面向含氮油田伴生气提质利用的膜耦合分离工艺设计优化

作者：孙永尧; 高秋英; 曾文广; 王佳铭; 陈艺飞; 周永哲; 贺高红; 阮雪华^*

来源：化工学报, 2023, 74(05): 2034-2045.

• 膜分离
• 油田伴生气
• 天然气
• 优化设计
• 过程强化

近年来，随着氮气强化采油的不断推广，含氮油田伴生气产量不断增加，生产合格的管道天然气成为提高资源利用率、增加经济效益的重要命题。本研究从组成特征出发，成功研制并批量生产功能层减薄至700 nm的硅橡胶复合膜，大幅提高分离能力，未溶胀状态下甲烷渗透速率达到358 GPU[1 GPU=1.24 mol/(m2·h·MPa)]，同时提出浅冷液化与多级膜渗透集成的耦合分离工艺，在充分回收乙烷和丙烷等化工原料的同时，生产热值满足国家标准GB 17820—2018的管道天然气，实现伴生气高效提质和综合利用。以西北油田某集输站为实施案例，针对7000 m3/h(标准工况)伴生气进行耦合工艺设计，模拟结果显示轻烃收率大于77.6%，甲烷提质利用率大于54.4%，乙烯裂解原料产量23604 t/a，管道天然气产量18.03×106 m3/a(标准工况)，创造经济效益预计可达79.0×106 CNY/a，为含氮油田伴生气的高效利用提供了极具前景的加工途径。

• 单位
  中国石油化工股份有限公司西北油田分公司; 大连理工大学; 中国石油化工集团公司