苏里格气田不凝气节能减排的应用分析

许嘉杨，程小路，郑伟，李文鹏，史卫涛

（中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗017300）

苏里格气田不凝气节能减排的应用分析

许嘉杨，程小路，郑伟，李文鹏，史卫涛

（中国石油长庆油田分公司第三采气厂，内蒙古乌审旗017300）

长庆油田苏里格气田属于凝析气田。在天然气开采、运输过程中，伴有大量的天然气凝液，该凝液一般称为凝析油。凝析油中的不稳定组分受热后极易挥发，挥发出的不凝气若直接排至大气不仅造成环境污染，而且是能源的极大浪费。本文通过对苏里格气田将凝析油加热处理后，其中不稳定组分挥发并作为燃料气补充供热系统的应用进行剖析，对其采用的工艺流程、工艺参数进行了介绍和评价，对应用效果、经济效益进行详细的计算分析，提出了不凝气在日常应用中出现的问题和对应的解决措施，有助于提高不凝气利用效率。

凝析油；不凝气；节能；降耗

从天然气凝液中加热后提取的不稳定成分，以丁烷和更轻的烃类为主要成分的混合气态石油产品，又称为不凝气。天然气凝液中含有大量的凝析油，该液态石油物中的不稳定组分，易挥发、易燃易爆，给凝析油的储存运输带来了一定的危险性。为避免凝析油在储存、运输中发生危险，处理厂在凝析油储存、运输前对其进行稳定处理，即将凝析油加热80℃左右，使其中的未稳定部分（C1～C4）较完全地挥发，稳定后的凝析油产品其饱和蒸汽压执行国家标准GB9053-1998《稳定轻烃》2号稳定轻烃的质量指标，进入凝析油产品罐储存。而经加热后挥发的不凝气，其热值较高，若直接排入大气，不仅造成了环境的污染，同时也是资源的极大浪费。充分考虑以上因素后，苏里格气田设计将凝析油稳定塔顶部的不凝气冷却降温、除去少量杂质后，进入供热系统，补给燃料气，减少燃料气耗量，节约能源。苏里格气田某天然气处理厂未稳定凝析油成分组成表（见表1），《稳定轻烃》GB9053-1998中轻烃标准（见表2）。

表1　脱油脱水装置来凝液组成表

表1　脱油脱水装置来凝液组成表（续表）

表2　《稳定轻烃》GB9053-1998中轻烃标准

1　不凝气生产工艺流程

苏里格气田天然气处理厂初步分离所得的未稳定凝析油，经凝析油稳定装置加热处理，除去其中的C1～C4的轻组分，得到C5～C8的稳定组分。其处理工艺为：凝析油经闪蒸油室排至凝析油缓冲罐（V-7111），经凝析油缓冲罐缓冲静置后，进入凝析油稳定撬（V-6731）。凝析油在凝析油稳定撬体内，经约100℃的导热油加热至80℃，凝析油中的轻组分（C1～C4（不凝气））、水受热后挥发，由凝析油缓冲罐罐顶分离出的少量不凝气通过压力控制阀和稳定塔顶不凝气气混合后进入低压燃气分液罐，经低压燃气分液罐过滤分离，除去该气体中所携带的固体颗粒杂质和游离液体后，与闪蒸分离器排出的闪蒸气、燃料气区来的天然气混合，作为燃料气进入导热油炉，补充燃料气。凝析油中的重组分（C5～C8）塔底稳定后的凝析油经两级凝析油换热器及凝析油后冷器冷却至30℃～40℃后去稳定凝析油罐储存（见图1）。

图1　不凝气走向示意图

2　不凝气应用效果分析

2.1不凝气产量统计分析

表3　苏里格气田各处理厂不凝气产量情况表

从表3、表4可以看出，苏里格气田各处理厂凝析油稳定装置运行压力和温度较设计值均偏低，主要原因是：各处理厂闪蒸分离器、低压燃料气系统运行压力都比较低，且温度过高不凝气气量大，易造成携液严重现象。由《稳定轻烃》GB9053-1998中二号稳定轻烃标准要求：饱和蒸汽压值小于74 kPa。若执行饱和蒸汽压值小于74 kPa的控制指标，由表3、表4可知，当控制凝析油稳定装置运行温度在70℃左右、压力在0.25 MPa时，处理后凝析油符合二号稳定轻烃标准，且不凝气气量较大。

苏里格气田某天然气处理厂控制凝析油稳定撬运行压力在0.25 MPa～0.3 MPa，运行温度在70℃～90℃，历经一年的运行考量，该天然气处理厂不凝气累积产量（见表5）。

表4　稳定凝析油饱和蒸气压统计表

表5　月累计不凝气产量统计表

由图2可知，不凝气、闪蒸气产量与天然气处理量、凝析油产量变化趋势基本一致。由表5可知，处理厂不凝气年累计产量约24万m3，若将不凝气直接排入大气，按每立方米1元计算，每年将提高成处理厂生产运行成本约24万元。

图2　不凝气月累计产量变化趋势图

2.2经济效益

若苏里格某天然气处理厂日均处理天然气1 000× 104m3，则其供热站日均消耗燃料气约2 900 m3，按照一年365 d计算，年累计耗天然气为x，每立方米天然气按1元计算，费用消耗为M：即每年供热站导热油炉耗燃料气约105.9万m3，累计消耗资金约105.9万元。

若凝析油稳定装置运行温度为70℃，天然气日均处理量1 000万m3，由表3可知，该装置日产不凝气约1 100 m3，按照一年365 d计算，年累计产不凝气约x’：

若充分利用不凝气，则年累计可节约天然气Δx：

每立方米天然气按1元计算，节约能耗费用为ΔM：

由此可知，合理、有效地使用不凝气，不仅可以节约能源、减少生产运行成本，同时，不凝气的有效利用，防止了不凝气经火炬燃烧后直接排放至大气，污染环境。

3　生产运行中出现的问题及解决措施建议

3.1不凝气组分分析

苏里格气田某天然气处理厂不凝气全组份分析报告可知，单位体积不凝气中，CH4（甲烷）含量53.485 1%，C2H6（乙烷）含量27.718 9%，C3H8（丙烷）含量9.609 2%，iC4H10（异丁烷）2.004 9%，nC4H10（正丁烷）2.423 8%，即单位体积不凝气中，C1～C4含量约95%（见表6）。

临界温度，即使物质由气态变为液态的最高叫临界温度。每种物质都有一个特定的温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质都不会液化，这个温度就是临界温度［1］。目前苏里格气田某天然气处理厂凝析油稳定撬运行压力为0.3 MPa，在该压力条件下，产生的不凝气冷凝温度（见表7）。

表6　不凝气组分中各物质临界温度

表7　苏里格某天然气处理厂不凝气冷凝温度

烷烃充分燃烧化学方程式：

烷烃不充分燃烧化学方程式：

由上述可知，当不凝气压力为0.3 MPa时，其C1～C4组分在温度＜20℃时，不凝气中各气态组分易被冷却，析出凝液。该凝液若与不凝气、闪蒸气以及燃料气区来冷干天然气混合燃烧，由于燃烧不充分，将会造成导热油炉内积碳、结焦严重，导致炉体管道局部过热，损害机械强度，烧穿炉管以至引起严重的安全事故。

由于不凝气中C1～C4组分属于不稳定组分，受热后极易挥发。该不稳定组分若二次冷凝储存或直接排入生产污水系统，不仅降低了不凝气的利用率，同时当夏季气温升高时，C1～C4组分的挥发将为处理厂安全平稳运行带来了较大的安全隐患。

表8　2014年不凝气液化情况跟踪表

在凝析油稳定装置正常运行的情况下，控制凝析油稳定装置运行温度为60℃，取得不凝气样品并化验其全组份，由化验结果可知，所分离的不凝气组分中，C1～C4含量约81.203 8%，其余重组分含量15.737 4%。由表8可知，从低压燃气分液罐出口至导热油炉地埋管线中不凝气中部分会凝析出液体，经测量进过滤分离器进口闪蒸气不凝气温度为10℃左右，凝析油稳定塔塔顶温度20℃左右，导热油炉燃气温度冬季为5℃，夏季为20℃左右，初步分析原因为不凝气出塔后析出液量与塔顶温度有直接关系，因为塔顶不凝气为饱和气体，降温后会析出凝液。若塔顶温度较高，而环境温度较低，比如冬季，则不凝气作为燃料气后，凝液较多。而塔顶温度由主要由进塔温度（无塔顶分凝器）及塔顶分凝器提供的冷却负荷确定。温度降低析出液体凝液积聚至一定容量后，凝液将随燃料气一同进入导热油炉，为导热油炉的安全运行，带来了较大的安全隐患。

4　结论

随着天然气的开采与处理量的增加，凝析油产量及不凝气产量也将随之增加，有效地利用凝析油稳定装置分离的不凝气，不仅降低了导热油炉天然气耗量，防止不凝气经火炬燃烧后将废气直接排入大气，污染环境，节约工业生产成本，提高科学管理水平，综合经济效益十分可观。

［1］王勇，呼延念超，等.长庆油田苏里格气田凝析油稳定工艺研究［J］.石油与天然气化工，2009，38（2）：109-110.

［2］GB9053-1998稳定轻烃.

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.06.011

TE377

A

1673-5285（2015）06-0040-04

2015-04-15