苏里格第五天然气处理厂装置产含醇污水中的甲醇回收可行性浅析

2022-09-10

随着苏里格气田的开发与发展, 天然气处理厂在生产过程中的节能环保, 降耗减排就显得越来越重要。甲醇作为苏里格气田注醇工艺的原料, 在天然气管网中普遍使用, 因此, 天然气处理厂对于注醇的设备及管网中产生的含醇凝液, 采用合理的处理回收工艺, 对于节能降耗, 提高下游甲醇回收效率, 降低运行成本, 以及提高回注水的环保指标, 都有很大的促进。

一、五处装置产含醇污水运行现状简介

1. 工艺简介

苏里格第五天然气处理厂装置产凝液经闪蒸分离器进行油气水分离后, 进入集气区60方缓冲罐, 后经缓冲罐排液泵输送至储运罐区2具700方气田产出水接收罐, 后经预处理后, 进入甲醇回收系统。

2. 目前运行现状

苏里格第五天然气处理厂储运罐区气田产出水接收罐的含醇污水浓度仅为1%-3%, 而苏里格第五天然气甲醇回收装置设计进料浓度要求26~32%, 而实际浓度达不到进料浓度, 所以甲醇回收系统只是间歇运行, 在不使用甲醇回收系统的时候, 装置产含醇污水和苏南合作区管输污水混合后, 经气田产出水预处理单元处理后, 直接进入预处理至净化水罐的流程, 进入净化水罐后回注。

3. 存在问题

(1) 经济效益降低

若因进料浓度过低不启用甲醇回收装置, 无法回收装置产的凝液中的甲醇, 则需外购甲醇给装置区注醇, 造成经济效益的损失。

以2013年五处为例, 装置产含醇污水的回收甲醇量Q装回可通过如下公式进行计算:

Q装回=Q装含*S1*95%*S收

其中, Q装含为装置产含醇污水量, m3;

S1为装置产含醇污水的甲醇浓度, %;

S收为甲醇回收装置的甲醇回收率, %;

95%为甲醇回收装置设计的产品甲醇浓度。

苏里格第五天然气处理厂全年装置产含醇污水2317.499方, 其含S1=52.16% (全年平均值) , S收取0.8, 经计算可得五处全年可回收甲醇918.69方, 按照2187元/方计算, 理论经济效益在200.92万元, 即若不启用甲醇回收装置, 会造成200.92万元的经济损失。

(2) 存在一定的环保风险

若因进料浓度过低不启用甲醇回收装置, 进行甲醇污水预处理后, 进入污水回注单元进行回注, 虽然回注水中含醇指标低于3%, 符合长庆油田公司气田开发处2010年3月23日下发的《苏里格气田低含醇污水回注暂行要求》中“苏里格气田回注污水中甲醇含量低于≤3%”的规定, 但是高于甲醇回收合格塔底水 (即回注水) 中含醇量≤0.1%的标准, 存在一定的环保风险。

二、改造及解决方法

1. 总体思路:装置产含醇污水和苏南合作区管输污水不混合, 单独存放处理。

2. 针对以上问题, 充分考虑现场运行实际情况, 本着“尽量在原有流程基础上进行工艺改造与尽量不增加设备和现场改造动火难度少”的原则进行工艺改造, 提出以下方案:

苏里格第五天然气处理厂储运罐区设计2具700方含醇污水接收罐, 2具700方含醇污水原料罐, 2具700方含醇污水接收罐在接收苏南合作区管输污水的同时, 还兼具管输污水的收油功能, 2具储罐必须倒换使用, 所以只能考虑将原有的1具700方接收水罐作为装置产含醇污水的接收罐, 增加至甲醇污水预处理流程, 实现苏南管输污水和装置产含醇污水单独存放处理。

3. 在储运罐区预留区域单独增加装置产含醇污水接收罐, 对装置产含醇污水进行单独储存。

考虑到随着气量增加, 原来的1具原料罐不能满足装置产含醇污水的需要, 并且, 如果苏南合作区随着开发的进展, 增加了注醇工艺, 剩余的1具原料水罐需同时满足苏南合作区及装置产含醇污水经预处理后的水量, 明显负荷不够, 所以考虑后期发展, 在苏里格第五天然气处理厂储运罐区预留位置增加1具装置产含醇污水接收水罐, 增加此接收水罐至预处理和甲醇回收流程, 若装置产含醇污水在闪蒸分离器将油彻底分离, 且机杂较低, 直接进入甲醇回收系统, 若进水油份及机杂较高, 进入预处理单元处理后进入甲醇回收装置。

三、改造方案的可行性分析

1. 经济可行性分析

若进行改造, 以现在的气量和装置产含醇污水量计算, 每年可回收甲醇918方, 直接经济效益为200.92万元。截至目前, 2013年五处共处理天然气10.1亿立方米, 按照满负荷50亿/年的处理能力计算, 按照比例, 后期运行可回收甲醇4590方/年, 直接经济效益可达1003.83万元/年。

2. 环保可行性分析

苏里格第五天然气处理厂污水回注单元回注水中甲醇含量低于3%, 符合符合长庆油田公司气田开发处2010年3月23日下发的《苏里格气田低含醇污水回注暂行要求》中“苏里格气田回注污水中甲醇含量低于≤3%”的规定, 但是高于甲醇回收合格塔底水 (即回注水) 中含醇量≤0.1%的标准, 在工艺改造后, 符合甲醇回收进料量要求的原料水, 经过甲醇回收装置先提馏后精馏的双塔工艺处理后, 合格塔底水中甲醇浓度将≤0.1%, 并且经过参数调整与优化可控制在更低的范围, 将回注水甲醇含量的环保风险在工艺上降至最低。

综上所述, 苏里格第五天然气处理厂装置产含醇污水和苏南合作区管输分开存储、单独处理的改造方案, 对于装置产含醇污水中甲醇回收是可行的。