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天然气储运工程

2016-08-03  中国石油网  秩名  浏览

  天然气的输送目前主要有两种方法,一是用管路加压输送,二是将天然气液化后用专用的油轮运输。与输油不同,天然气的生产和集输、外运必然是上下游一体化的,从气田至用户,天然气的开采、收集、处理、运输和分配是在连续密闭的系统中进行的。天然气输气干线沿线往往有多条分输管道,与各用气的城市管网相连,在城市附近往往设有调节输量用的地下储气库,形成巨大的输配气系统。

  与油井一样,气井产物除天然气外一般还含有液体和固体杂质。天然气的主要成分是可燃的烃类气体,一般包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等,其中甲烷的比例远远高于其他烃类气体。同油田一样,从井口到天然气外输之间所有的生产过程均属于气田集输生产范畴。气田集输系统的作用是收集天然气,经降压、分离、净化使天然气达到符合管输要求的条件,然后输往外输管道首站。

  1.井场工艺

  从气井井口产生的天然气,首先要经针形阀节流,这是控制气井压力大小的设施。针型阀可以是一级节流,也可以是多级节流。对高压气井,为了防止以及节流压差过大会产生水合物和剧烈震动,危及气井正常生产和人身安全,因此常采用多个针型阀串联的多级降压方式,对气井进行控制。

  由于气体节流要吸热,天然气流经针型阀时温度将大大降低,甚至产生冰堵,迫使气井停产,因此,井场设计、配套了水套炉或者换热器,采用加热的方法对节流后的天然气进行保温。

  之后天然气被送入分离器进行分离。从井口采出的天然气或多或少地含有不同比例的液体、固体杂质,如不经处理,则可能对井场的设备、管线、阀门和仪器产生堵塞。井场分离器用重力分异、离心分离或碰撞分离等物理原理,实施气液的初步分离,同时出去游离水和固体杂质。

  从井场分离器分离出的天然气,经过温度计量和流量计量后,进入集气干线;分离出的水则通过计量后进入污水池,处理达标后集中排放。

  2.单井集气的井场流程

  气井井场的流程分为单井集气流程和多经济其流程两大类。

  天然气从井口采出后,先经过一级节流降压、水套炉加热,再经过二级节流降压,然后进入分离器中,是天然气中的机械杂质、游离水和凝析油被分离出来。天然气经过计量后被送入集气干线,而分离后的液体经过油水分离、计量后,将水回注或处理后排放,液烃则运往炼油厂处理。

  单井常温分离集气工艺流程一般适用于气田建设初期气井少、分散、气井压力不高、用户近、供气量不大、不含或微含硫的单井生产和气处理,其缺点是井口(井场)数量偏多,每个井场都必须有人职守,造成定员多、管理分散、污水不便集中处理等困难,但对井距远、采气管线长的边远井,这种集气方式仍然十分适宜。

  3.集气站流程

  如果把多口井的天然气集中到某一处进行集中处理,则称之为多井集气流程或集气站流程。

  在常温集气站流程中,每个井都是通过放射状集气管线到集气站集中的,其主要流程是二级节流、一级加热、一级分离,适用于气体基本不含固体杂质和游离水(或在井场上已经进行完初步处理)的请况。任何一口井的天然气到集气站后,首先经过一级节流,把压力调到一定值(以不形成水合物为准),在经过热换器加热至预定温度,然后进行二级节流,把压力调到规定值。经节流降压后的天然气在通过分离器,将气体中所含的固体颗粒、水滴甚至少量凝析油脱出后,经流量计计量,通过汇管口使每口井的天然气集中起来,最后进入集气干线。而分离出的液体再次进行油、水分离和计量后,统一进行处理。

  多井常温分离的集气站流程与单井集气流程相比,具有所需设备和操作人员少,人员集中、便于管理的优点。

  当气体中含杂质较多时,其流程可多设计一次分离器分离流程。

  若井口天然气的凝析油含量较高,则应采用低温分离的集气站流程,尽可能高效地分离和回收凝析油。

  4.天然气净化

  天然气是很好的清洁能源和化工原料。天然气中含有水蒸气,有些还含有硫化氢和二氧化碳等酸性气体。酸性气体会使管线和设备腐蚀,同时也不符合化工原料的要求,必须进行脱除。

  (1)天然气脱硫

  天然气脱硫实际上就是脱除气体中常含有的有机硫化合物和二氧化硫、二氧化碳等酸性气体,也称天然气净化。

  (2)脱水方法

  从天然气中脱出水分,常规的是溶剂吸收和固体干燥剂吸附两种方法。目前广泛使用的是三甘醇吸收脱水和分子筛吸附脱水。

  (3)天然气凝液回收

  天然气凝液回收工艺主要有吸附法、油吸收法、冷凝分离法。(石油知识编辑部)