[发明专利]油田伴生气混合烃回收方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工领域，具体的说是一种油田伴生气混合烃的回收设备和回收方法。

背景技术

伴生气也叫油田气，是在石油开采过程中伴随原油溢出的可燃性气体混合物，其组分通常为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。由于这些可燃性气体混合物不能直接排放，回收再利用的工艺又复杂，所以很多油田都是直接将其燃烧排放。这种燃烧排放既对环境造成严重污染，又浪费了大量的可燃气体能源。

传统的油田伴生气回收办法是建立轻烃加工厂，此方法装置复杂，建厂速度慢，不便于搬迁，对于零散井产生的伴生气来说，建轻烃加工厂投资过于庞大，难于回收成本。因此在轻烃回收装置的基础上，发展出了如下几种回收伴生气的方法：

膨胀机制冷法：其先将伴生气的游离水经分离器分离，分离后的气体进入压缩机，压力从0.2MPa左右压缩至2.5MPa，经风冷后原料气温度小于60℃，进入压缩机出口油气分离器，再进入分子筛脱水设备；再与二级分离器分离后产生的混合低温气换热，油气的温度从60℃降到25℃左右。冷凝后的液体进入第一分离器，分离出来的气体进入制冷模块的冷箱进行冷凝，温度从25℃冷却到零下40℃-零下60℃，冷凝后的气体进入二级油气分离器分离，分离后的液体及第一分离器得到的液体进入混合烃储罐。二级分离器分离的低温气体与制冷前天然气换热后排出。其主要流程参见说明书附图1所示。

传统的氨机或丙烷制冷法：其先将伴生气的游离水经分离器分离，分离后的气体进入压缩机压缩，压力从0.2MPa左右压缩至1.0MPa，经风冷后原料气温度小于60℃，进入压缩机出口油气分离器，再进入分子筛脱水设备，接着与二级分离器分离后产生的混合低温气换热，油气的温度从60℃降到15℃左右，冷凝后的液体进入第一分离器，分离出来的气体进入制冷模块的冷箱进行冷凝，温度从15℃冷却到零下40℃-零下50℃，冷凝后的气体进入二级油气分离器分离，分离后的液体及第一分离器得到的液体进入混合烃储罐。二级分离器分离的低温气体与制冷前天然气换热后，排出装置。其主要流程参见说明书附图2所示。

膨胀机制冷用于气井气(干气)时温度较低，但是用于C₃+组分含量较高的伴生气，在膨胀机降温时由于大量重烃类凝结成液体，造成膨胀机转子负荷急剧增加，转速变慢，严重影响了膨胀机效率和制冷温度。

氨或丙烷制冷系统结构复杂，氨制冷剂较为庞大，适合于大型制冷系统。丙烷制冷系统能效比较低，实现等同制冷量的丙烷压缩机结构非常庞大。丙烷和氨制冷剂都是易燃物，难于实现自动化运行，处理或操作不当很容易造成安全隐患。

无论是膨胀机制冷还是氨或丙烷制冷，结构都较为庞大，只适合现场安装，不易于实现自动化运行。且传统的工艺对分子筛脱水不够重视，安装于原料气压缩机和制冷装置之间的分子筛，进入分子筛的原料气温度受环境温度的影响较大，干燥效果很不稳定，并且因制冷换热器结构的关系，易造成冻堵，混合烃生产常常因此停滞。一些厂家为了解决换热器易冻堵的问题，采用了间隙较大，换热效率很低的壳管式换热器，因此造成换热器质量大、占地面积大，且由于二级冷凝时常常为低温换热，壳管式换热器需要用到能承受低温冲击的不锈钢，故用于换热器上的投资很大。更有不法厂家为了节省成本，采用不耐低温冲击的普通碳钢式壳管换热器，造成严重的安全隐患。

系统在分子筛脱水深度未能超过二级冷凝温度的情况下运行时，每隔一两天就需要对整个壳管式换热器进行升温除霜，由于壳管式换热器质量大，热容大，升温较慢，严重耽误生产，混合烃生产难以连续运行，混合烃产量较低。

由于分子筛设备再生时需要消耗再生气，传统工艺都是分子筛出口本身的干燥原料气来吹扫再生，这样会消耗大约10％左右的原料气，在相同排量的原料气压缩机下，混合烃的产量会减少。

所以需要一种易于安装、可自动化运行，同时换热效率高的油田伴生气混合烃回收方法和回收设备，以节约能源，减少环境污染。

发明内容

针对现有的膨胀机制冷和氨或丙烷制冷方法的问题，本发明提出一种油田伴生气混合烃回收方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：伴生气输送至压缩机内进行压缩，使之形成压强为P1的压缩气体；

步骤2：所述压缩气体在温度T1下进行一级冷凝，形成冷凝气和液态物质；

步骤3：所述冷凝气输送至分子筛中进行脱水；

步骤4：将脱水后的冷凝气进行露点检测；

步骤5：若所述脱水后的冷凝气露点温度高于温度T2，则排出形成回收再生气。