1.概述
我國(guó)陸地油田天然氣資源豐富，而且相當(dāng)一些油田不伴生氣中富含C3以上的重?zé)N，對(duì)天然氣進(jìn)行加工，以回收其中的重?zé)N，不但對(duì)能源的合理利用來(lái)說(shuō)是必要的，對(duì)天然氣的凈化，一達(dá)到外輸或作為燃料等要求，也是必經(jīng)的一步。目前，由于種種原因，油田的開(kāi)發(fā)與天然氣的加工及綜合利用難以達(dá)到同步，造成了相當(dāng)量油氣資源的浪費(fèi)，不是白白放空燒掉，就是作為燃料消耗。特別是油田處于前期開(kāi)發(fā)或小區(qū)塊油氣田，情況更是嚴(yán)重。
近十年來(lái)，青島匯森石油天然氣有限公司（原青島石油開(kāi)然氣技術(shù)開(kāi)發(fā)公司）開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的中、小型撬裝天然氣處理裝置（系列）為油氣資源的充分、合理利用提供了條件。從目前已建成投產(chǎn)的裝置來(lái)看，均取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本LPG回收工廠由撬裝LPG回收裝置、產(chǎn)品儲(chǔ)存設(shè)施等組成。
工廠全部工藝設(shè)備、儀表立足國(guó)內(nèi)，不但易損件及配件、維修等容易解決，而且在保證質(zhì)量的前提下可節(jié)省大量的投資。
2 工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件
由于本項(xiàng)可行性研究未針對(duì)某一具體建設(shè)地點(diǎn)，因此，有關(guān)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)條件根據(jù)絕大多數(shù)油氣田的情況而確定如下。原料氣組成選定一重?zé)N含量中等水平的天然氣為例，如果≥C3組份更高，則效益更為明顯。
2.1原料組成
以下假設(shè)的油田伴生氣為例，≥C3組份含量為329.5g/m3
組 份 組成（mo1%）
N2 0.00
CO2 0.034
C1 74.11
C2 10.94
C3 8.28
1C4 3.62
nC4 1.71
iC5 0.92
nC5 0.20
C6 0.16
C7 0.04
C8 0.01
合 計(jì) 100.024
注：（1）伴生氣中含飽和水蒸氣；
（2）伴生氣中含H2S≤20PPm（V）
2.2 處理能力
1×104m3/d
裝置設(shè)計(jì)處理能力： 2×104m3/d
5×104m3/d
10×104m3/d
操作彈性為正常處理能力的70%～130%。
2.3 界區(qū)條件
工廠邊界條件如下：
溫度（℃） 壓力（MPa?G）
伴生氣進(jìn)工廠 20～40 0.10～0.15
干氣出工廠 30 0.30～1.5
注：干氣出工廠壓力可根據(jù)需要隨意調(diào)整。
2.4 產(chǎn)品方案
2.4.1產(chǎn)品方案與收率
本工廠生產(chǎn)LPG、穩(wěn)定輕烴兩種產(chǎn)品，另外付產(chǎn)干氣。在設(shè)計(jì)原料組份條件下，設(shè)計(jì)丙烷收率不低于90%，綜合收率＞96% 。
2.4.2產(chǎn)品質(zhì)量
�、臠PG：符合《油氣田液化石油氣》（GB9052.1-88）要求。
C3+C4 ≥92%（mol）
C1+C2 ≤3% （mol）夏 ≤5%（mol）冬
C5 ≤5% （mol）夏 ≤5%（mol）冬
�、品�(wěn)定輕烴：符合《穩(wěn)定輕烴》（GB9053-88）1號(hào)輕烴產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
2.5 開(kāi)工天數(shù)
工廠設(shè)計(jì)年開(kāi)工時(shí)間8000小時(shí)。
2.6 工廠建設(shè)范圍
本項(xiàng)可行性研究所包括的工廠建設(shè)范圍包括：一套撬裝式的LPG回收裝置；配套的LPG、穩(wěn)定的輕烴儲(chǔ)存與裝車(chē)設(shè)施以及相應(yīng)的值班辦公室、配套的公用工程設(shè)施。
3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
3.1 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總和投資分析
注：⑴裝置處理能力+20%。
⑵輕烴價(jià)格按4800元/噸計(jì)算。
注：如果大于標(biāo)量或C3組份較高，銷(xiāo)售價(jià)格各地也相差很大，則效益更佳。
4 工藝方案說(shuō)明
建設(shè)小型撬裝LPG回收工廠，社會(huì)效益是考慮的一個(gè)因素，經(jīng)濟(jì)效益則是必須考慮的另一個(gè)重要因素。要想工廠建成后具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，則必須選擇油田伴生氣中≥C3組份含量較多的地方建廠。當(dāng)天然氣中≥C3組份含量較多時(shí)，采用丙烷壓縮制冷和膨脹機(jī)制冷這一外冷工藝以回收LPG是最為合適的，該工藝不但投資較少，而且C3收率高，裝置操作彈性大，具有較好的推廣應(yīng)用前景。
4.2 工藝說(shuō)明
4.2.1 原料氣壓縮
原料氣由廠外進(jìn)入原料氣分離器（D-100）內(nèi)，分掉所攜帶的機(jī)械雜質(zhì)和油、水等液體，而后進(jìn)入壓縮機(jī)一級(jí)吸入罐（D-101）進(jìn)一步脫出所攜帶的液滴，接著干凈的原料氣進(jìn)入原料氣壓縮機(jī)（K-101）的一級(jí)缸壓縮至0.60Mpa，并經(jīng)壓縮機(jī)中冷器（E-101）冷卻到45℃后送入壓縮機(jī)一級(jí)排氣灌（D-102）進(jìn)行氣、液分離，由頂部分出的氣體送至原料氣脫水部分進(jìn)行脫水處理。
經(jīng)脫水處理后的干原料氣（含水量10PPm（V），水露點(diǎn)-60℃）返回到K-101的二級(jí)缸，繼續(xù)壓縮至2.25Mpa?G，經(jīng)壓縮機(jī)后冷器（E-102）冷卻至45℃后進(jìn)入致冷部分。
4.2.2原料氣脫水
從D-102頂部出來(lái)的原料氣（0.60Mpa?G，45℃）進(jìn)入原料氣干燥器（D-301A/B）中的一個(gè)進(jìn)行分子篩吸附脫水處理，使原料氣中的含水量降至10PPm(V),經(jīng)原料氣過(guò)濾器（F-101）過(guò)濾掉分子篩粉塵后回到原料氣壓縮部分繼續(xù)增壓。
兩臺(tái)原料氣干燥器采用8小時(shí)手動(dòng)切換工作，當(dāng)其中一臺(tái)進(jìn)行吸附脫水時(shí)，另一臺(tái)進(jìn)行再生和冷卻。吸附時(shí)間為8小時(shí)，再生和冷卻時(shí)間分別為5小時(shí)和3小時(shí)。
4.2.3 原料氣致冷及產(chǎn)品分離
經(jīng)E-102冷卻后的原料氣進(jìn)入冷箱（E-103），與外冷冷劑、脫乙烷塔頂干氣及高壓分離器（D-106）頂出來(lái)的干氣換熱，膨脹機(jī)制冷使其溫度降至-90℃后進(jìn)入D-106進(jìn)行氣液分離。從頂部分出的氣體經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入E-103換冷至30℃，然后作為干氣一部分直接出工廠，一部分作為燃料氣；D-106內(nèi)的液體NGL截流后進(jìn)入脫乙烷塔（C-101）進(jìn)行產(chǎn)品分離。
在C-101中，NGL所攜帶的甲烷、乙烷等氣體從塔頂脫出，經(jīng)截流后進(jìn)入E-103換熱至30℃后進(jìn)入D-102；從塔底出來(lái)的液體進(jìn)入脫丁烷塔（C-102）。塔底的再沸由自C-102底來(lái)的穩(wěn)定輕烴供熱。
在C-102中，C3+C4組份從塔頂分出，經(jīng)脫丁烷塔頂冷凝器（E-104）冷卻到40℃，使其全部冷凝成液體后進(jìn)入脫丁烷塔頂回流罐（D-105），隨后液體自D-105進(jìn)入脫丁烷塔回流泵（P-101）增壓后，一部分作為C-102塔頂回流，一部分作為D-105回流，再有一部分作為L(zhǎng)PG產(chǎn)品送入LPG儲(chǔ)罐。C-102底的≥C5介質(zhì)分兩路走，一路進(jìn)天然氣氣油冷卻器（E-106）冷卻到40℃后作為穩(wěn)定輕烴產(chǎn)品進(jìn)入穩(wěn)定輕烴儲(chǔ)罐，另一路進(jìn)脫丁烷底重沸泵（P-102 ）先去C-101為其塔底重沸供熱。再經(jīng)脫丁烷塔底重沸爐（H-102）加熱后回到C-102塔底，為塔底重沸供熱。
4.2.4 制冷系統(tǒng)
LPG回收裝置設(shè)置制冷系統(tǒng)是為了給原料氣制冷提供外部冷量，該系統(tǒng)采用單級(jí)蒸發(fā)循環(huán)制冷和膨脹機(jī)制冷，冷劑為裝置自產(chǎn)的以C3+C4為主要成份的介質(zhì)，可根據(jù)不同的制冷深度要求對(duì)冷劑組成進(jìn)行調(diào)配。
4.2.5 公用工程
工廠的工藝?yán)鋮s采用循環(huán)水冷卻。
�、艍嚎s機(jī)組冷卻系統(tǒng)
原料氣壓縮機(jī)K-101，丙烷制冷壓縮機(jī)K-201的機(jī)組冷卻采用45%（重）乙二醇水溶液密閉循環(huán)使用，在氣溫高于0 ℃的季節(jié)也可采用一般的軟化水。
�、乒╇�、防雷與靜電接地
工廠用電為380V，電源由廠外提供。
工廠內(nèi)的工藝設(shè)備與管線(xiàn)采用同意的接地網(wǎng)系統(tǒng)。
4.2.6 產(chǎn)品儲(chǔ)存與外輸
工廠設(shè)置配套的LPG、穩(wěn)定輕烴儲(chǔ)灌，并分別設(shè)LPG、穩(wěn)定輕烴裝車(chē)泵，產(chǎn)品裝車(chē)出廠。
LPG、穩(wěn)定輕烴儲(chǔ)罐分別設(shè)一臺(tái)；在本組份條件下，LPG儲(chǔ)罐可滿(mǎn)足6天的儲(chǔ)量，穩(wěn)定輕烴儲(chǔ)罐可滿(mǎn)足20天的儲(chǔ)量。
5 主要工藝設(shè)備選擇
5.1 選擇原則
�、殴S全部工藝設(shè)備立足國(guó)內(nèi)，節(jié)省投資，配件容易采購(gòu)，維修方便。
⑵所選設(shè)備皮實(shí)耐用，生產(chǎn)運(yùn)行可靠性好。
5.2 主要工藝設(shè)備清單（以2×104m3/D裝置為例）
6 自動(dòng)化水平
考慮到小型LPG回收裝置的投擲經(jīng)濟(jì)性，結(jié)合目前我國(guó)各油田操作人員的素質(zhì)因素，本工廠不追求極高的自動(dòng)化水平，而體現(xiàn)出"少而精"的特點(diǎn)。而對(duì)影響正常生產(chǎn)運(yùn)行的重點(diǎn)部位和參數(shù)則一定要上質(zhì)量好，水平的儀表。這樣，即達(dá)到了控制工廠投資，同時(shí)又使工廠達(dá)到相當(dāng)?shù)淖詣?dòng)化水平。
7 工廠設(shè)統(tǒng)一火災(zāi)檢測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)，在LPG回收裝置區(qū)及儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。
在裝置區(qū)及儲(chǔ)罐區(qū)除設(shè)置地下消防水管網(wǎng)外，尚配備一定重的干粉，泡沫火器。
8 崗位定員
裝置定員分管人員和上崗操作人員，管理人員設(shè)二人，相當(dāng)于正、付站長(zhǎng)，分別由工藝過(guò)程師和機(jī)械工程師擔(dān)任，其他操作人員需經(jīng)專(zhuān)門(mén)培訓(xùn)方能上崗 。本廠定員如下；
9 項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃
項(xiàng)目一旦立項(xiàng)，只要資金到位，可在6—7月內(nèi)建成投產(chǎn)。
10 問(wèn)題及建議
�。�1）本可行性研究是根據(jù)我們所掌握的有關(guān)資料進(jìn)行編制的，沒(méi)有針對(duì)某一特定的對(duì)象，因此，在考察具體地點(diǎn)時(shí)，可據(jù)地進(jìn)行調(diào)整。
�。�2）選擇建廠地點(diǎn)時(shí)，一定要選擇天然氣中≥C3組份含量較高的地方，只有這樣，才能有較好的經(jīng)濟(jì)效益。
�。�3）LPG回收裝置最大處理天然氣可達(dá)額定處理量的130%，若有充足的氣源，確保裝置在此工況下運(yùn)行，效益將很是可觀。
11 附圖
11.1附圖一： 工藝原則流程圖
11.2附圖二： 總平面布置圖
