CN113430026A - 一种油田伴生气回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种油田伴生气回收系统，包括预处理模块、稳烃分离模块以及天然气分离模块，所述预处理模块包括过滤装置、增压冷却装置和净化装置，所述净化装置设置有CO2酸气混合物出口以及天然气混合物出口；所述稳烃分离模块包括依次连接CO2酸气混合物出口的冷却干燥装置和三相分离装置，所述三相分离装置的油相端口通过输送泵连接稳烃储存装置；所述天然气分离模块包括主冷箱、重接触塔、副冷箱、脱乙烷塔和液化气塔。本发明通过伴生气回收系统可以有效的对不同气质的工况下的油田伴生气进行分离、提纯、液化，实现天然气、石油气以及稳烃的联合生产，提高了油田伴生气的回收效率，降低了运行成本。

Description

一种油田伴生气回收系统
技术领域
本发明涉及油田伴生气体的回收、提纯、分离和液化技术领域，具体涉及一种油田伴生气回收系统。
背景技术
在油田开采的过程中，在油层间会出现伴随石油液体出现的气体，主要成分为C1、C2等低分子烷烃，还含有少量的C3、C4、C5以及C5+以上的重组分，同时还存在酸性气体，如CO2，不同伴生气体中的酸气浓度有所差别。现有技术下的油田开采，一般只进行轻烃气体回收，缺少高效稳定的将回收气进一步液化成LNG(液化天然气)、LPG(液化石油气)和稳烃的工艺。
现有的天然气液化成LNG的工艺，一般是将气量较为稳定、波动较小的天然气田的井口气或管道气的液化，先经预处理单元进行除尘(或颗粒)，再由增压单元增压后进入原料气净化单元，先进行脱酸气处理(如CO2和H2S)，再脱水脱汞处理，最后进入冷箱液化形成LNG产品；对于中重烃组分一般采用吸附分离法、异戊烷溶解法和深冷分离法。吸附分离法是根据吸附剂对烃类组分吸附能力的差异，来实现烃类气体的分离。以上工艺难以将成分复杂的油田伴生气直接进行高效的提纯、分离、液化。
发明内容
本发明的目的提供一种油田伴生气回收系统，解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种油田伴生气回收系统，包括：
预处理模块，该预处理模块包括过滤装置、增压冷却装置和净化装置，所述净化装置设置有CO2酸气混合物出口以及天然气混合物出口；
稳烃分离模块，该稳烃分离模块包括依次连接CO2酸气混合物出口的冷却干燥装置和三相分离装置，所述三相分离装置的油相端口通过输送泵连接稳烃储存装置；
天然气分离模块，该天然气分离模块包括主冷箱、重接触塔、副冷箱、脱乙烷塔和液化气塔，所述主冷箱内置有换热器一和换热器二，所述天然气混合物出口经换热器一连接所述重接触塔的下端入口，所述重接触塔的底端液相出口依次经增压装置和副冷箱连接脱乙烷塔的顶部入口，重接触塔的顶端气相出口依次经换热器二和节流阀一连接有液化天然气储存装置，所述脱乙烷塔底部的液相出口经再沸器一和节流阀二连接液化气塔的顶部入口，脱乙烷塔顶端的气相出口依次经节流阀三和副冷箱连接重接触塔的顶部入口，所述液化气塔底端的液相出口经再沸器二连接稳烃储存装置，液化气塔顶端气相出口依次经冷凝器和冷却装置连接有液化石油气储存装置。
优选地，所述净化装置内置有脱碳机构、脱水机构和脱汞机构。
进一步地，所述换热器一内自下而上设置有制冷剂液相流道、制冷剂气相流道一、天然气混合物冷却流道以及制冷剂返流复热流道，所述换热器二内自下而上设置有气相天然气物料冷却流道、制冷剂气相流道二以及制冷剂返流流道，所述副冷箱内自下而上设置有液相复热流道和气相返流冷却流道。
进一步地，还包括与所述主冷箱连接的循环制冷模块，该循环制冷模块包括依次连接的高压压缩机、低压压缩机以及制冷剂气液分离器，所述制冷剂气液分离器的液相出口以及依次经制冷剂液相流道和节流阀四连接制冷剂返流复热流道的，所述制冷剂气液分离器的气相出口依次经制冷剂气相流道一、制冷剂气相流道二、节流阀五、制冷剂返流流道连接制冷剂返流复热流道，所述制冷剂返流复热流道的出口端连接高压压缩机。
由以上技术方案可知，本发明通过伴生气回收系统可以有效的对不同气质的工况下的油田伴生气进行分离、提纯、液化，实现天然气、石油气以及稳烃的联合生产，提高了油田伴生气的回收效率，降低了运行成本。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图中：1、预处理模块；11、过滤装置；12、增压冷却装置；13、净化装置；2、稳烃分离模块；21、冷却干燥模块；22、三相分离模块；23、输送泵；24、稳烃储存装置；3、天然气分离装置；31、主冷箱；32、重接触塔；321、增压装置；33、副冷箱；331、液相复热流道；332、气相返流冷却流道；34、脱乙烷塔；341、再沸器一；342、节流阀二；35、液化气塔；351、再沸器二；352、冷凝器；353、冷却装置；36、换热器一；361、制冷剂液相流道；362、制冷剂气相流道一；363、天然气混合物冷却流道；364、制冷剂返流复热流道；37、换热器二；371、气相天然气物料冷却流道；372、制冷剂气相流道二；373、制冷剂返流流道；4、节流阀一；5、液化天然气储存装置；6、液化石油气储存装置；7、循环制冷模块；71、高压压缩机；72、低压压缩机；73、制冷剂气液分离器；74、节流阀四；75、节流阀五。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种优选实施方式做详细的说明。
如图1所示的油田伴生气回收系统，包括预处理模块1、稳烃分离模块2以及天然气分离模块3，所述预处理模块包括过滤装置11、增压冷却装置12和净化装置13，所述净化装置内置有脱碳机构、脱水机构和脱汞机构，且所述净化装置设置有CO2酸气混合物出口以及天然气混合物出口；所述稳烃分离模块包括依次连接CO2酸气混合物出口的冷却干燥装置21和三相分离装置22，所述三相分离装置的油相端口通过输送泵23连接稳烃储存装置24。
本优选实施例所述的天然气分离模块3包括主冷箱31、重接触塔32、副冷箱33、脱乙烷塔34和液化气塔35，具体的，所述主冷箱内置有换热器一36和换热器二37，所述天然气混合物出口经换热器一连接所述重接触塔的下端入口，所述重接触塔的底端液相出口依次经增压装置321和副冷箱连接脱乙烷塔的顶部入口，重接触塔的顶端气相出口依次经换热器二和节流阀一4连接有液化天然气储存装置5，所述脱乙烷塔底部的液相出口经再沸器一341和节流阀二342连接液化气塔的顶部入口，脱乙烷塔顶端的气相出口依次经节流阀三343和副冷箱连接重接触塔的顶部入口，所述液化气塔底端的液相出口经再沸器二351连接稳烃储存装置24，液化气塔顶端气相出口依次经冷凝器352和冷却装置353连接有液化石油气储存装置6。
本优选实施例所述的换热器一36内自下而上设置有制冷剂液相流道361、制冷剂气相流道一362、天然气混合物冷却流道363以及制冷剂返流复热流道364，所述换热器二37内自下而上设置有气相天然气物料冷却流道371、制冷剂气相流道二372以及制冷剂返流流道373，所述副冷箱33内自下而上设置有液相复热流道331和气相返流冷却流道332。
本优选实施例所述的油田伴生气回收系统还包括与所述主冷箱连接的循环制冷模块7，该循环制冷模块包括依次连接的高压压缩机71、低压压缩机72以及制冷剂气液分离器73，所述制冷剂气液分离器的液相出口依次经制冷剂液相流道361和节流阀四74连接制冷剂返流复热流道364，所述制冷剂气液分离器的气相出口依次经制冷剂气相流道一362、制冷剂气相流道二372、节流阀五75、制冷剂返流流道373连接制冷剂返流复热流道364，所述制冷剂返流复热流道的出口端连接高压压缩机的入口端。
本优选实施例所述的循环制冷模块7能够实现制冷剂在主冷箱内31的循环再利用，从而达到节约油田伴生气回收成本的目的，具体的，混合制冷剂分别经高压压缩机71和低压压缩机72增压冷却后，经冷剂气液分离器73分离出气、液两相，其中液相制冷剂经制冷剂液相流道361预冷至-70℃，再经节流阀四74节流降压后，进入制冷剂返流复热流道364；气相制冷剂则分别经制冷剂气相流道一362、制冷剂气相流道二372预冷至-161℃，再经节流阀五75和制冷剂返流流道373与返流的液相制冷剂混合后进入制冷剂返流复热流道364复温至31℃后返流至高压压缩机入口。
在具体的使用中，油田伴生气回收的具体工艺流程包括：
油田伴生气通过预处理模块进行净化：首先通过过滤装置除去伴生气中的粉尘或颗粒，再由压缩机增压冷却后进入净化装置依次进行脱碳、脱水脱汞，从净化装置产生两股物流，分别为CO2酸气混合物以及天然气混合物；
稳烃的分离：CO2酸气混合物经冷干机冷却后进入三相分离器分后为气相、液相和油相，气相为CO2酸气直接送入高点放空，液相排放至污水系统，而油相稳烃在输送泵的作用下储存到稳烃储罐中；
天然气的分离液化：所述天然气混合物进入主冷箱，经换热器一内的天然气混合物冷却流道冷却至-70℃后，从重接触塔的下端入口进入塔内分为气相和液相两股物料，其中气相物料自下而上从塔顶气相出口引出，液相物料从塔底液相出口经增压泵进入副冷箱液相复热流道复热至-45℃后，从脱乙烷塔的顶部入口进入塔内，所述脱乙烷塔底部设置有再沸器一，机构再沸器加热后，塔内液相物料中的轻组分C1、C2从脱乙烷塔顶部气相出口经副冷箱气相返流冷却流道冷却至约-75℃后，再返流至重接触塔顶部入口处与重接触塔顶的气相汇合，在由重接触塔顶部出口引出，经换热器二内气相天然气物料冷却流道冷却至-162℃，再经节流阀一降压后作为液化天然气产品送入LNG储罐；所述再沸器一中的残余液相物料经节流阀二降压后从液化气塔的顶部入口进入塔内，所述液化气塔底部设置有再沸器二，进再沸器二加热后，残余液相物料再次形成液相和气相两股物料，其中液相物料与从三相分离器分离出来的稳烃汇合，再由输送泵送入稳烃储罐，气相物料从液化气塔顶端出口引出经冷凝器冷却至48℃，再经冷却器冷却至40℃后，作为LPG产品送入LPG储罐；
以上稳烃、LNG以及LPG产品的提取可同时进行，提高了油田伴生气的回收效率，降低了运行成本。
以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种油田伴生气回收系统，其特征在于，包括：
预处理模块(1)，该预处理模块包括过滤装置(11)、增压冷却装置(12)和净化装置(13)，所述净化装置设置有CO2酸气混合物出口以及天然气混合物出口；
稳烃分离模块(2)，该稳烃分离模块包括依次连接CO2酸气混合物出口的冷却干燥装置(21)和三相分离装置(22)，所述三相分离装置的油相端口通过输送泵(23)连接稳烃储存装置(24)；
天然气分离模块(3)，该天然气分离模块包括主冷箱(31)、重接触塔(32)、副冷箱(33)、脱乙烷塔(34)和液化气塔(35)，所述主冷箱内置有换热器一(36)和换热器二(37)，所述天然气混合物出口经换热器一连接所述重接触塔的下端入口，所述重接触塔的底端液相出口依次经增压装置(321)和副冷箱连接脱乙烷塔的顶部入口，重接触塔的顶端气相出口依次经换热器二和节流阀一(4)连接有液化天然气储存装置(5)，所述脱乙烷塔底部的液相出口经再沸器一(341)和节流阀二(342)连接液化气塔的顶部入口，脱乙烷塔顶端的气相出口依次经节流阀三(343)和副冷箱连接重接触塔的顶部入口，所述液化气塔底端的液相出口经再沸器二(351)连接稳烃储存装置(24)，液化气塔顶端气相出口依次经冷凝器(352)和冷却装置(353)连接有液化石油气储存装置(6)。
2.根据权利要求1所述的油田伴生气回收系统，其特征在于，所述净化装置(13)内置有脱碳机构、脱水机构和脱汞机构。
3.根据权利要求1所述的油田伴生气回收系统，其特征在于，所述换热器一(36)内自下而上设置有制冷剂液相流道(361)、制冷剂气相流道一(362)、天然气混合物冷却流道(363)以及制冷剂返流复热流道(364)，所述换热器二(37)内自下而上设置有气相天然气物料冷却流道(371)、制冷剂气相流道二(372)以及制冷剂返流流道(373)，所述副冷箱(33)内自下而上设置有液相复热流道(331)和气相返流冷却流道(332)。
4.根据权利要求1所述的油田伴生气回收系统，其特征在于，还包括与所述主冷箱连接的循环制冷模块(7)，该循环制冷模块包括依次连接的高压压缩机(71)、低压压缩机(72)以及制冷剂气液分离器(73)，所述制冷剂气液分离器的液相出口以及依次经制冷剂液相流道(361)和节流阀四(74)连接制冷剂返流复热流道(364)，所述制冷剂气液分离器的气相出口依次经制冷剂气相流道一(362)、制冷剂气相流道二(372)、节流阀五(75)、制冷剂返流流道(373)连接制冷剂返流复热流道(364)，所述制冷剂返流复热流道的出口端连接高压压缩机。
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