一種油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明領域屬于石油化工和節(jié)能環(huán)保領域，特別涉及一種油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)及其方法。
【背景技術】
[0002]石油伴生氣是地表下孔隙性地層中天生以低分子飽和烴為主的烴類氣體和少量非烴類氣體組成的可燃混合物，它常常和原油伴生在一起。石油伴生氣組分大多數以甲烷為主，包含乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等烴類，以及少量的氮氣、二氧化碳、硫化氫、氦氣、氧氣、氫氣等氣體。
[0003]我國是發(fā)展中國家，充分利用和回收油田伴生氣資源對我國經濟和社會的發(fā)展、環(huán)境的保護，有著非常重要的意義。目前許多大油田油井中都采用了石油伴生氣的凈化回收技術，但是在很多邊遠油田，由于地形相對復雜，鋪設管道困難，經濟性不好等原因，導致所產生的石油伴生氣大多采用放空燃燒，每年燒掉的伴生氣約10億m3，相當于一百萬噸石油，隨著內陸油田的進一步開放，越來越多此類油田伴生氣資源將被浪費掉?！吨袊?jié)能技術政策大綱》中提出必須大力推廣油田伴生氣回收利用技術”，“整裝油田必須同步建設伴生氣、凝析油回收設施”。隨著國家對能源開采過程所造成的環(huán)境污染以及能源浪費治理整頓力度的加大，合理回收利用此類油田伴生氣已是當務之急，也必將是國內能源長期持久發(fā)展的一個必然趨勢。
[0004]邊遠地區(qū)零散的油田伴生氣資源具有氣量小、氣壓低、分布散、數量多、回收困難的特點，必須采用處理量小、投資少和操作彈性大的撬裝式就地回收利用技術?，F(xiàn)有油田伴生氣回收方法中，基本采用氨制冷、膨脹機制冷或者混合工質制冷提供冷量，來分離產生輕烴、液化氣和干氣，設備龐大，投資成本比較高，而且不適用于單井小氣量伴生氣，以及無管網的邊遠地區(qū)油氣田伴生氣的回收利用。
[0005]針對無法進入天然氣管網而直接放空的邊遠小氣量油田伴生氣，利用兩級低溫制冷機或其他冷源提供的兩個溫區(qū)的冷量，開發(fā)了一種分離回收輕烴和天然氣全液化的流程
目.ο

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在不足，提供一種油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)及其方法。具有投資成本低、操作方便、操作彈性大的優(yōu)點。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案為:
油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)包括順次連接的伴生氣預處理裝置、回熱器、第一冷凝器、氣液分離器、節(jié)流閥、第二冷凝器、LNG儲罐、調節(jié)閥，伴生氣預處理裝置包括順次連接的除油裝置、除塵凈化裝置、脫酸性氣體裝置、脫水裝置、吸附分離氮氣裝置，回熱器輕烴出口與調節(jié)閥連接，氣液分離器下部與回熱器輕烴進口連接。
[0008]所述的LNG儲罐與第二冷凝器形成回路。所述的除塵凈化裝置根據氣源潔凈程度選用旋風分離器、金屬絲網和中空纖維濾芯組合的方式，或者只采用金屬絲網和中空纖維濾芯。
[0009]油田伴生氣全液化回收方法是:油田伴生氣首先通過除油裝置、除塵凈化裝置、脫酸性氣體裝置、脫水裝置、吸附分離氮氣裝置，依次脫離掉液態(tài)油、固體雜質、0)2和H 2S酸性氣體、水和氮氣，然后進入第一冷凝器換熱冷凝，冷凝溫度為_60°C ~_120°C，冷凝分離出輕烴，排出回收輕烴的冷量通過回熱器實現(xiàn)冷量再利用，干氣節(jié)流降溫后進入第二冷凝器換熱冷凝，冷凝溫度為_162°C，干氣在二級冷凝器內液化并儲存在LNG儲罐內。
[0010]所述第一冷凝器、第二冷凝器的冷量由斯特林制冷機、脈管制冷機、熱聲制冷機、G-M制冷機小型低溫制冷機一臺或多臺提供，或低溫流體提供；所述的干氣節(jié)流減壓到0.12-0.13MPa。
[0011]本發(fā)明通過利用兩級冷凝換熱裝置(可采用大冷量斯特林制冷機提供冷源)提供的冷量，同時實現(xiàn)了油田伴生氣中的輕烴的分離回收和天然氣的液化。該工藝流程不僅能夠解決偏遠地區(qū)油氣井口伴生氣的回收問題，而且操作方便，成本低，資源回收率高，無污染，實現(xiàn)了油田采油過程中的零排放，在節(jié)約資源和保護環(huán)境方面效果顯著。
【附圖說明】
[0012]圖1為油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)結構示意圖；
圖中，伴生氣預處理裝置1、除油裝置1.1、除塵凈化裝置1.2、脫酸性氣體裝置1.3、脫水裝置1.4、吸附分離氮氣裝置1.5、回熱器2、第一冷凝器3、氣液分離器4、節(jié)流閥5、第二冷凝器6、LNG儲罐7、調節(jié)閥8。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示，油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)包括順次連接的伴生氣預處理裝置1、回熱器2、第一冷凝器3、氣液分離器4、節(jié)流閥5、第二冷凝器6、LNG儲罐7、調節(jié)閥8，伴生氣預處理裝置I包括順次連接的除油裝置1.1、除塵凈化裝置1.2、脫酸性氣體裝置1.3、脫水裝置1.4、吸附分離氮氣裝置1.5，回熱器2輕烴出口與調節(jié)閥8連接，氣液分離器4下部與回熱器2輕烴進口連接。
[0014]所述的LNG儲罐7與第二冷凝器6形成回路。所述的除塵凈化裝置1.2根據氣源潔凈程度選用旋風分離器、金屬絲網和中空纖維濾芯組合的方式，或者只采用金屬絲網和中空纖維濾芯。
[0015]油田伴生氣全液化回收方法是:油田伴生氣首先通過除油裝置1.1、除塵凈化裝置1.2、脫酸性氣體裝置1.3、脫水裝置1.4、吸附分離氮氣裝置1.5，依次脫離掉液態(tài)油、固體雜質、0)2和H2S酸性氣體、水和氮氣，然后進入第一冷凝器3換熱冷凝，冷凝溫度為-60°C — 120°C，冷凝分離出輕烴，排出回收輕烴的冷量通過回熱器2實現(xiàn)冷量再利用，干氣節(jié)流降溫后進入第二冷凝器6換熱冷凝，冷凝溫度為_162°C，干氣在二級冷凝器6內液化并儲存在LNG儲罐7內。
[0016]所述第一冷凝器3、第二冷凝器6的冷量由斯特林制冷機、脈管制冷機、熱聲制冷機、G-M制冷機小型低溫制冷機一臺或多臺提供，或低溫流體提供；所述的干氣節(jié)流減壓到
0.12-0.13MPa。兩個溫區(qū)的冷量既可以由單臺兩級制冷機提供，也可以由分別工作在兩個溫區(qū)的兩臺制冷機提供。為了在兩個溫區(qū)分別提供更高的冷量，可以采用多臺制冷機并聯(lián)或者串聯(lián)的方式輸出冷量。
【主權項】
1.一種油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)，其特征在于包括順次連接的伴生氣預處理裝置(1)、回熱器(2)、第一冷凝器(3)、氣液分離器(4)、節(jié)流閥(5)、第二冷凝器(6)、LNG儲罐(7)、調節(jié)閥(8)，伴生氣預處理裝置(I)包括順次連接的除油裝置(1.1)、除塵凈化裝置(1.2)、脫酸性氣體裝置(1.3)、脫水裝置(1.4)、吸附分離氮氣裝置(1.5)，回熱器(2)輕烴出口與調節(jié)閥(8)連接，氣液分離器(4)下部與回熱器(2)輕烴進口連接。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的LNG儲罐(7)與第二冷凝器(6)形成回路。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的除塵凈化裝置(1.2)根據氣源潔凈程度選用旋風分離器、金屬絲網和中空纖維濾芯組合的方式，或者只采用金屬絲網和中空纖維濾芯。
4.一種使用如權利要求1所述系統(tǒng)的油田伴生氣全液化回收方法，其特征在于油田伴生氣首先通過除油裝置(1.1)、除塵凈化裝置(1.2)、脫酸性氣體裝置(1.3)、脫水裝置(1.4)、吸附分離氮氣裝置(1.5)，依次脫離掉液態(tài)油、固體雜質、COjPH2S酸性氣體、水和氮氣，然后進入第一冷凝器(3)換熱冷凝，冷凝溫度為-60°C~-12(TC，冷凝分離出輕烴，排出回收輕烴的冷量通過回熱器(2)實現(xiàn)冷量再利用，干氣節(jié)流降溫后進入第二冷凝器(6)換熱冷凝，冷凝溫度為_162°C，干氣在二級冷凝器(6)內液化并儲存在LNG儲罐(7)內。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一冷凝器(3)、第二冷凝器(6)的冷量由斯特林制冷機、脈管制冷機、熱聲制冷機、G-M制冷機小型低溫制冷機一臺或多臺提供，或低溫流體提供。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的干氣節(jié)流減壓到0.12-0.13MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油田伴生氣全液化回收系統(tǒng)及其方法。包括順次連接的伴生氣預處理裝置、回熱器、第一冷凝器、氣液分離器、節(jié)流閥、第二冷凝器、LNG儲罐、調節(jié)閥，伴生氣預處理裝置包括順次連接的除油裝置、除塵凈化裝置、脫酸性氣體裝置、脫水裝置、吸附分離氮氣裝置，回熱器輕烴出口與調節(jié)閥連接，氣液分離器下部與回熱器輕烴進口連接。本發(fā)明利用兩級冷凝換熱裝置提供的冷量，同時實現(xiàn)了油田伴生氣中的輕烴的分離回收和天然氣的液化。不僅能夠解決偏遠地區(qū)油氣井口伴生氣的回收問題，而且操作方便，成本低，資源回收率高，無污染，實現(xiàn)了油田采油過程中的零排放，在節(jié)約資源和保護環(huán)境方面效果顯著。
【IPC分類】C10L3-10
【公開號】CN104845692
【申請?zhí)枴緾N201510156325
【發(fā)明人】孫大明, 張寧, 張沖, 徐雅, 沈愜, 喬鑫
【申請人】浙江大學, 江蘇克勞特低溫技術有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月3日