天然氣處理工藝簡介課件

天然氣處理工藝簡介2013年12月29日

風險等級劃分

布站形式工藝原理主要內(nèi)容井口工藝一、分類

井口工藝作業(yè)區(qū)單井根據(jù)壓力等級可分為高壓井、低壓井。高壓井以高壓氣井為主，均為自噴井。低壓井以油井為主，主要包括機采井、電泵井、自噴井、氣舉井、試采井。

井口工藝高壓氣井

風險等級劃分布站形式工藝原理主要內(nèi)容井口工藝一、布站目的為了把油田各單井的油氣集中起來進行輸送、計量和處理，需要根據(jù)各區(qū)塊的實際情況和油品性質(zhì)，采用不同的原油集輸工藝，達到充分利用油氣資源、地層壓力、節(jié)能降耗、方便管理的目的。

布站形式二、分類油氣集輸系統(tǒng)布站形式分為：一級半（或一級）布站：二級布站：分輸流程和混輸流程三級布站：

計量閥組處理站計量站處理站轉(zhuǎn)油站計量站處理站

布站形式四、作業(yè)區(qū)布站形式作業(yè)區(qū)布站形式明細表名稱布站形式具體流程備注***站一級布站單井-***站***站一級布站單井-***站二級布站單井-計量間（集氣站）-***站三級布站單井-閥組間-***站-***站

布站形式一、重大危險源定義：長期地或臨時生產(chǎn)、加工、使用或儲存危險化學品，且危險化學品的數(shù)量等于或超過臨界量的單元。重大危險源構(gòu)成要素：存在化學危險物品和具有足夠大的駐留量分級:重大危險源根據(jù)其危險程度，分為一級、二級、三級和四級，一級為最高級別。定級：重大危險源分級計算：q：危險化學品實際存在（在線）量（單位：噸）；Q：危險化學品相對應的臨界量（單位：噸）；β：危險化學品相對應的校正系數(shù)；a：該危險化學品重大危險源廠區(qū)外暴露人員的校正系數(shù)一級：R≥100；二級：100>R≥50；三級：50>R≥10；四級：R<10

重大危險源等級劃分

風險等級劃分

布站形式工藝原理主要內(nèi)容井口工藝一、兩站處理流程**站：油氣水分離來料三相分離器脫硫脫水、脫烴氣**輸氣首站油至***總外輸污水處理單井回灌或注水水**站：來料三相分離器脫水、脫烴氣***輸氣首站油至**裝車站***站處理單井回灌或注水水原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定二、油氣水分離井口來料，一般為油、氣、水混合物，為了實現(xiàn)對油、氣、水的分離，工程上采用不同分離裝置進行分離。通過分離后的油、氣、水再進入形應的單元進行進一步處理。分離原理：依靠油、氣、水之間的互不相容和各相間存在的密度差異，通過重力沉降達到分離的目的。

分離器的分類：按外形分主要有：立式和臥式;按分離功能分有：兩相和三相；按操作壓力可分為：低壓(0.1MPa≤P＜1.6MPa)中壓(1.6MPa≤P＜10MPa)高壓(10MPa≤P＜100MPa)超高壓（100MPa≤P）

油氣水分離油氣水分離三、原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定目的目的：為了降低原油在集輸過程中的蒸發(fā)損耗，將原油中揮發(fā)性強的組分較完全地脫除，以降低原油在常溫下的蒸汽壓（原油穩(wěn)定設計規(guī)范中：穩(wěn)定原油在儲存溫度下的飽和蒸氣壓的設計值不宜超過當?shù)卮髿鈮旱?.7倍；在部分文獻中提到蒸汽壓小于0.8889atm）。外輸含水0.5%（質(zhì)量）揮發(fā)性較強的組分：C1—C4組分。

C5和C6組分：C5可以全部拔走，但C6是有要求的。原因：C6從原油到成品油煉制過程中對產(chǎn)品質(zhì)量影響非常大。

原油穩(wěn)定分餾法：通過把原油加熱到一定溫度，利用蒸餾原理，使氣液兩相經(jīng)過多次平衡分離，將易揮發(fā)的輕組分盡可能轉(zhuǎn)移到氣相，而重組分保留在原油中。特點：操作溫度高，要求換熱面積大；

流程復雜，對操作過程的控制要求嚴格；穩(wěn)定效果好，輕烴收率高。***站：在優(yōu)化之前主要產(chǎn)凝析油，其揮發(fā)性高，采用的是兩級閃蒸+穩(wěn)定塔分餾的方式，使凝析油更加為穩(wěn)定。

原油穩(wěn)定四、天然氣處理1、天然氣技術(shù)指標（GB17820-2012）項目一類二類三類高位發(fā)熱量aMJ/m3≥36.031.431.4總硫amg/m3≤60200350硫化氫amg/m3≤620350二氧化碳y，%≤2.03.0-水露點b，c℃在交接點壓力下，水露點應比輸送條件下最低環(huán)境溫度低5℃a.氣體體積標準參比條件101.325kPa，20℃b.輸送條件下，當管道管頂埋地溫度為0℃時，水露點應不高于-5℃；c.進入輸氣管道的天然氣水露點壓力應是最高輸送壓力天然氣按高位發(fā)熱量、總硫、硫化氫和二氧化碳含量分為一類、二類、三類；作為民用燃料的天然氣，總硫和硫化氫含量應符合一類氣和二類氣技術(shù)指標；2）天然氣脫水的方法（1）低溫分離法原理：通過降低天然氣的溫度，利用水與輕烴凝結(jié)為液體的溫差，使水得以冷凝，從而達到脫水的目的。缺點：需要制冷設施對天然氣進行制冷。常用的制冷方法：冷劑制冷（外冷）：丙烷、液氨等節(jié)流膨脹制冷（自身節(jié)流制冷）：J-T閥、膨脹機等

天然氣脫水（2）溶劑吸收法原理：天然氣與某種吸水能力強的化學溶劑相接觸，利用化學溶劑對水的吸收能力，吸收天然氣中的水分，同時不與水發(fā)生化學反應，最終達到脫水的目的。優(yōu)點：吸收劑能通過一定的方法進行再生，使其能重復使用。常用的脫水劑是：醇類化合物如二甘醇、三甘醇。

天然氣脫水以上三種脫水方法在作業(yè)區(qū)均有使用。***站石炭系：低溫分離法（J-T制冷）+乙二醇吸收的方式；三疊系：分子篩吸附的方式。***站：低溫分離法（丙烷制冷）+乙二醇吸收的方式；

天然氣脫水3）天然氣水合物（1）定義：在一定壓力和溫度下，天然氣中的某些組分和液態(tài)水生成的一種不穩(wěn)定的、具有非化合物性質(zhì)的晶體。（2）結(jié)構(gòu)：白色結(jié)晶固體，外觀類似松散的冰或致密的雪。

天然氣脫水（3）形成條件：天然氣含水量處于飽和狀態(tài)或者有液態(tài)水存在；壓力和溫度；輔助條件（壓力波動、流向改變而產(chǎn)生擾動、或有晶種存在都會促進產(chǎn)生水合物）。（4）防止水合物形成脫除天然氣中的水分；降低壓力、提高溫度；用抑制劑。

天然氣脫水3、天然氣脫烴1）輕烴回收的目的（1）滿足商品氣的質(zhì)量要求。（2）最大程度地回收天然氣凝液。2）輕烴回收的方法油吸收法輕烴回收方法低溫分離法吸附法常溫油吸收法低溫油吸收法節(jié)流膨脹制冷法冷劑制冷法混合制冷法

天然氣脫烴油吸收：天然氣中各組分在吸收油中的溶解度的差異而使輕重關(guān)鍵組分得以分離的方法。吸附：利用多孔結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)對烴類組分吸附能力強弱的差異而實現(xiàn)氣體中重組分與輕組分的分離。低溫分離法：利用天然氣中各組分的揮發(fā)度不同，將天然氣冷卻，得到部分富含較重烴類的液烴，與氣體分離的過程。目前，新建或改建的液烴回收裝置約有90%采用低溫分離法。

天然氣脫烴***站三疊系采用的是低溫分離法中的混合制冷法（冷劑制冷法（丙烷）和節(jié)流膨脹制冷法（“J-T”閥或膨脹機）；石炭系為節(jié)流閥（“J-T”閥）制冷。***站采用的是低溫分離法中的冷劑制冷法（丙烷）。

天然氣脫烴4、天然氣脫除酸性組分天然氣中通常含有H2S、CO2和有機硫等酸性組分，遇水后呈酸性，人們常稱為酸氣氣體。天然氣中酸性氣體的存在，會加劇對管線、設備的腐蝕，天然氣在冷凍分離過程中，CO2會形成干冰，堵塞管道和設備。H2S含較多的天然氣在燃燒時會出現(xiàn)異味、污染環(huán)境、影響健康。因此，脫除天然氣中的酸性氣體，是天然氣凈化的主要任務之一。1）天然氣脫除酸性組分的目的2）天然氣脫除酸性組分的方法天然氣脫除酸性組分是指脫硫和脫二氧化碳，尤其以脫硫為主。天然氣脫硫主要指脫除H2S，有機硫和。

脫除H2S和CO2分干法和濕法兩大類以及膜法。

天然氣脫硫膜分離法一乙醇胺法（MEA法）改良二乙醇胺法（SNPA-DEA法）二甘醇胺法（DGA法）二異丙醇胺法（DIPA法）甲基二乙醇胺法（MDEA法）改良熱甲堿法氨基酸鹽法（Alkacid法）

多乙二醇醚法（Selexol法）

砜胺法（Sulfinol法）蒽醌法（Stretford法）鐵堿法再生式分子篩法非再生式固體氧化鐵法堿性鹽溶液法化學吸收法直接氧化法干法濕法物理吸收法醇胺法

天然氣脫硫（1）化學吸收工藝基本原理：以堿性溶液為吸收溶劑，與酸性組分(H2S、CO2)反應生成某種化合物。吸收了酸性組分的富液在T升高、p降低時，該化合物又能分解釋放出酸性組分。特點：凈化度高，適應性寬。（2）物理吸收工藝基本原理：以有機化合物為吸收溶劑，對酸性組分進行物理吸收而將它們從氣體中脫除。吸收了酸性組分的富液在p降低時，又放出所吸收的酸性組分。特點：能脫有機硫化物；吸收重烴。

天然氣脫硫（3）直接轉(zhuǎn)化工藝基本原理：以氧化-還原反應為基礎，利用溶液中氧載體的催化作用，將H2S氧化為硫。向溶液中鼓入空氣，吸收劑得到再生。特點：硫容低；集脫硫和硫回收為一體。（4）干法脫硫工藝基本原理：利用H2S與固體中的活性成分發(fā)生化學反應或在固體的吸附作用，脫除H2S。失去脫硫能力后更換脫硫劑。特點：硫容小，凈化度很高，能耗低；再生困難。

天然氣脫硫****的脫硫方法采取的是化學吸收法當中的醇胺法，即甲基二乙醇胺法（MDEA法）。由于它在CO2存在的情況下對H2S具有選擇性吸收的能力，目前已在天然氣脫硫中得到廣泛使用。采用MDEA代替其它胺，改善了酸氣質(zhì)量和操作條件，降低了能耗。對于凈化低含硫、高碳硫比的天然氣，MDEA是目前最優(yōu)的方法。我國四川氣田的凈化廠大多采用MDEA溶劑脫硫。

天然氣脫硫五、污水處理1）污水中含有懸浮物，在注水過程中就會造成儲層損害，注水量下降，注入壓力升高，甚至注不進水；2）注入水中還常含有氧、二氧化碳等氣體，這些氣體使注入水具有腐蝕性，其腐蝕產(chǎn)物也會對地層損害，并降低注水設備、管線等的使用壽命；1、污水處理的目的

污水處理重力沉降分離重力沉降分離和過濾組合工藝除油+絮凝沉降+過濾***井區(qū)污水處理：重力沉降分離回灌***站污水處理：除油+絮凝沉降回灌除油+絮凝沉降+過濾回注**站污水處理：除油+絮凝沉降+過濾回注2、污水處理的方法

污水處理3、水質(zhì)要求注水執(zhí)行水質(zhì)標準

污水處理表1.3輪南油田執(zhí)行水質(zhì)標準標準分級Ｂ備注控制指標懸浮固體含量，mg/L≤8懸浮物顆粒直徑中值,μm≤2.5含油量，mg/L≤5平均腐蝕率，mm/a≤0.05掛片時間為7天點腐蝕，mm/a≤0.076掛片時間為30天硫酸鹽還原菌，個/mL≤50鐵細菌，個/mL≤10腐生菌，個/mL≤500輔助指標溶解氧mg/L≤0.05侵蝕性二氧化碳mg/L不作規(guī)定當水質(zhì)出現(xiàn)問題時，作為查找原因用硫化物mg/L≤0.5注水水源為清水時不作檢測pH值不作規(guī)定當水質(zhì)出現(xiàn)問題時，作為查找原因用Fe3+，mg/L≤0.6礦化度，mg/L接近地層水當水質(zhì)出現(xiàn)問題時，作為查找原因用標準分級Ｂ備注控制指標懸浮固體含量，mg/L≤10懸浮物顆粒直徑中值,μm≤5含油量，mg/L≤20平均腐蝕率，mm/a≤0.076掛片時間為7天點腐蝕，mm/a≤0.076掛片時間為30天硫酸鹽還原菌，個/mL不作規(guī)定鐵細菌，個/mL不作規(guī)定腐生菌，個/mL不作規(guī)定輔助指標溶解氧mg/L≤0.04侵蝕性二氧化碳mg/L不作規(guī)定當水質(zhì)出現(xiàn)問題時，作為查找原因用硫化物mg/L不作規(guī)定pH值不作規(guī)定當水質(zhì)出現(xiàn)問題時，作為查找原因用Fe3+，mg/L≤0.4礦化度，mg/L接近地層水當水質(zhì)出現(xiàn)問題時，作為查找原因用污水回灌執(zhí)行水質(zhì)標準

污水處理***污水回灌

污水處理***站污水處理流程

污水處理****污水處理流程

污水處理六、增壓設備增壓設備：泵、壓縮機泵：主要給液體進行增壓；壓縮機：主要給氣體進行增壓；1）泵的分類按照工作原理、結(jié)構(gòu)分兩大類：葉輪式泵、容積式泵。也可按使用條件和輸送介質(zhì)分類。葉輪式泵：依靠旋轉(zhuǎn)的葉輪對液體的動力作用，把能量連續(xù)傳遞給