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

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.