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破解边远井效益困局——低成本页岩油零散气脱水装置方案

市场痛点

在页岩油开发过程中,零散气(伴生气)的处理一直是令现场工程师头疼的难题。特别是针对边远单井、试采井,面临着几个“拦路虎”:一是基础设施缺失,边远井往往没有电网覆盖,常规高耗电的脱水设备无法运行 ;二是工况波动大,井口压力不稳定,气量时大时小,传统三甘醇(TEG)脱水工艺适应性差,露点控制不达标 ;三是运营成本高,传统化学药剂法或TEG脱水需要频繁补充药剂,废液处理也是一笔不小的开支,对于产量不大的零散气而言,甚至可能出现“回收气还不够成本”的尴尬局面;四是场地限制,井口空间有限,庞大的设备根本无法安装。这些痛点导致大量优质的页岩油零散气被直接放空燃烧,不仅浪费资源,还造成了环境污染。

装置流程

针对这些痛点,亿镨能源设计的YNG1024000.4AM页岩油零散气脱水装置提供了一套完整的解决方案。该装置采用撬装结构,长度控制在912米,非常适应井口狭小空间。

含水含油的零散气进入气液分离器,进行初步的机械分离,脱除游离状态的液体和大的液滴。随后,气体进入分离过滤器,进一步过滤掉13μm以上的固体颗粒和液雾,确保进入核心吸附单元的气体相对“干净”。

经过预处理的气体进入双塔结构的页岩油零散气分子筛脱水装置(A塔和B塔)。在A塔进行高压吸附时,分子筛将水分子牢牢锁住;此时B塔正在进行再生或待机。干燥后的气体经过粉尘过滤器,防止分子筛粉末带入下游,最后进入冷冻脱烃单元。

在脱烃单元,干燥气体先经预冷器降温,再进入蒸发器深冷至20℃~30℃,将轻烃组分液化分离,最终获得合格产品气。

工作原理

这套页岩油零散气干燥机的核心原理基于“吸附”与“解吸”的可逆过程,并结合了“冷冻分离”技术。

吸附过程:利用分子筛对极性分子(水)的强吸附力。在常温高压下,分子筛内部均匀的微孔将直径小于其孔径的水分子吸入孔内,而较大的甲烷、乙烷等分子则通过床层,从而实现深度脱水,常压露点可稳定达到55℃以下。

再生过程:当A塔吸附饱和后,系统自动切换。利用增压机将少量干气增压,通过防爆电加热器加热至180200℃,高温气体逆向进入饱和的B塔。高温破坏了分子筛对水的吸附平衡,水分被脱附出来随再生气带走。

零排放设计:含湿的再生气经风冷冷却器降温,水分冷凝后经排污系统排出,分离后的气体则返回吸附塔入口再次利用,实现了等压半开式逆流再生,几乎没有成品气损耗 。通过冷冻脱烃进一步回收液态轻烃,真正做到了“吃干榨净”。

冷干机

核心优势

极低的运营成本:相比于传统TEG脱水,这套页岩油零散气脱水设备的综合运营成本降低60%以上 。因为它采用半开式循环再生,无成品气损耗,且无需频繁添加化学药剂。

强大的离网适应性:针对无电网覆盖的偏远井场,亿镨的页岩油零散气分子筛脱水装置可设计为离网型能源包,利用井口压力能或光伏辅助供电,总功率200250kw虽需要电源,但通过撬装集成设计,接入柴油发电机或临时电网极为便捷。

极强的工况波动容忍度:工作压力覆盖0.15MPa的低压场景 。设备设计压力0.6MPa,即使井口压力波动,通过PLC自动调节阀门动作,依然保证稳定的露点输出。

高附加值产品回收:不仅脱水,更通过冷冻脱烃回收液态混烃。对于页岩油零散气而言,这些C3+以上的轻烃是宝贵的化工原料,售出后能进一步缩短设备投资回收期。

技术实力

浙江亿镨能源科技有限公司深耕气体分离净化领域多年,拥有19+项脱水技术专利和软件著作 。

在页岩油零散气干燥机的研发上,我们采用了独特的分层填充技术。吸附塔进排口采用平铺式扩散结构,减轻高速气流对分子筛的冲击,使得分子筛使用寿命长达20000小时以上(约2.53年),远超行业平均水平。

我们的控制系统搭载了西门子SMART200 PLC,结合温度变送器、压力变送器,实现了全自动无人值守运行。特别是针对再生过程,我们设计了“三重温度超高保护”功能:PLC逻辑保护、变送器监测、电加热炉芯自带防爆热电阻保护,彻底杜绝加热器干烧风险,展现了我们在防爆电气(ExdⅡBT4)领域的深厚积累。

产品介绍

YNG1024000.4AM型页岩油零散气脱水装置是亿镨能源的明星产品。它专为处理量2400Nm³/h、工作压力0.4MPa的井口工况设计。

整机撬装,尺寸约12000×2900×3000mm,出厂前已完成所有管路和线缆连接,现场只需接入进出口法兰(WN15016RF)和电源(AC380V/50Hz)即可运行。

设备由两大核心模块组成:

吸附脱水模块:包含两台干燥塔,内置足量定制分子筛;一台90kw防爆电加热器;一台22kw防爆增压机(百盛/科隆/汇通品牌);以及浙江轩丰的防爆风冷冷却器。

冷冻脱烃模块:亿镨定制冷冻机(75135kw),采用R22制冷剂,蒸发温度可达20℃至30℃。内部蒸发器采用列管式设计,不锈钢换热管带折流板,耐腐蚀且换热效率高。三级分离(碰撞+离心+丝网除雾)确保液态烃高效分离。

天然气干燥器

技术指标

设备型号:YNG1024000.4AM

处理量:2400Nm³/h

工作压力:0.4MPa(设计压力0.6MPa)

进气温度:≤25℃(饱和含水)

常压露点:≤55℃

脱烃温度:20℃ ~ 30℃

再生温度:180200℃

设备压降:≤30kPa

吸附剂:分子筛(亿镨定制)

控制方式:PLC自动控制(西门子SMART200)

防爆等级:ExdⅡBT4

装机功率:200250kw

常见FAQ

Q1:这套页岩油零散气脱水装置在0.4MPa下工作,但我的井口压力偶尔会掉到0.2MPa,还能正常运行吗?

A1:完全可以。亿镨的页岩油零散气干燥机设计时就考虑到了页岩油井口的压力波动特性。根据亿镨的实际应用案例,该设备最低可在0.15MPa压力下工作 。PLC会自动调整阀门切换时序,确保在低压下依然能获得合格的露点。

Q2:设备是撬装的,如果在新疆或东北极寒环境下使用,撬体内的管路会不会冻裂?

A2:亿镨在设计中充分考虑了环境适应性。在工艺上我们将露点降至55℃~75℃以下,气体本身已不含游离水;在设备伴热和保温上,亿镨采用阿姆斯壮泡沫阻燃绝热材料进行包覆,有效减少冷量散失,防止外部结冰。对于极端低温地区,我们还可选配电伴热系统。

Q3:分子筛多久需要更换一次?更换麻不麻烦?

A3:在正常操作和维护下,亿镨定制的分子筛使用寿命可达20000小时以上。即使按照全年全天候运行,也大约相当于2.5年。关于更换,我们在吸附塔上专门设有装料口和卸料口,更换时无需拆卸塔体管路,操作非常方便。

Q4:亿镨这套设备的核心优势是“半开式再生”,相比传统工艺具体省在哪儿?

A4:主要体现在成品气损耗上。传统的闭式再生需要消耗大量产品气吹扫,而开式再生则直接排空。亿镨采用的等压半开式逆流再生,将再生气冷却分离水分后,通过增压机打回系统入口循环使用,几乎不损耗任何天然气。对于2400Nm³/h的装置,一年节省的气量价值非常可观 。

Q5:冷冻脱烃部分回收的混烃怎么处理?

A5:亿镨从页岩油零散气脱水设备的蒸发器和气液分离器分离出的液态混烃(主要是C3+以上组分),通过自动排污系统输送至配套的混烃储罐中。这些混烃是优质的轻质油或化工原料,可以直接销售或混入原油输运管道,为您增加一笔额外的收入。

多年来,公司凭借丰富的制造经验、强大的技术力量和稳定可靠的产品质量,赢得到了行业客户的普遍好评,天然气加气站脱水,联系销售工程师:17826818668(同微信)快速获取报价,免费提供解决方案。