摘要：為了最大限度的回收塔里木油田的放空天然氣，節(jié)約能源，減少大氣污染源，2008年塔里木油田公司主要針對輪南天然氣處理站、桑南天然氣凈化處理廠2套天然氣處理裝置的天然氣放空原因進行調(diào)研。調(diào)研主要采取到現(xiàn)場收集資料，和現(xiàn)場操作人員溝通交流，深入了解2套處理裝置的生產(chǎn)運行現(xiàn)狀及存在問題并進行深度探討，得知造成天氣放空的原因主要是裝置的總處理能力不足和處理工藝不完善。由此通過擴建裝置的集氣、增壓、制冷能力以及新建部分設(shè)施來完善天然氣處理工藝，保證裝置穩(wěn)定、安全生產(chǎn)且天然氣不放空。因此，通過擴建裝置的處理能力是有效解決天然氣放空問題的有效途徑之一。
關(guān)鍵詞：放空天然氣；調(diào)研；回收措施；環(huán)保節(jié)能
1?? 生產(chǎn)現(xiàn)狀[1]及存在問題
天然氣作為一種清潔能源和優(yōu)質(zhì)化工原料,在國家的能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著越來越重的地位。近幾年,塔里木油田開始重視放空火炬問題，并通過一系列措施解決放空天然氣問題，實現(xiàn)了節(jié)能減排，保護環(huán)境。
本次塔里木放空天然氣[2]回收措施主要針對塔里木的輪南、桑南等油、氣田的生產(chǎn)現(xiàn)狀及存在問題進行調(diào)研，以制定并實施合理且有效的解決放空天然氣問題的措施。下面就對輪南油田的輪南天然氣處理站、桑南凝析氣田的桑南天然氣凈化處理廠的調(diào)研情況依次進行敘述。
1.1 輪南天然氣處理站
輪南天然氣處理站包括40×104m3/d天然氣處理裝置、90×104m3/d氣舉裝置和400×104t/a原油穩(wěn)定裝置3部分。
40×104m3/d天然氣處理裝置最大處理量受壓縮機[5]能力限制僅為28×104m3/d，目前天然氣放空量為3×104m3/d，預(yù)計將來最大放空量會達到12×104m3/d。該裝置中的丙烷壓縮機已連續(xù)運行15年，設(shè)備老化程度較為嚴重，設(shè)備運行效率降低，目前丙烷制冷系統(tǒng)所提供的制冷量只有300kW，致使天然氣預(yù)冷后溫度較高，天然氣經(jīng)J-T閥節(jié)流后溫度僅-35℃左右，與原設(shè)計值-70℃相差甚遠。由于制冷深度[4]達不到要求，盡管天然氣組分較富，回收的液化氣及輕烴產(chǎn)量也只有40t/d左右，直接影響該裝置的經(jīng)濟效益。
90×104m3/d氣舉裝置有5臺壓縮機（4開1備），單臺機最大排量為14×104m3/d，夏季高溫季節(jié)有時5臺機運轉(zhuǎn)才能保證氣舉采油生產(chǎn)，裝置總處理能力不足。另外，壓縮機設(shè)備老化嚴重，故障較多，設(shè)備檢修或故障時常導致天然氣放空。
400×104t/a原油穩(wěn)定裝置不凝氣壓縮機實際處理量僅為8～10×104m3/d，而裝置不凝氣量為10～12×104m3/d，預(yù)計最大會達到12～15×104m3/d，因增壓能力不足將會有4～5×104m3/d不凝氣放空。
1.2 桑南天然氣凈化處理廠
桑南天然氣凈化處理廠是桑南-輪古地區(qū)唯一能處理含H2S天然氣的處理裝置，其低壓氣增壓能力目前只能達到20×104m3/d，而桑南-輪古地區(qū)低壓氣總量預(yù)計將達到33×104m3/d，增壓能力嚴重不足；該站丙烷壓縮機組沒有備機，如丙烷系統(tǒng)出現(xiàn)故障停機，天然氣因烴水露點達不到要求而不能外輸，將導致天然氣大量放空。
綜上所述，塔里木的輪南、桑南等油、氣區(qū)主要存在問題為設(shè)備處理能力尤其是壓縮機增壓能力的不足以及處理工藝不完善等，目前存在一定數(shù)量的天然氣放空，而將來天然氣放空量還將更大，預(yù)計最大的連續(xù)天然氣放空量有可能達到20×104m3/d。
2?? 放空天然氣回收措施
2.1 輪南天然氣處理站
（1）擴建增壓[3]能力
40×104m3/d天然氣處理裝置原料氣31×104m3/d，已建增壓設(shè)備增壓能力28×104m3/d，造成3×104m3/d天然氣放空。為了最大限度的回收天然氣，提高輪南天然氣站的經(jīng)濟效益，在不改變現(xiàn)有天然氣增壓系統(tǒng)的情況下，新增20×104m3/d天然氣增壓機1臺，使得裝置增壓能力可達48×104m3/d，滿足天然氣增壓要求。目前進裝置天然氣氣量31×104m3/d，正常生產(chǎn)運行1臺新機組和1組老機組（1臺增壓機和1臺氣舉機），另1組老機組作為備用機，保證天然氣不放空。
90×104m3/d氣舉氣處理裝置主要是生產(chǎn)合格的氣舉氣保證氣舉采油，氣舉采油需要氣舉氣56×104m3/d左右，夏季5臺機全部運行才能滿足氣舉采油生產(chǎn)。多臺壓縮機組運行而無備用機組，為了能使輪南油田原油能夠正常生產(chǎn)，需有備用機組。根據(jù)輪南氣舉采油井需要氣舉氣量的要求，確定新增20×104m3/d天然氣增壓機1臺。新增1臺氣舉氣壓縮機組后，正常生產(chǎn)時， 90×104m3/d氣舉裝置本身就能提供足夠的氣舉氣，保證氣舉采油，避免了40×104m3/d裝置給90×104m3/d氣舉裝置補氣，可避免減少40×104m3/d裝置液化氣產(chǎn)量。
400×104t/a原油穩(wěn)定裝置目前產(chǎn)出的不凝氣氣量10～12×104m3/d以及考慮到將來不凝氣氣量增加至12～15×104m3/d的情況，確定增加不凝氣壓縮機1臺，設(shè)計排量為15×104m3/d。在現(xiàn)有氣量或氣量增加的情況下，只運行新增不凝氣壓縮機，已建不凝氣壓縮機可作為備用機。在每年檢修期間，2臺壓縮機可以交替檢修，不影響生產(chǎn)的正常運行，一方面增加了經(jīng)濟效益，另一方面也不會造成資源浪費。
（2）擴建制冷能力
40×104m3/d天然氣處理裝置功能目前主要為液化石油氣、穩(wěn)定輕烴和燃料氣。根據(jù)目前生產(chǎn)裝置運行現(xiàn)狀，由于原料氣組分變化較大、原料氣進裝置溫度高、膨脹機經(jīng)常不運行、丙烷制冷系統(tǒng)能力不足、低溫氣冷量回收不徹底等原因，導致制冷系統(tǒng)達不到原設(shè)計制冷溫度，產(chǎn)品回收率低、數(shù)量少。
為改善以上裝置運行現(xiàn)狀，裝置中新增1套丙烷制冷系統(tǒng)和已建丙烷制冷系統(tǒng)（2臺丙烷機組）并聯(lián)，并在天然氣處理工藝增加1臺換熱器，回收低溫氣的冷量。
新增丙烷制冷系統(tǒng)和換熱器后，冬季運行新增丙烷壓縮機組即可，新增的丙烷制冷系統(tǒng)能提供的制冷量為700kW，夏季，當天然氣處理量在30×104m3/d以下時，運行新增丙烷壓縮機組；當天然氣處理量在30～35×104m3/d以下時，新增丙烷壓縮機和1臺已建丙烷壓縮機并聯(lián)運行，丙烷制冷系統(tǒng)能提供制冷量850kW；當天然氣處理量在35×104m3/d以上時，新增丙烷壓縮機和2臺已建丙烷壓縮機并聯(lián)運行，此時丙烷制冷系統(tǒng)能提供的最大制冷量為1000kW。
2.2 桑南天然氣凈化處理廠
（1）擴建低壓集氣增壓能力
目前桑南-輪古地區(qū)低壓天然氣氣量為33×104m3/d，而桑南站已建增壓設(shè)施增壓能力為20×104m3/d，有13×104m3/d低壓天然氣不能進站處理而放空。
為了回收該部分低壓天然氣，根據(jù)本工程低壓井的井口壓力以及桑南各生產(chǎn)井由高壓轉(zhuǎn)入低壓的必然趨勢，確定擴建1套0.3MPaG低壓集氣系統(tǒng)，使得所有低壓井均可進站。擴建低壓氣增壓能力為15×104m3/d，使得所有低壓氣均可通過增壓進入桑南天然氣處理系統(tǒng)，保證天然氣不放空。
（2）擴建制冷能力
桑南150×104m3/d天然氣處理廠的烴水露點控制僅靠注乙二醇+丙烷制冷，將天然氣冷卻至-15℃外輸，沒有其它制冷設(shè)施，而丙烷壓縮機又沒有備用機組。丙烷制冷機組一旦故障停機直接影響到天然氣不能外輸，造成處理廠停產(chǎn)或?qū)⑻烊粴馊糠趴铡２粌H在生產(chǎn)上影響向西氣東輸供氣，而且從經(jīng)濟上分析，以每天放空150×104m3/d天然氣來計算，經(jīng)濟損失147.8萬元/天。另外，也浪費資源，污染環(huán)境。
為了滿足西氣東輸對天然氣烴、水露點的要求，盡量滿足與現(xiàn)有丙烷制冷系統(tǒng)匹配的情況下，新增1套制冷量為965kW丙烷制冷系統(tǒng)，新增丙烷壓縮機與現(xiàn)有丙烷壓縮機并聯(lián)運行。在目前的處理量90×104m3/d下，運行1臺丙烷壓縮機即可滿足工藝要求，另一臺作為備用機；在以后滿負荷或120%夏季運行情況下，新增丙烷壓縮機和已建丙烷壓縮機可以同時運行，2套系統(tǒng)相對獨立運行，互不干擾。另外，在每年檢修期間，2臺丙烷壓縮機可以交替檢修，不影響生產(chǎn)的正常運行，一方面增加了經(jīng)濟效益，另一方面不會造成天然氣資源的浪費。
3?? 實施效果
3.1 輪南天然氣處理站
輪南的放空天然氣回收措施實施后，對40×104m3/d天然氣處理裝置而言，首先是保證天然氣不放空，其次是增加了液化氣產(chǎn)量。裝置改造前，天然氣處理量28×104m3/d，產(chǎn)液烴量45t/d。裝置進行了增壓及制冷能力擴建后，天然氣處理量31×104m3/d，產(chǎn)液烴量76.5t/d。液烴產(chǎn)量增加31.5t/d，提高輪南天然氣處理站經(jīng)濟效益。
輪南的放空天然氣回收措施實施后，對90×104m3/d氣舉氣處理裝置而言，首先是保證裝置正常生產(chǎn)，使天然氣不放空；其次是提供足夠的氣舉氣保證氣舉采油，順利完成輪南天然氣處理站的原油產(chǎn)能。
輪南的放空天然氣回收措施實施后，對400×104t/a原油穩(wěn)定裝置而言，首先是保證天然氣不放空；其次是天然氣增壓后能順利進入后續(xù)處理單元生產(chǎn)更多的液化氣和輕烴。
3.2 桑南天然氣凈化處理廠
桑南的放空天然氣回收措施實施后，首先可保證13×104m3/d的低壓氣均可進站并增壓進入桑南高壓集氣系統(tǒng)進行處理進而外輸；其次是將制冷能力進行擴建，為天然氣外輸提供了保障，天然氣不再因為丙烷機組的維修、保養(yǎng)及故障而大量放空，且保證了西氣東輸?shù)臍庠粗弧?br /> 4?? 結(jié)語
本次塔里木油田實施的放空天然氣回收工程，截止到2011年5月，已全部投入使用，使得天然氣處理裝置能正常、穩(wěn)定生產(chǎn)，充分回收利用寶貴的天然氣資源，避免裝置正常生產(chǎn)時天然氣的連續(xù)放空，減少設(shè)備維修和故障時天然氣的臨時間斷放空。
本次放空天然氣回收工程回收天然氣達0.66×108m/a(按當前每天回收20×104m3/d計算，回收天然氣生產(chǎn)的液化氣和輕烴不計)，減排二氧化碳12.42×104t/a，創(chuàng)經(jīng)濟效益6600萬元/a（天然氣按1.0元/m3計）。由此可見，回收放空天然氣，不僅環(huán)保節(jié)能，而且還能創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益。
塔里木油田自2008年以來，非常重視放空天然氣問題，組織開展了一系列的放空天然氣回收的規(guī)劃工作，覆蓋了整個塔里木油田的各個油氣區(qū)塊，輪南和桑南的天然氣回收只是其中的一部分。例如東河油田放空天然氣回收、羊塔5放空天然氣回收以及一些偏遠井口的天然氣回收?；厥仗烊粴獠捎玫拇胧┮脖容^多，除了對裝置處理能力進行擴建或者完善處理工藝以外，還有CNG技術(shù)、脫烴工藝技術(shù)等，今年來在各油、氣田也開始廣泛應(yīng)用。
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[4]SY/T0077-2003，天然氣凝液回收設(shè)計規(guī)范[S].
[5]GB50350-2005，油氣集輸設(shè)計規(guī)范[S].
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