第七章 天然气处理与轻烃回收.ppt

第七章 天然气净化与轻烃回收 第一节 天然气处理 1、天然气来源与分类 按矿藏特点的不同可将天然气分为气井气（gas well gas）、凝析井气（condensate gas）和油田气（oil field gas）。前两者合称非伴生气（unassociated gas），后者也称为油田伴生气（associated gas）。 天然气来源与分类 气井气：即纯气田天然气，气藏中的天然气以气相存在，通过气井开采出来，其中甲烷含量高。 凝析井气：即凝析气田天然气，气藏中天然气以气体状态存在，是具有高含量可回收烃液的气田气，其凝析液主要为凝析油，其次可能还有部分被凝析的水，这类气田的井口流出物除含有甲烷、乙烷外，还含有一定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烃类。 天然气来源与分类 油田气：即油田伴生气，它是伴随原油共生，是在油藏中与原油呈相平衡接触的气体，包括游离气（气层气）和溶解在原油中的溶解气，从组成上亦认为属于湿气。在油井开采情况中，借助气层气来保持井压，而溶解气则伴随原油采出。 油田气采出的特点是：组成和气油比（gas-oil ratio，GOR，一般为20～500m3气/t原油）因产层和开采条件不同而异，不能人为地控制，一般富含丁烷以上组分。 天然气来源与分类 为了降低原油的饱和蒸气压，防止原油在储运过程中的挥发耗损，油田上往往采用各种原油稳定工艺回收原油中C1～C5组分，回收回来的气体，称为原油稳定气，简称原稳气。 2、天然气处理与加工的范畴 天然气是在岩石圈中生成的，必须通过油气井开采出来。所谓天然气处理与加工就是指从井口到输气管网的全部过程。一般经过采气管线、井场分离、集气管线、净化处理、轻烃回收、输气管网等过程。 处理水饱和的、未加工的、酸性的富气的天然气步骤可以用下图大概表示出来。 天然气处理框图 3、商品天然气技术指标 热值（heat value） 单位体积或质量天然气的高发热量或低发热量。 为使天然气用户能恰当地确定其加热设备，确定热值是必要的。 天然气质量的一个重要指标就是沃泊数（Wobbe number），它是天然气最高热值与相对密度的平方根的比值。 商品天然气技术指标 含硫量（sulfur content ） 常以H2S含量或总硫（H2S及其它形态的硫）含量来表示。 为了控制天然的腐蚀性和出于对人类自身健康和安全的考虑，一般而言，H2S含量不高于6～24mg/m3。 油田气由于往往不含硫，故一般不进行脱硫处理。 商品天然气技术指标 烃露点（hydrocarbon point） 在一定压力下从天然气中开始凝结出第一滴液烃时的温度，它与天然气的压力和组成有关。 为防止天然气在输配管线中有液烃凝结并在管道低洼处积液，影响正常输气甚至堵塞管线，目前许多国家都对商品天然气规定了脱油除尘的要求，规定了一定压力条件下天然气的最高允许烃露点。 商品天然气技术指标 水露点（water dew point）与水蒸气含量 在地层温度和压力条件下，水在天然气中通常以饱和水蒸气的形式存在，水蒸气的存在往往给天然气的集输和加工带来一系列的危害，因此，规定天然气的水蒸气含量是十分重要的。 天然气的含水量以单位体积天然气中所含水蒸气量的多少来表示，有时也用天然气的水露点来表示。 商品天然气技术指标 水露点指在一定压力条件下，天然气与液态水平衡时（此时，天然气的含水量为最大含水量，即饱和含水量）所对应的温度。 一般要求天然气水露点比输气管线可能达到的最低温度低5～6℃。 天然气气质标准 4、天然气净化内容 伴生气内除烃类外，一般还含有水蒸气及相当数量的H2 S、CO2等酸性气体。 所谓天然气净化就是脱出水蒸气、硫化氢和二氧化碳等有害气体。 5、天然气脱水方法 冷冻法 固体吸收法 液体吸收法 （1）冷冻法 将含水天然气降温．使气中所含水分凝析出来排出。常用的降温手段为： （1）氨制冷：液氨气化时要吸收大量的热量，利用氨气化吸取天然气热量，使其温度下降到-5到-10oC。 （2）节流膨胀：天然气经节流阀节流降压后，管内天然气在近似绝热条件下膨胀，致使天然气自身温度降低。 （3）加压后冷却：天然气在温度不变的条件下，含水量随压力的增高而减少，因而可以先对天然气加压然后冷却除去水分。 （2）液体吸收法 采用吸湿性较强的液体与天然气接触，气 中含水被吸收，吸收了水分的液体经处理再生后重复使用。 吸湿液主要是甘醇（三甘醇、二甘醇），使用较多的为三甘醇。 三甘醇优点：再生效果好；分解温度高，蒸发