新型天然气分离设备在榆林气田的应用

第27卷第3期石油化工应用Vol 27 No. 32008年6月PETROCHEMICAL INOUSTRY APPLICATIONJune 2008新型天然气分离设备在榆林气田的应用王晓强12(1中国石油长庆油田公司第二采气厂,陕西榆林7190002.西安石油大学西安71005)摘要:榆林气田夭然气低温分离工艺逐渐趋于成熟,而提高气液分离效率是低温分离工艺的关键近年来一些新型的天然气分离设备在榆林气田的应用取得了成功,处理后的天然气达到了国家标准关键词:低温分离;颇尔气液分离装置;立式精细分离器;强制旋流嗄收吸附气液分离器中国分类号:TF645文献标识码:B文章编号:1673-5285(200803-0042-04目前在榆林气田南区的开发中,采用在集气站进集气站内,单井来气首先进入加热单元进行温度行同时脱水脱油的集输工艺已获得成功外输天然气调节,以保证节流后低温分离温度要求;在节流阀前由水、烃露点达到国家标准《天然气》中Ⅱ类气质标准注醇单元向气流中注入甲醇,以防止节流后水合物生(GB17820-1999成;经节流阀节流膨胀制冷,达到低温分离操作温度,榆林气区天然气低含凝析油的高压气藏气,由于有进入低温分离单元;在低温分离单元中天然气经一级足够的压力能可供利用,故在气田开发中可采用节流膨气液重力分离器进行气液分离后,分离出大量的凝析胀制冷获得所需低温,经冷却后同时脱水、脱油满足管油水和固体颗粒,进入二级颇尔预过滤器过滤分离出输天然气的要求从而降低工程投资和运行费用。几乎全部的固体颗粒及少量凝析油和水,再进入三级颇尔气液聚结器聚结出凝析油和水,经检测出口水露1榆林气田集气站天然气处理流程简介点合格后直接计量外输至干线。注醇单元原料气加热单元低温分离单元[一级气液重囗」二级颇尔三级颇尔气产品气力分离器预过滤器液聚结器图1榆林气田集气站天然气处理流程图滴有效分离,榆林气田低温分离工艺主要采用了纤维聚结分离设备为气液聚结器为了保证气液聚结器长2气液聚结器在榆林气田的应用期高效运行,在气液聚结器前增设了一级预过滤设备,预过滤器主要是过滤气体中较大的固体颗粒,对第二提高气液分离效率是低温分离工艺的关键。由于级气液聚结器起保护作用气流中雾状液滴直径常在01-1.m之间,采用一般气液聚结器是专为脱除气体中的微小液滴设计的重力、机械和丝网除雾等传统的分离方法不能使雾的,它主要采用了疏油/硫水技术,对滤芯进行化学处幸收稿日期:2008-03-02作者简介:王晓强,1974年生,男,山东临清人,工程师,199年毕业于中国石油大学(华东),学士,主要从事设备管理工作,现攻读西安石油大学工程硕士学位。第3期王晓强新型天然气分离设备在榆林气田的应用理降低介质表面的能量提高聚结液体的排液速度,使21颇尔气液分离装置组成单位介质的液体处理量大大增加,可以降低饱和压降由预过滤器和气液聚结器组成。预过滤器主要是以及迅速从液体涌动中得到恢复,采用最佳圆柱状并除去天然气中固体颗粒,过滤精度可达到03μm(去除通过打褶结构使整个滤芯的流量均匀分配。它由树脂效率998%),以保护下游气液聚结器,延长其使用寿粘结的大面积、多褶介质构成外裹无纺聚合物支撑及命。气液聚结器主要是去除天然气中的凝液研究表明排液层,在低压下很宽的流速范围内都可实现高效分天然气中杂质液滴大小在01-1.0m范围内,这些液离外部排液层起着排出聚结的液体污染物、同时防止滴很容易随气体一起通过,用传统机械分离不能分离夹带的作用,在流速和液体浓度波动的情况下依然具出来颇尔气液聚结器专为去除这一范围的液滴设计有高效性。由于采用了以上技术,几乎能除去气流中所能将液滴去除至001pmW以下,甚至可达有的固体颗粒和液体污染物,下游液体含量可降至0009mw,即去除粒径为01μm的液滴。0003ppmW。上腔室聚结器滤芯出口净化气湿气上腔室排液口入口湿气中排液口下腔室中出气口下腔室排液口排液口图2预过滤器及气液聚结器剖面图22颇尔预过滤器结构及主要过滤元件在受压时不易损坏,容污量更高、渗透性更强、使用寿颇尔过滤器系统剖面如图2所示,为立式滤壳最命更长。高工作压差03MPa,内装9根MCC1401滤芯,采用树2.3颇尔气液聚结器结构及主要过滤元件脂粘结玻璃纤维介质,结构坚固,具有容污量高净压颇尔气液聚结器系统剖面如图2所示,为立式外降低、寿命长和操作费用低的特点。壳,最高工作压差02MPa,内装19根C3LC02型滤1采用打褶设计,使其在很小的柱状体积下具有芯,其结构特征如下:高效的过滤面积与传统的过滤器相比,其过滤面积超1正向密封机制:滤芯一端的O型圈可防止污染出10倍以上,使得流通密度更低,而流通密度与滤芯物通过。寿命成反比。同时通量减半时滤芯的处理量可能增加2金属支撑轴心力量由一根打孔的不锈钢柱支4倍,过滤面积大也意味着更换周期延长,滤芯用量减撑,同时还能够提供液涌保护。少,费用降低。3聚结器的折褶介质:聚结器由树脂粘结的大面2内部由不锈钢端盖保护,通过内0型圈正向密积、多褶介质构成外裹无纺聚合物支撑及排液层,在封,可满足迅速便捷更换滤芯的要求降低维修费用,低压下很宽的流速范围内都可以实现高效分离。同时缩短了维修时间,减少了系统停车时间。4外部排液层:外层包裹的聚合物,起着排出聚结3由于采用优质的材料先进的技术其纤维直径的液体污染物同时防止夹带的作用在流动速率和液更细,有效体积或孔隙增大并具有足够的强度可以体波动的情况下可以保持高效性。石油化工应用2008年第27卷5外加强层:支撑滤芯介质。在榆林南区的低温分离工艺中,由于各个单井的6专利疏油硫水技术:经颇尔专利的疏油硫水处产气量进站压力进站温度差异较大,且目前采用的理后介质表面的能量降低,即使在气体高速流动时也是负压八井式加热炉,单井节流后的温度很难控制,当具有很高的排污能力,可防止雾沫夹带,同时聚结单元低产井进行一级分离时,节流后的温度较高而不能实的体积也会缩小。现低温分离导致天然气中携带大量的水汽,在到达混7流体的相容性其与水、凝析油具有相容性。合点时遇到大量的冷气而温度迅速下降,热气中的水聚丙烯端盖:整个滤芯封入聚丙烯端盖中,可防汽遇冷会析出大量的游离态水,而二、三级分离只能分止污染物旁通同时增加滤芯强度。离气相中的小颗粒液滴,一旦一级分离后有大量的液24颇尔气液分离装置运行效果评价体被带到下游则会形成大量水合物,产生封堵现象1.气液聚结器能脱除低温天然气中的凝析油,可对颇尔分离器滤芯有较大冲击,导致滤芯变形,减小了有效防止外输管线中凝析油的析出现象过滤面积。如果不能及时发现和更换滤芯,会造成大量2气液聚结器在脱除凝析油的同时可脱除低温积液带入下游造成外输气水露点不合格;另一方面需天然气中的水,使出口气水露点≤-5℃符合外输气质经常更换滤芯大大增加了天然气生产的操作成本。为量标准。了解决这一问题,在2004年以来在各新建集气站增加3.在低温分离工艺中采用预过滤器和气液聚结了强制分离器,实现从生产分离器出来的气体进行二器,无需再采用加热炉和脱水橇简化了天然气的净化次分离即干处理后再通过预过滤器。由于强制分离器处理工艺。的精细度较好,可以更有效的脱除天然气中的水和轻4气液聚结器设计合理,流程简单,操作方便,适烃减小预过滤器的负荷,同时减少或停止预过滤器注合在天然气低温分离工艺中应有。醇使预过滤器更有效的发挥其作用。3新型强制分离器的应用生产分离器◆排污单井来气器◆排污排污外输气计量分离器w排污图3低温分离工艺流程如图3所示,在原有低温分离工艺流程基础上,新初分离后的气体向上运动,经过设置在壳体上部的整增强制气液分离器,可以和生产分离器串联或并联运流装置对气体进行整流,以满足气液分离的要求。在行,以方便运行效果对比评价。此,粒径较小的雾状液滴在整流装置表面得到捕集并目前现场主要釆用的新型强制分离器主要有两种,互相碰撞聚集后通过导液管流入设备的储液区,经过种是立式精细分离器,另一种是强制旋流吸收吸附整流装置处理后的气体继续流向出口装置,在出口装气液分离器置内,设置有网垫除雾器和液滴过滤元件网垫除雾器31立式精细分离器作为出口装置的第一级分离元件,主要是去除粒径大立式精细分离器结构及工作原理:于1pm的液滴,而液滴过滤元件将粒径大于0pm的油气混合物由设置在简体下部的入口首先从切向液滴全部去除。气体经过出口逸出设备而储液区内的通过离心方式进入设备内将气液混合物进行初分离,液体通过液面调节器调节后流出设备,完成气液分离第3期王晓强新型天然气分离设备在榆林气田的应用强制旋流吸收吸附气液分离器结构及工作原理:流体经气液人口进入分离器内,在螺旋型通道中由下向上作强制性旋转运动使流体产生离心力在离心力的作用下离心力大的液滴向吸收吸附层聚集,由于吸收吸附层对液滴动能的吸收作用,提高了吸收吸附层对液滴的吸附能力。被吸附的液滴不断聚积在重力作用下经吸收吸附层与筒体之间的间隙向下沉降流入筒体下部,从液体出口排出;而前面未被吸收吸附层吸收或被反弹回流体的液滴又在强制作用、离心力作用、吸收吸附作用下,不断重复液滴聚集、气液分离过程,从而使液滴不断地从流体中分离出来。脱除液滴后1出口装置2液滴过滤原件;3网垫除雾器;4手孔5储液区;的气体则经中心立管从气体出口流出。6底座7排污口8入口,9整流装置筒体内由中心立管、螺旋形隔板和吸收吸附层构田4立式精细分离器成的分离结构消除了气体离心运动的盲区,综合利用过程;由于固体颗粒的重度大于液体因此固体颗粒的了目前各种分离器的分离原理,是重力沉降分离作用、分离与液体相似而且比液体更容易。在设备控制上,离心分离作用碰撞吸附分离作用等的综合应用。离心设置一套远传式液面调节器和一套就地式液面计安作用使液滴向吸收吸附层聚集,吸收吸附层对液滴的装在液面处通过液面调节器控制与调节气液界面以吸附和液滴的重力沉降是在液滴富集的状态下完成保证有稳定的气液界面和分离流场,并可实现液位的的,离心分离碰撞吸取分离重力沉降分离作用都得远传控制、调节与就地显示;在液体出口处设置有效果到了充分的发挥。良好的防涡装置,以阻止气体的“二次夹带”。3.3运行效果32强制旋流吸收吸附气液分离器从几年来的运行情况来看,天然气经过强制分离器后的水露点基本能达到外输Ⅱ类商品气质标准要求,可以有效保护颇尔预过滤器、气液聚结器,提高外输天然气质量。参考文献[1]李时宣等,长庆气田天然气净化工艺技术介绍门天然气工业,200525(4)2]刘子兵等,低温分离工艺在榆林气田天然气集输中的应用J,天然气工业,200323(4)3]李莲明等,气液聚结器在天然气低温分离工艺中的应用门天然气与石油,200220(3)图5强制旋流吸收吸附气液分离器Application of new separates in yulin gas fieldWANG Xiaoqiang 1.2(1. Gas Production Plant No. 2 of Petro China Changqing Oilfield CompanyYulin Shanxi, 719000, China; 2. Xi'an Shiyou University, Xi'an Shanxi, 710065, China)Abstract: Low temperature separation process has got success, and the focus is improving efficiency of separation.Application of new separates in Yulin Gas Field got purpose, and it make natural gas reach nation standardKey words: dehydrocarbon dehydration; separater, low temperature separation process