一种提高油田作业场站伴生气利用效率的方法与流程

本

技术实现要素：
应用于石油天然气开发和炼制行业作业场站工艺气体的回收再利用领域，特别设计一种提高油田作业场站伴生气利用效率的方法。

背景技术：

在石油开采过程中会产生大量的伴生气，目前油井井场伴生气主要通过井口定压阀、敷设集气管线、压缩机混输、同步回转油气混输等技术，一部分输送至回收利用；距离伴生气回收站点距离较远或者地面集气输送管网不完善的则输送至增压站、联合站等作业站点作为加热炉燃料直接利用。但是增压站、联合站等作业站点不具有天然气净化处理装置，直接输送至站点的伴生气流量波动大不利于连续使用；伴生气中大多含有水分、二氧化碳、硫化氢、机械杂质等非烃类化合物，直接作为燃料燃烧不充分，燃烧废气中烃类有机物含量高，污染环境；同时对加热炉损害严重，不断降低燃烧效率。因此伴生气直接作为燃料气具有浪费资源、污染环境和损害加热装置的危害。基于此，本发明提供一种油田作业场站伴生气处理方法，用于解决作为燃料气的技术缺陷。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供一种提高油田作业场站伴生气利用效率的方法，本发明提高了伴生气燃烧效率，减少有机废气和二氧化硫排放量，同时延长作业场站管线和燃烧炉使用年限。

本发明采用的技术方案为：

一种提高油田作业场站伴生气利用效率的方法，具体步骤为：在伴生气进入加热炉入口的前端，添加气体吸收装置和干燥器，所述的气体吸收装置内装有吸收剂，干燥器中装有干燥剂；场站三相分离器分离出气体依靠分离器的系统压力，首先通过气体吸收装置内的吸收剂在常温下进行脱硫脱碳一级净化，然后通过干燥器在常温下进行脱水二级净化后，再进入加热炉作为燃料气使用作为燃料气使用。

所述的气体吸收装置为混合有机胺吸收装置。

所述的伴生气在混合有机胺吸收装置中的脱硫脱碳方法为：采用混合有机胺脱除伴生气中硫化氢和二氧化碳气体；混合有机胺中总胺浓度不大于10mol/l。

按照气体吸收装置正常工况需要加载的吸收剂体积量，配制混合有机胺吸收液；所述的混合有机胺吸收液按体积比组成包括：3-5mol/l的n-甲基二乙醇胺、1.5-3mol/l的三乙烯四胺、1.0-2.0mol/l的哌嗪和溶剂，溶剂为去离子水，按照上述配比混合后得到的混合有机胺吸收液为吸收剂，将配制好的吸收剂移入气体吸收装置。

所述的干燥器中的干燥剂为含钾a型沸石分子筛。

所述的钾a型沸石分子筛的孔道直径约0.3nm。

所述的吸收剂可更换，其更换方法为：采用ph试纸测试气体吸收装置出口气体，如显示ph值接近等于7，即更换吸收剂，更换时吸收剂现配现用；更换下来的吸收剂送由原料生产厂家进行回收再生。

本发明的有益效果为：

本方法应用在伴生气无相变两级净化工艺，在伴生气进入加热炉入口的前端，添加了气体吸收装置和干燥器。伴生气通过混合有机胺吸收装置在常温下进行脱硫脱碳一级净化、含钾的a型沸石分子筛干燥器在常温下进行脱水二级净化后，再进入加热炉作为燃料气使用作为燃料气使用，提高伴生气燃烧效率，减少有机废气和二氧化硫排放量，同时延长作业场站管线和燃烧炉使用年限。本发明提供的方法二氧化碳和水蒸气的脱除率均大于97％，进入加热炉的燃料气中未检测到硫化氢及其他含硫气体，相关集输管线和加热炉未发现积炭、积水和腐蚀情况。整体上处理工艺简单，处理效果优于大型天然气处理厂站。

具体实施方式

实施例1：

为了克服上述问题，本发明提供一种提高油田作业场站伴生气利用效率的方法，本发明提高了伴生气燃烧效率，减少有机废气和二氧化硫排放量，同时延长作业场站管线和燃烧炉使用年限。

一种提高油田作业场站伴生气利用效率的方法，具体步骤为：在伴生气进入加热炉入口的前端，添加气体吸收装置和干燥器，所述的气体吸收装置内装有吸收剂，干燥器中装有干燥剂；场站三相分离器分离出气体依靠分离器的系统压力，首先通过气体吸收装置内的吸收剂在常温下进行脱硫脱碳一级净化，然后通过干燥器在常温下进行脱水二级净化后，再进入加热炉作为燃料气使用作为燃料气使用。

本方法主要是应用伴生气无相变两级净化工艺，在伴生气进入加热炉入口的前端，添加气体吸收装置和干燥器。场站三相分离器分离出气体依靠分离器的系统压力，依次通过总浓度不大于10mol/l的混合有机胺吸收装置常温下进行脱硫脱碳一级净化、钾a型沸石分子筛干燥器常温下进行脱水二级净化后，再进入加热炉作为燃料气使用作为燃料气使用，提高伴生气燃烧效率，减少有机废气和二氧化硫排放量，同时延长作业场站管线和燃烧炉使用年限。

实施例2：

基于实施例1的基础上，本实施例中，优选的，所述的气体吸收装置为混合有机胺吸收装置。

优选的，所述的伴生气在混合有机胺吸收装置中的脱硫脱碳方法为：采用混合有机胺脱除伴生气中硫化氢和二氧化碳气体；混合有机胺中总胺浓度不大于10mol/l。

优选的，按照气体吸收装置正常工况需要加载的吸收剂体积量，配制混合有机胺吸收液；所述的混合有机胺吸收液按体积比组成包括：3-5mol/l的n-甲基二乙醇胺、1.5-3mol/l的三乙烯四胺、1.0-2.0mol/l的哌嗪和溶剂，溶剂为去离子水，按照上述配比混合后得到的混合有机胺吸收液为吸收剂，将配制好的吸收剂移入气体吸收装置。

优选的，所述的干燥器中的干燥剂为含钾a型沸石分子筛。

优选的，所述的钾a型沸石分子筛的孔道直径约0.3nm。

本发明中，伴生气脱水技术：采用低硅铝比的含钾a型沸石分子筛脱除伴生气中的水蒸气。含钾a型沸石分子筛为强极性亲水性材料，孔道直径约0.3nm，伴生气中的极性水分子可自由进入而被吸收和吸附，而烃类物质分子为非极性物质不被吸附和吸附。低硅铝比定义：si/al＝1.0-1.1；本发明中sio2/al2o3的质量比1.16-1.20。

优选的，所述的吸收剂可更换，其更换方法为：采用ph试纸测试气体吸收装置出口气体，如显示ph值接近等于7，即更换吸收剂，更换时吸收剂现配现用；更换下来的吸收剂送由原料生产厂家进行回收再生。

本发明在工艺改造和处理设施安装投运后，实施过程中主要是对混合有机胺吸收剂进行更换和干燥剂含钾a型沸石分子筛进行再生处理。

1、测算作业场站三相分离器正常工况(正常工作温度、工作压力)下伴生气产生量，购置和安装具备相应处理能力的气体吸收装置和带自加热功能的干燥装装置(含钾a型沸石分子筛)。

2、购置市售的n-甲基二乙醇胺、三乙烯四胺、哌嗪成品，按照吸收装置正常工况需要加载的吸收剂体积量，配制混合有机胺吸收液：3-5mol/ln-甲基二乙醇胺(mdea) 1.5-3mol/l三乙烯四胺(teta) 1.0-2.0mol/l哌嗪(pz)，溶剂为去离子水，将配制的混合有机胺溶液移入吸收装置，净化系统整体即可启用。

3、吸收剂更换：用ph试纸测试气体吸收装置出口气体，如显示ph值接近等于7，即更换吸收剂，更换时吸收剂现配现用。更换下来的吸收剂送由原料生产厂家进行回收再生。

4、干燥剂再生处理：再生周期为2周。再生方法，打开旁通阀使气体走旁路，打开干燥器的电加热开关，升温至105℃，保持2-3小时，关闭加热电源恢复至正常温度完成干燥剂再生，关闭旁通阀恢复正常工况。

本方法应用在伴生气无相变两级净化工艺，在伴生气进入加热炉入口的前端，添加了气体吸收装置和干燥器。伴生气通过混合有机胺吸收装置在常温下进行脱硫脱碳一级净化、含钾的a型沸石分子筛干燥器在常温下进行脱水二级净化后，再进入加热炉作为燃料气使用作为燃料气使用，提高伴生气燃烧效率，减少有机废气和二氧化硫排放量，同时延长作业场站管线和燃烧炉使用年限。

2017-2018年，对长庆油田2座增压站和1座联合站按照专利要求内容进行工程改造，对三相分离器分离出的伴生气进行进化处理，在不改变原来集输工艺参数情况下，运行两年以来，二氧化碳和水蒸气的脱除率均大于97％，进入加热炉的燃料气中未检测到硫化氢及其他含硫气体，相关集输管线和加热炉未发现积炭、积水和腐蚀情况。整体上处理工艺简单，处理效果优于大型天然气处理厂站。

实施例3：

基于实施例1或2的基础上，本实施例中，优选的，按照气体吸收装置正常工况需要加载的吸收剂体积量，配制混合有机胺吸收液；所述的混合有机胺吸收液按体积比组成包括：3mol/l的n-甲基二乙醇胺、1.5mol/l的三乙烯四胺、1.0mol/l的哌嗪和溶剂，溶剂为去离子水，按照上述配比混合后得到的混合有机胺吸收液为吸收剂，将配制好的吸收剂移入气体吸收装置。本实施例提供的吸收剂在应用后，二氧化碳的脱除率为98％。

实施例4：

基于实施例1或2的基础上，本实施例中，优选的，按照气体吸收装置正常工况需要加载的吸收剂体积量，配制混合有机胺吸收液；所述的混合有机胺吸收液按体积比组成包括5mol/l的n-甲基二乙醇胺、3mol/l的三乙烯四胺、2.0mol/l的哌嗪和溶剂，溶剂为去离子水，按照上述配比混合后得到的混合有机胺吸收液为吸收剂，将配制好的吸收剂移入气体吸收装置。本实施例提供的吸收剂在应用后，二氧化碳的脱除率为99％。

实施例5：

基于实施例1或2的基础上，本实施例中，优选的，按照气体吸收装置正常工况需要加载的吸收剂体积量，配制混合有机胺吸收液；所述的混合有机胺吸收液按体积比组成包括：4mol/l的n-甲基二乙醇胺、2mol/l的三乙烯四胺、1.5mol/l的哌嗪和溶剂，溶剂为去离子水，按照上述配比混合后得到的混合有机胺吸收液为吸收剂，将配制好的吸收剂移入气体吸收装置。本实施例提供的吸收剂在应用后，二氧化碳的脱除率为98％。

如实施例4-6所示，本发明选取不同配比下配制好的吸收剂，然后在室内进行脱二氧化碳实验，并记录不同配比下的吸收剂对二氧化碳的脱除率。本发明提供的吸收剂对二氧化碳的脱除率均大于97％。同样干燥剂对水蒸气的脱除率达到97％以上。本发明中，为详细描述的实验步骤均为现有技术，本发明中将不再进一步的说明。

以上举例仅是对本发明的说明，并不构成保护范围限制，凡是与本发明相同或似的设计均属于发明保护范围之内。实施例中没有详细叙述的装置结构及其方法步骤均属于本行业公知常用或手段，这里将不再一一叙述。