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1、 学位论文创新性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他 人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中做 了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 汽 a 日期： 学位论文使用授权的说明 本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读 学位期间论文工作的知识产权单位属西安石油大学。学校享有以
2、任何方法发表、复制、 公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接 相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。 日期： 日期 ： I 注：如本论文涉密，请在使用授权的说明中指出 （ 含解密年限等 )。 中文摘要 论文题目：甘肃樊八十二增放空伴生气回收利用工程可行性研宄 专业：石油与天然气工程 硕士生：李学森（签名 ） 导 师：邓志安（签名 ） 白俊生（签名 ） 摘要 在原油开采的过程中会产生大量的伴生气。油田伴生气与原油同样是价值很高的不 可再生资源，具有非常高利用价值和可观的经济效益，但由于受到技术手段的制约，加之 在油田开采过程中伴生气相对难以控制
3、，很大一部分伴生气被排空或烧掉。 然而大量放空或焚烧对环境的破坏和污染却是非常严重的。由于伴生气是一种易燃 易爆气体，其排放对油田油区的生产作业形成了安全隐患，并对长期接触的员工健康造 成伤害。因此有必要减少或杜绝排放并有效地回收和利用油田伴生气。 随着国家对能源开采过程中所造成的环境污染以及能源浪费治理整顿力度的加大， 合理回收利用此类石油伴生气己是当务之急，也必将是国内能源长期持久发展的一个必 然趋势，所以石油伴生气净化回收工艺与装置的开发和设计有着广泛的应用前景。 本文正是根据油田生产的需要，对甘肃樊八十二区块的放空伴生气回收这一工程进 行可行性研究，并最终论证，此放空伴生气回收利用工程
4、是可行的。 关键词：原油开采；油田伴生气；原油；环境污染 英文摘要 Subject ： Gansu Fan eighty-two by venting associated gas recovery and utilization project feasibility study Speciality： Petroleumand Natural Gas Engineering Name： Li Xuesen(signature) Instructor： Deng Zhian(signature) Bai Junsheng(signature) ABSTRACT In the process
5、of crude oil exploration will generate a lot of associated gas.Oilfield associated gas and crude oil is also a high-value non-renewable resources, with a very high utility value and considerable economic benefits, but because of restricted by technical means, coupled with the oil exploration process
6、 associated gas is relatively difficult to control, with a large part of anger is vented or burned. However, a large number of vent or burn damage to the environment and pollution is very serious. Because of the associated gas is a flammable and explosive gas, the discharge of oil field oil producti
7、on form the safe hidden trouble, and harm the long-term exposure to workers health. So it is necessary to reduce or eliminate emissions and effectively recycling and utilization of associated gas in the oil field. As the state in the process of energy production caused by the increase of environment
8、 pollution and energy waste regulation and strength, reasonable recycling such oil associated gas is the top priority, will also is an inevitable trend in the development of domestic energy lasting for a long time, so the oil associated gas purification recovery technology and device has broad appli
9、cation prospect of the development and design. This article is based on oil production needs, Gansu Fan eighty-two block venting associated gas recovery feasibility study for this project, and ultimately demonstrate, this venting of associated gas recycling project is feasible. Keywords ： crude oil
10、exploration;Oilfield associated gas; crude oil; environment pollution; III _ _ 目录 mit . i 1.1弓丨胃 . i 1.2国内外发展现状及天然气相关工艺 . 1 1.3 研究的目的和意义 . 3 第二章天然气的分类及化工流程模拟 . 6 2.1 天然气分类 . 6 2.1.1 原料气 . 6 2.1.2 伴生气 . 6 2.1.3 6 2.1.4 凝析气 . 6 2.2化工流程模拟 . 6 2.2.1 化工流程模拟软件 . 7 2.2.2 油气加工和石油化工装置的流程模拟软件 . 8 2.2.3 HYSYS
11、. 8 第三章回收工程相关条件 . 10 3.1 自然条件 . 10 3.2 社会人文及经济状况 . 11 3.3 交通运输 . 11 3.4 气源概况 . 11 3.5 产能预测 . 12 3.6 物性参数 . 12 第四章设计相关事项 . 13 4.1 设计依据 . 13 4.2设计原则 . 13 4.3遵循的主要标准、规范 . 13 4.4 编制范围 . 14 IV _ _ 4.5 主要工艺技术 . 14 4.6 设计规模 . 14 4.7设计流程及模拟结果 . 14 4.7.1工艺流程分析 . 14 4.7.2 流程物流模拟结果分析 . 15 第五章混烃的回收 . 18 5.1设计说明
12、 . 18 5.2设计规模 . 18 5.3 混烃回收工艺 . 18 5.3.1 工艺简介 . 18 5.3.2 工艺方案对比 . 20 5.4混烃回收工艺流程及主要工艺参数 . 21 5.4.1 工艺流程简述 . 21 5.4.2 工艺参数 . 21 5.5物料衡算及产品规格 . 22 5.5.1 物料平衡 . 22 5.5.2 产品规格 . 22 5.6 工艺设备 . 23 5.6.1 工艺设备说明 . 23 5.6.2 主要工艺设备 . 24 5.7 化验分析设备 . 24 第六章仪表系统 . 25 6.1 仪表自控系统概述 . 25 6.2 自控仪表方案 . 25 6.2.1 常规仪表
13、控制方案 . 25 6.2.2 计算机控制系统方案 . 26 6.3 一次仪表部分 . 26 6.4 控制室 . 27 V _ _ 6.5 系统供电、接地、伴热及防雷 . 28 6.6 系统的维护与检修 . 28 第七章地面工程 . 29 7.1 平面布置 . 29 7.1.1 站址选择 . 29 7.1.2 场地工程地质条件 . 29 7.1.3 总平面布置 . 30 7.1.4 竖向布置 . 30 7.2给排水 . 30 7.2.1 设计依据 . 30 7.2.2 会合 7jC . 30 7.2.3 排水 . 31 7_3 方 . 31 7.4 供配电 . 32 7.4.1 方案依据和原则
14、 . 32 7.4.2 供配电系统 . 32 7_5 條 . 33 7.6 建筑与结构 . 34 7.6.1 主要内容 . 34 7.6.2 会吉丰勾 . 34 7.7 35 7.7.1 采暖与通风 . 35 7.7.2 謝言 . 35 7.7.3 防腐与保温 . 36 7.8 人员配置及进度计划 . 37 7.8.1 人员配置 . 37 7.8.2 人员素质及培训要求 . 38 7.9 环境保护 . 38 VI _ _ 7.9.1 污染源分析 . 38 7.9.2 环保治理措施 . 39 7.9.3 其它环保措施 . 39 7.10职业安全卫生 . 40 7.10.1设计原则 . 40 7.
15、10.2火灾危险类别、爆炸危险区域划分 . 40 7.10.3职业安全卫生有害因素分析 . 40 7.10.4设计采取的防范措施 . 42 7.10.5职业安全卫生管理措施 . 43 7.10.6安全设施投资 . 43 7.11 44 7.11.1节能措施 . 44 7_11_2 能耗 . 44 第八章经济评价 . 45 8.1投资估算 . 45 8.1.1 投资估算编制范围 . 45 8.1.2 投资估算编制依据 . 45 8.1.3 投资估算方法 . 45 8.1.4 投资估算 . 45 8.2 资金筹措 . 46 8.2.1 资金来源 . 46 8.2.2 资金使用计划 . 46 8.3
16、 经济评价 . 46 8.3.1 经济效益评价范围 . 46 8.3.2 编制依据 . 46 8.3.3 基础数据 . 46 8.3.4 生产成本和费用估算 . 47 8.3.5 销售收入 . 48 VII 目录 8.3.6 利润 . 48 8.3.7 财务分析 . 48 8.3.8 不确定分析 . 48 第九章研究结论 . 50 致谢 51 参考文献 . 52 VIII 第一章绪论 1.1引言 第一章绪论 因为油田在开采过程中，在油层间会出现伴随石油液体出现的气体，主要成 分是甲烷，通常含有大量的乙烷和碳氢重组分。伴生气回收 1处理就是指将乙烷、 丙烷、丁烷和重组分从气流中分离出来，它们可以
17、被进一步加工，作为纯组分或 天然气混合液 (NGL)或 LPG销售。 因此伴生气属于可利用能源。由于受到技术手段的制约，加之在油田开采过 程中伴生气相对难以控制，很大一部分伴生气被排空或烧掉。 过去 100多年里，发达国家先后完成了工业化，消耗了地球上大量的自然资 源，特别是能源资源。 中国是当今世界上最大的发展中国家，是目前世界上第二位能源生产国和消 费国。 能源是展的基础而我国能源资源 2有以下特点： 1、 能源资源总量比较丰富。已探明的石油、天然气资源储量相对不 足，油 页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。 2、 人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界 上处
18、于较低水平。天然气人均资源量仅为世界平均水平的 1/15左右。 3、 能源资源赋存分布不均衡。石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部 地区和海域。 4、 能源资源开发难度较大。与世界相比，石油天然气资源地质条件复杂， 埋藏深，勘探开发技术要求较高。 随着中国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求不断增长， 构建稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系面临着重大挑战，资源约束突出， 能源效率偏低。 在全面建设惠及 13亿人口的小康社会进程中，能源是事关中国经济社会发 展的一个重要问题。以能源的可持续发展支持经济社会的可持续发展，是长期而 艰巨的任务。 1.2国内外发展现状及天然气相关工艺
19、 石油伴生气 3是地表下孔隙性地层中天生的以低分子饱和烃为主的烃类气 体和少量非烃类气体组成的可燃混合物，它常常和原油伴生在一起。石油伴生气 严格意义上讲也是石油，它是石油的气态形式，石油伴生气组分大多数以甲烷为 主，包含乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等烃类，以及少量的氮气、二氧化碳、硫化氢、 西安石油大学硕士学位论文 氦、氧、氢等气体。 国外的石油伴生气回收工艺 4技术始于美国在 1904年建立的第一座轻油回 收工厂，到目前己有近一百多年的历史 5。国外轻烃回收工艺技术较先进，一些 国家在提高加工深度、增加轻烃收率、合理利用油气资源上都取得了显著的成就。 自 20世纪 70年代以来，国外轻烃回收技术
20、以节能降耗、提高轻烃收率为目的， 以低温分离法为主，向投资少、深分离、高效率、低能耗、撬装化、自动化等方 向发展。在此基础上对轻烃回收装置进行一系列改进，出现了许多新工艺。这些 新工艺主要是在膨胀制冷法流程和冷剂制冷法流程 6。 1、 过冷工艺 m(GSP,LSP) 过冷工艺包括气体过冷工艺 (GSP)和液体过冷工艺 (LSP)， 是对工业标准单级 膨胀制冷工艺 (工 SS)和多级膨胀制冷工艺 (MTP)的改进。 GSP工艺是针对较贫气体 (C2+400mL/m； 处理装置而改进的工艺， Ortloff公 司对 LSP工艺作过论证，证明采用 LSP技术可以减少常规流程的高压和低温， 从而节省功
21、率，该工艺还能处理含 C 2较多的天然气，而不用专门设置脱除 C 2 的设施。 2、 DHX 工艺 8 DHX工艺又称为直接换热工艺，是加拿大埃索资源公司 (EssoResourcesCanadaLtd.)于 1984年首先提出并在 Judy Creek装置上得以实践， 并获得成功的新工艺。国内也将 DHX工艺也称为重接触塔技术。一套常规的 ISS 膨胀制冷装置改造采用 DHX工艺，在相同条件下可使 C3+回收率由 72%提高到 95%。该工艺的实质是脱乙烷塔回流罐的液烃经换热、节流降温后进入 DHX塔， 吸收膨胀机出口低温分离器出来的气相中的 C3+组分，从而提高 C3+回收率。 3、 混合
22、剂制冷工艺 (MRC)9 混合冷剂制冷 (MRC)工艺使用的冷剂可根据冷冻温度的高低要求来配置冷 剂的组分与组成，混合冷剂一般以乙烷、丙烷为主。压力一定时，混合冷剂在一 个温度范围内随着温度逐渐升高而逐步汽化，因而在换热器中与被冷却的石油伴 生气的传热温差很小，故其效率高。若原料气与外输干气压差小，或原料气较富 的情况下，采用混合冷剂制冷工艺更为有利。 我国的石油伴生气轻烃回收分离技术起步较晚，其中天然气凝液回收装置始 建于 20世纪 60年代，均为引进装置。四川大约在 20世纪 60年代开展了从天然 气中分离、回收液体产物的试验工作，仅相当于国外 20世纪 30年代 “ 天然气汽 2 第一章绪论 油 ” 时代。由于工艺技术的限制，轻烃回收率很低，回收的产品仅仅作为工业或 民用燃料，发展缓慢。 到 20世纪 70 80年代，随着北方各大油田的陆续开发，石油田伴生气也登 上了加工的舞台，石油伴生气加工对象扩大到 C2+产物。近年来，随着我国石油 工业的飞速发展和世界的石油能源危机，使轻烃的需求量急剧增长，促进了我国 轻烃回收技术的发展。在引进、吸收、消化国外先进回收工艺技术的基础上，设 计出了适合我国油气田特点的石油伴生气中轻烃回收工艺技术方法。自 20世纪 80年代河南油田