2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  油田生產(chǎn)中天然氣的集氣和處理技術(shù)</p><p>  摘 要:本文主要是針對油田天然氣的加工工藝進行分析。油氣田生產(chǎn)出的天然氣,通過集氣管網(wǎng)等工藝,經(jīng)分離計量,送往天然氣處理廠脫硫、脫水,回收硫黃和液烴,能夠獲得符合標準的天然氣或者液化氣產(chǎn)品。 </p><p>  關(guān)鍵詞:集氣 脫硫 加工 回收 </p><p>  天然氣是從油氣田產(chǎn)生的,

2、主要由甲烷及少量乙烷,丙烷,丁烷,二氧化碳,氧及硫化氫等組成。一般油井伴生天然氣含甲烷一般在80%左右,最高可達95%以上,稍帶臭雞蛋的味道或汽油味,極易燃燒和爆炸。 </p><p>  一、天然氣的主要特性和成分組成 </p><p>  1.天然氣和原油的生成機理相同,普遍認為是古代生物遺骸長期沉積地下,經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生氣態(tài)的碳氫化合物,可在氣井壓裂后噴出,或伴隨油田開采原

3、油時伴隨而出。 </p><p>  2.天然氣蘊藏的成分主體是甲烷,比空氣輕,具有無色、無味、無毒之特性,比重0.65。根據(jù)天然氣蘊藏狀態(tài),又分為構(gòu)造性天然氣、水溶性天然氣、煤礦天然氣等三種。而構(gòu)造性天然氣又可分為伴隨原油出產(chǎn)的濕性天然氣、與不含液體成份的干性天然氣。 </p><p>  二、天然氣的集中收集 </p><p>  油田普遍采用的集氣方式是通過管

4、網(wǎng)實現(xiàn)分散氣體的集中收集。這種考慮對于綜合布局、氣體輸送方式、集氣壓力等問題都能得到有效的解決。集氣管網(wǎng)的布局取決于:①天然氣產(chǎn)生區(qū)塊面積和形狀;②地形和地物;③預(yù)期發(fā)展等。集氣管網(wǎng)布局的基本方式有:放射狀、枝狀、環(huán)狀三種,也可組合使用。集氣管網(wǎng),根據(jù)所輸流體中的含液量,在容許的壓力降范圍內(nèi)可采用單套管網(wǎng)氣、液混輸,也可在井場將氣和液先行分離,利用兩套管網(wǎng)氣、液分輸。集氣管網(wǎng)的壓力根據(jù)地層壓力,氣液分離工藝和輸氣系統(tǒng)的壓力要求等因素確定

5、。 </p><p>  三、天然氣的管網(wǎng)收集與集中處理工藝 </p><p><b>  1.氣液分離工藝 </b></p><p>  常溫分離 這種技術(shù)是通過加熱防止形成水合物。來自井口的天然氣,先加熱,后節(jié)流降壓,再進入分離器。氣液分離后應(yīng)分別計量。加熱程度和降壓級數(shù)取決于井口溫度和井口壓力。常溫分離一般用于干氣(戊烷及以上餾分含量少于

6、10ml/m3),可在井場或集氣站進行。 </p><p>  低溫分離來自井口剛剛生產(chǎn)出來的天然氣,要通過油水分離器進行初步處理。即先在游離水分離器中分出攜帶的游離水,分離器的壓力控制在天然氣反轉(zhuǎn)凝析壓力以上,以防烴類凝析。然后向天然氣流中注入防凍劑,如甘醇等,并節(jié)流降壓,析出的凝析油進入低溫分離器。天然氣經(jīng)換冷后輸出,凝析油吸水后的稀甘醇一起進入穩(wěn)定塔,然后在油-甘醇分離器中分開,前者送往貯罐;后者經(jīng)提濃后重

7、復(fù)使用。低溫分離一般用于濕氣(戊烷及以上餾分含量高于10ml/m3)。 </p><p>  2.天然氣脫水工藝 </p><p>  直接來自氣井或經(jīng)脫硫后的天然氣一般都含有飽和的水,以水蒸氣的方式存在。在天然管道輸送過程中,隨著壓力和溫度的變化,可能析出凝結(jié)水,甚至結(jié)成冰或固體水合物,堵塞管道,影響天然氣輸送。凝結(jié)水還將使天然氣中的酸性氣體組分對鋼材起電化學(xué)腐蝕作用。因此,天然氣進入輸

8、氣系統(tǒng)前須要進行脫水處理,使其露點較輸氣過程中最低環(huán)境溫度低5℃以上。 </p><p>  天然氣脫水主要采用三甘醇(或二甘醇)作吸濕劑。甘醇在脫水塔中自上而下與天然氣逆流接觸。吸收其中水分,使天然氣的露點降低至符合輸氣要求,并送往輸氣系統(tǒng)或下一工序。吸水后的醇由塔底流出,經(jīng)換熱、加熱,氣提干天然氣,濃度提高后,用泵送往脫水塔循環(huán)使用,流程。 </p><p>  3.天然氣脫硫工藝 &

9、lt;/p><p>  脫除天然氣中H2S、CO2等酸氣組分后外輸。方法大體有以下四個種類 </p><p>  一是化學(xué)吸收法 以醇胺類或堿性鹽類溶液為溶劑,在吸收塔中吸收天然氣內(nèi)H2S、CO2等酸性氣體組分,以凈化天然氣。然后在溫度較高、壓力較低的再生塔中產(chǎn)生反方向化學(xué)反應(yīng),而放出被吸收的H2S、CO2,使溶劑再生。 </p><p>  二是物理吸收法 利用多乙二

10、醇二甲醚、碳酸丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮等有機溶劑,對烴類和H2S、CO2等酸氣組分的不同溶解度,在高壓下吸收天然氣中的酸氣組分,使之凈化。 </p><p>  三是液相直接氧化處理法 這種方法是借加入堿性溶液中氧載體的作用,把被溶劑吸收的H2S直接氧化為元素硫,然后用空氣鼓泡使溶劑再生。這類方法能選擇吸收酸性組分中的H2S,用于處理H2S含量低、CO2與H2S含量的比值高的天然氣,或用于處理硫黃回收裝置的尾氣。

11、 </p><p>  四是干床處理法 這種處理技術(shù)中以海綿狀氧化鐵、分子篩、氧化鋅等固定床,脫除天然氣中的H2S。海綿狀氧化鐵固定床脫硫是一個出現(xiàn)較早的方法,由于裝置龐大,不能回收硫黃等缺陷,目前僅用于處理分散而量少的低含硫天然氣。 </p><p>  4.液態(tài)輕烴回收工藝 </p><p>  回收天然氣中乙烷以上烴類的目的有二:①控制烴露點,使輸氣過程中不致

12、有液烴析出,影響輸氣效率;②回收乙烷、液化氣(液態(tài)的丙烷、丁烷或兩者的混合物)、天然汽油,作為化工原料或液態(tài)燃料?;厥找簾N是天然氣處理中一個重要的步驟,也是重要的產(chǎn)品。目前主要采用低溫凝析法,按照致冷方法,分為:利用天然氣自身“壓力能”的節(jié)流膨脹法或渦輪膨脹機法,以及外加冷源法。冷凝溫度一般低至-45℃或更低,視產(chǎn)品方案、經(jīng)濟效益,特別是回收乙烷的程度而定。對于富含乙烷和丙烷以上烴類的油田氣,若以回收丙烷以上液烴為目的物,一般可采用冷凝

13、溫度為-20~-25℃的外加冷源法,合理回收液烴。 </p><p>  四、液化氣加工工藝 </p><p>  油田天然氣經(jīng)過加壓、降溫、液化得到的一種無色、揮發(fā)性氣體。由油井伴氣所得的液化石油氣,主要成分為丙烷、丙烯、丁烷、丁烯,同時含有少量戊烷、戊烯和微量硫化合物雜質(zhì)。由天然氣所得的液化氣的成分基本不含烯烴。液化石油氣主要用作石油化工原料,用于烴類裂解制乙烯或蒸氣轉(zhuǎn)化制合成氣,可作

14、為工業(yè)、民用、內(nèi)燃機燃料。其主要質(zhì)量控制指標為蒸發(fā)殘余物和硫含量等,有時也控制烯烴含量。 </p><p>  五、天然氣制氫工藝 </p><p>  1.天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫 </p><p>  這種技術(shù)最突出的特色是大部分原料反應(yīng)本質(zhì)為部分氧化反應(yīng) ,控速步驟已成為快速部分氧化反應(yīng),較大幅度地提高了天然氣制氫裝置的生產(chǎn)能力,對于專業(yè)的油氣集輸企業(yè)具有良好的成品

15、效應(yīng),天然氣絕熱轉(zhuǎn)化的制氫工藝采用廉價的空氣做氧源,設(shè)計方案中含有氧分布器的反應(yīng)器可解決催化劑床層熱點問題及能量的合理分配,催化材料的反應(yīng)穩(wěn)定性也因床層熱點降低而得到較大提高,天然氣絕熱轉(zhuǎn)化制氫在加氫站小規(guī)?,F(xiàn)場制氫更能體現(xiàn)其生產(chǎn)能力強的特點。該工藝具有流程短和操作單元簡單的優(yōu)點,可明顯降低小規(guī)?,F(xiàn)場制氫裝置投資和制氫成本。 </p><p>  2.天然氣部分氧化制氫 </p><p>

16、  天然氣催化部分氧化制合成氣,相比傳統(tǒng)的蒸汽重整方法比,這個處理過程能耗低,可以采用相對廉價的耐火材料堆砌建設(shè)成反應(yīng)器,采用高溫無機陶瓷透氧膜作為天然氣催化部分氧化的反應(yīng)器,將廉價制氧與天然氣催化部分氧化制氫結(jié)合同時進行。初步技術(shù)經(jīng)濟評估結(jié)果表明,同常規(guī)生產(chǎn)過程相比,其裝置投資將降低約20~25%,生產(chǎn)成本將降低30~40%。 </p><p>  3.天然氣高溫裂解制氫 天然氣高溫裂解制氫是天然氣經(jīng)高溫催化分

17、解為氫和碳該過程由于不產(chǎn)生二氧化碳,被認為是連接化石燃料和可再生能源之間的過渡工藝過程。遼河油田對于天然氣高溫催化裂解制氫,廣泛開展了大量的研究探索工作,并且前景良好。 </p><p>  4.天然氣自熱重整制氫 </p><p>  這種工藝同重整工藝相比,變外供熱為自供熱,反應(yīng)熱量利用較為合理,原理是在反應(yīng)器中耦合了放熱的天然氣燃燒反應(yīng)和強吸熱的天然氣水蒸汽重整反應(yīng),反應(yīng)體系本身可實

18、現(xiàn)自供熱。另外,由于自熱重整反應(yīng)器中強放熱反應(yīng)和強吸熱反應(yīng)分步進行,因此反應(yīng)器仍需耐高溫的不修銹鋼管做反應(yīng)器,這就使得天然氣自熱重整反應(yīng)過程具有裝置投資高,生產(chǎn)能力低等缺點,需要在實際應(yīng)用中視實際效果進行調(diào)整。 </p><p><b>  參考文獻 </b></p><p>  [1]朱利凱,陳賡良;低溫下甲烷-二氧化碳體系相平衡的模型研究[J];石油學(xué)報1988年

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