酸气回注——酸气处理的另一途径

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1、天然气工业2009年1O月酸气回注——酸气处理的另一途径JohnJ．CarrollShouxiWang汤林。1．GasLiquidsEngineeringLtd．2．中国石油勘探与生产分公司JohnJ．Carroll等．酸气回注——酸气处理的另一途径．天然气工业，2009，29(10)：96—100．摘要目前在北美，很多生产富含硫化氢和二氧化碳的天然气公司均采用一种新技术处理其废气，该废气的主要成分为硫化氢和二氧化碳，故称为“酸气”。这种处理酸气的过程被称为酸气回注系统，其过程主要涉及酸气压缩、输送以及注入地下储存层。这种酸气回注技

2、术解决了地面硫的回收和二氧化碳排放对空气污染的问题，已经逐渐成为一种切实可行的酸气处理方法。为此，针对不同回注酸气流的组成，分别从回注酸气的地层、回注酸气的管道、酸气流体相包络曲线、酸气压缩机、酸气含水量和压缩机操作过程中的汪意事项等方面全面介绍了酸气回注技术及酸气回注系统的设计要点。该方法是酸气处理的另一条途经。关键词酸气硫化氢二氧化碳回注地层管道相包络曲线含水量D0I：10．3787／j．issn．1000—0976．20O9．10．030酸气回注技术已经逐渐成为一种切实可行的酸气处理方法。在实际生产过程中，需要处理少量酸气的情

3、况下(少于150×10。m。／d)，这种酸气回注装置就更加具有实用价值。目前在加拿大西部已有近5o个酸气回注系统，而在美国也已经使用了近20个酸气回注装置。当硫磺市场饱和或萧条时，这种酸气回注方式也是大型天然气生产商的一种处理酸气途径，可以避免积压大量的硫磺。从理论上讲，酸气回注系统是一种简单的气体处理工艺过程，即将所需处理的酸性气体压缩到足够高的压力，再通过管道输送到处理井，然后通过井图1典型酸气回注工艺过程图筒注入所预先选定的储藏地层。然而不同气体组成的酸气需使用不同的酸气回注系统装置，这就为酸的反应将提高酸气在水中的溶解性。酸

4、性天然气加气回注装置的设计增加了很大的难度。此外，在所工处理分离过程的主要副产品是酸气流，其主要成需处理的酸气中，其主要成分是剧毒物质硫化氢，因分是硫化氢和二氧化碳。如果不考虑酸气流中的含此在酸气回注装置的技术设计过程中，装置的操作水量时，硫化氢和二氧化碳的总摩尔分数可超过安全性和工艺流程同样重要。典型酸气回注工艺过程如图l所示。95。然而这种酸气流通常饱含水。过去，在天然目前有许多工艺技术可用来分离天然气中碳氢气处理过程中产生的少量酸气可直接燃烧排放。但化合物和硫化氢等有害组分。有很多化学试剂可用随着环境保护要求的Et益严格，这种

5、酸气流的燃烧来脱除天然气中的硫化氢和二氧化碳，大部分化学放空处理方法已被禁止。试剂是类似于胺的有机化合物——醇胺水溶液。当为此，针对不同回注酸气流的组成，探讨了酸气醇胺溶于水时就形成了弱基酸，而这种酸基在水相回注系统设计的要点。表1给出了所引用的4个酸作者简介：JohnJ．Carroll，1958年生，注册工程师，博士；加拿大卡加里油气工程公司储层处理工程部经理，从事石油和天然气热力学研究、相平衡分析和物理性质计算，在酸气回注系统和天然气水合物方面造诣突出。地址：300，274939thAvenueNE，Calgary，Albert

6、a，CanadaT1Y4T8。电话：(1-403)250—2950转2229。E-mail：}carroll@gasliquids．corn·96·第29卷第1O期天然气工业启动年份2003处理井井况井底压力(kPa)17240井底温度(℃)60井日回注压力，设计(kPa)Ns2井口回注压力，实际(kPa)7445井深(m)酸气组成氢化硫摩尔分数()17．432—38二氧化碳摩尔分㈣数(％)一跏一～～．～一一一伽㈣一82．568—62甲烷摩尔分数()O．1N’摩尔分数(％)<01酸气流量(m／d)。21O0042475管道长度(m)

7、啪㈣姗一∞一一～兰詈一～一猢一㈣焖1004O25直径(mm)‘42．942．9材料碳钢碳钢压缩机设计参数型号ArielJG／4ArielJG／4KnoxWest．TAP_445ArlJGA／6级数1)孔lO611d45b吸入压力(kPa)143157132NSZ!咖∞∞排出压力(kPa)1245O6640221810NS压缩机实际参数吸入压力(kPa)136124140165排出压力(kPa)804438946095103O0参考文献[1]、[2][1]、[2][3][43注：1)根据可注性测试得到井底压力，油气藏压力大约是1550

8、0kPa；2)没指定；3)m。是指标准立方米，标准条件是15．55℃和101．325kPa；4)实际操作时第五级未充分使用。气回注系统参数汇总。酸气回注系统设计的关键问典型的酸气回注地层通常是一个水层或一个被题是酸气流相平衡分析计算。