)濾芯的處理量可能增加2金屬支撐軸心力量由一根打孔的不銹鋼柱支4倍,過(guò)濾面積大也意味著(zhù)更換周期延長(cháng),濾芯用量減撐,同時(shí)還能夠提供液涌保護。少,費用降低。3聚結器的折褶介質(zhì):聚結器由樹(shù)脂粘結的大面2內部由不銹鋼端蓋保護,通過(guò)內0型圈正向密積、多褶介質(zhì)構成外裹無(wú)紡聚合物支撐及排液層,在封,可滿(mǎn)足迅速便捷更換濾芯的要求降低維修費用,低壓下很寬的流速范圍內都可以實(shí)現高效分離。同時(shí)縮短了維修時(shí)間,減少了系統停車(chē)時(shí)間。4外部排液層:外層包裹的聚合物,起著(zhù)排出聚結3由于采用優(yōu)質(zhì)的材料先進(jìn)的技術(shù)其纖維直徑的液體污染物同時(shí)防止夾帶的作用在流動(dòng)速率和液更細,有效體積或孔隙增大并具有足夠的強度可以體波動(dòng)的情況下可以保持高效性。石油化工應用2008年第27卷5外加強層:支撐濾芯介質(zhì)。在榆林南區的低溫分離工藝中,由于各個(gè)單井的6專(zhuān)利疏油硫水技術(shù):經(jīng)頗爾專(zhuān)利的疏油硫水處產(chǎn)氣量進(jìn)站壓力進(jìn)站溫度差異較大,且目前采用的理后介質(zhì)表面的能量降低,即使在氣體高速流動(dòng)時(shí)也是負壓八井式加熱爐,單井節流后的溫度很難控制,當具有很高的排污能力,可防止霧沫夾帶,同時(shí)聚結單元低產(chǎn)井進(jìn)行一級分離時(shí),節流后的溫度較高而不能實(shí)的體積也會(huì )縮小?，F低溫分離導致天然氣中攜帶大量的水汽,在到達混7流體的相容性其與水、凝析油具有相容性。合點(diǎn)時(shí)遇到大量的冷氣而溫度迅速下降,熱氣中的水聚丙烯端蓋:整個(gè)濾芯封入聚丙烯端蓋中,可防汽遇冷會(huì )析出大量的游離態(tài)水,而二、三級分離只能分止污染物旁通同時(shí)增加濾芯強度。離氣相中的小顆粒液滴,一旦一級分離后有大量的液24頗爾氣液分離裝置運行效果評價(jià)體被帶到下游則會(huì )形成大量水合物,產(chǎn)生封堵現象1.氣液聚結器能脫除低溫天然氣中的凝析油,可對頗爾分離器濾芯有較大沖擊,導致濾芯變形,減小了有效防止外輸管線(xiàn)中凝析油的析出現象過(guò)濾面積。如果不能及時(shí)發(fā)現和更換濾芯,會(huì )造成大量2氣液聚結器在脫除凝析油的同時(shí)可脫除低溫積液帶入下游造成外輸氣水露點(diǎn)不合格;另一方面需天然氣中的水,使出口氣水露點(diǎn)≤-5℃符合外輸氣質(zhì)經(jīng)常更換濾芯大大增加了天然氣生產(chǎn)的操作成本。為量標準。了解決這一問(wèn)題,在2004年以來(lái)在各新建集氣站增加3.在低溫分離工藝中采用預過(guò)濾器和氣液聚結了強制分離器,實(shí)現從生產(chǎn)分離器出來(lái)的氣體進(jìn)行二器,無(wú)需再采用加熱爐和脫水橇簡(jiǎn)化了天然氣的凈化次分離即干處理后再通過(guò)預過(guò)濾器。由于強制分離器處理工藝。的精細度較好,可以更有效的脫除天然氣中的水和輕4氣液聚結器設計合理,流程簡(jiǎn)單,操作方便,適烴減小預過(guò)濾器的負荷,同時(shí)減少或停止預過(guò)濾器注合在天然氣低溫分離工藝中應有。醇使預過(guò)濾器更有效的發(fā)揮其作用。3新型強制分離器的應用生產(chǎn)分離器◆排污單井來(lái)氣器◆排污排污外輸氣計量分離器w排污圖3低溫分離工藝流程如圖3所示,在原有低溫分離工藝流程基礎上,新初分離后的氣體向上運動(dòng),經(jīng)過(guò)設置在殼體上部的整增強制氣液分離器,可以和生產(chǎn)分離器串聯(lián)或并聯(lián)運流裝置對氣體進(jìn)行整流,以滿(mǎn)足氣液分離的要求。在行,以方便運行效果對比評價(jià)。此,粒徑較小的霧狀液滴在整流裝置表面得到捕集并目前現場(chǎng)主要釆用的新型強制分離器主要有兩種,互相碰撞聚集后通過(guò)導液管流入設備的儲液區,經(jīng)過(guò)種是立式精細分離器,另一種是強制旋流吸收吸附整流裝置處理后的氣體繼續流向出口裝置,在出口裝氣液分離器置內,設置有網(wǎng)墊除霧器和液滴過(guò)濾元件網(wǎng)墊除霧器31立式精細分離器作為出口裝置的第一級分離元件,主要是去除粒徑大立式精細分離器結構及工作原理:于1pm的液滴,而液滴過(guò)濾元件將粒徑大于0pm的油氣混合物由設置在簡(jiǎn)體下部的入口首先從切向液滴全部去除。氣體經(jīng)過(guò)出口逸出設備而儲液區內的通過(guò)離心方式進(jìn)入設備內將氣液混合物進(jìn)行初分離,液體通過(guò)液面調節器調節后流出設備,完成氣液分離第3期王曉強新型天然氣分離設備在榆林氣田的應用強制旋流吸收吸附氣液分離器結構及工作原理:流體經(jīng)氣液人口進(jìn)入分離器內,在螺旋型通道中由下向上作強制性旋轉運動(dòng)使流體產(chǎn)生離心力在離心力的作用下離心力大的液滴向吸收吸附層聚集,由于吸收吸附層對液滴動(dòng)能的吸收作用,提高了吸收吸附層對液滴的吸附能力。被吸附的液滴不斷聚積在重力作用下經(jīng)吸收吸附層與筒體之間的間隙向下沉降流入筒體下部,從液體出口排出;而前面未被吸收吸附層吸收或被反彈回流體的液滴又在強制作用、離心力作用、吸收吸附作用下,不斷重復液滴聚集、氣液分離過(guò)程,從而使液滴不斷地從流體中分離出來(lái)。脫除液滴后1出口裝置2液滴過(guò)濾原件;3網(wǎng)墊除霧器;4手孔5儲液區;的氣體則經(jīng)中心立管從氣體出口流出。6底座7排污口8入口,9整流裝置筒體內由中心立管、螺旋形隔板和吸收吸附層構田4立式精細分離器成的分離結構消除了氣體離心運動(dòng)的盲區,綜合利用過(guò)程;由于固體顆粒的重度大于液體因此固體顆粒的了目前各種分離器的分離原理,是重力沉降分離作用、分離與液體相似而且比液體更容易。在設備控制上,離心分離作用碰撞吸附分離作用等的綜合應用。離心設置一套遠傳式液面調節器和一套就地式液面計安作用使液滴向吸收吸附層聚集,吸收吸附層對液滴的裝在液面處通過(guò)液面調節器控制與調節氣液界面以吸附和液滴的重力沉降是在液滴富集的狀態(tài)下完成保證有穩定的氣液界面和分離流場(chǎng),并可實(shí)現液位的的,離心分離碰撞吸取分離重力沉降分離作用都得遠傳控制、調節與就地顯示;在液體出口處設置有效果到了充分的發(fā)揮。良好的防渦裝置,以阻止氣體的“二次夾帶”。3.3運行效果32強制旋流吸收吸附氣液分離器從幾年來(lái)的運行情況來(lái)看,天然氣經(jīng)過(guò)強制分離器后的水露點(diǎn)基本能達到外輸Ⅱ類(lèi)商品氣質(zhì)標準要求,可以有效保護頗爾預過(guò)濾器、氣液聚結器,提高外輸天然氣質(zhì)量。參考文獻[1]李時(shí)宣等,長(cháng)慶氣田天然氣凈化工藝技術(shù)介紹門(mén)天然氣工業(yè),200525(4)2]劉子兵等,低溫分離工藝在榆林氣田天然氣集輸中的應用J,天然氣工業(yè),200323(4)3]李蓮明等,氣液聚結器在天然氣低溫分離工藝中的應用門(mén)天然氣與石油,200220(3)圖5強制旋流吸收吸附氣液分離器Application of new separates in yulin gas fieldWANG Xiaoqiang 1.2(1. Gas Production Plant No. 2 of Petro China Changqing Oilfield CompanyYulin Shanxi, 719000, China; 2. Xi'an Shiyou University, Xi'an Shanxi, 710065, China)Abstract: Low temperature separation process has got success, and the focus is improving efficiency of separation.Application of new separates in Yulin Gas Field got purpose, and it make natural gas reach nation standardKey words: dehydrocarbon dehydration; separater, low temperature separation process