El gas de acompañamiento se refiere al gas natural que coexiste con el petróleo, y sus métodos de recuperación son principalmente los siguientes:
Método de compresión
Principio: Utilizar un compresor para comprimir el gas asociado, aumentar la presión del gas, de forma que se reduzca su volumen, fácil de almacenar y transportar. En este proceso, la presión del gas se puede aumentar gradualmente mediante compresión en varias etapas.
Escenarios de aplicación: Es más adecuado para gas asociado de pequeño volumen y baja presión. Por ejemplo, en la recuperación de gas asociado de algunos pozos petrolíferos pequeños, se puede recoger eficazmente mediante un compresor pequeño.
Ventajas: El equipo es relativamente sencillo, fácil de operar y el coste de inversión inicial es bajo.
Desventajas: El proceso de compresión requiere un cierto consumo de energía, y si el gas contiene un gran número de impurezas, puede causar daños en el compresor.
Método de absorción
Principio: El absorbente se utiliza para absorber los componentes del gas natural en el gas asociado. El absorbente suele ser un líquido con buena solubilidad para el gas natural, por ejemplo, algunos disolventes orgánicos. El gas asociado se pone en pleno contacto con el absorbente en una torre de absorción. Los componentes del gas natural son absorbidos por el absorbente, mientras que otras impurezas (por ejemplo, algunas partículas sólidas) que no han sido absorbidas se separan. Posteriormente, el gas natural se desorbe del absorbente mediante calentamiento o despresurización para lograr su recuperación.
Escenario: Adecuado para el tratamiento de gas asociado que contiene una variedad de componentes de impurezas, especialmente cuando se requiere una purificación preliminar del gas natural. Por ejemplo, en la recuperación de gas asociado que contiene un gran número de hidrocarburos pesados, el método de absorción puede separar eficazmente el gas natural de los hidrocarburos pesados.
Ventaja: las impurezas del gas asociado pueden eliminarse eficazmente y el gas natural puede recuperarse con gran pureza.
Desventajas: La selección del absorbedor es crucial, y hay que tener en cuenta factores como su rendimiento de absorción, su rendimiento de desorción y el coste del gas natural. Además, el proceso de absorción y desorción es complicado, y la inversión en equipos y el coste de funcionamiento son relativamente altos.
Adsorción
Principio: Utilizar adsorbente sólido (como carbón activado, tamiz molecular, etc.) para adsorber los componentes del gas natural en el gas asociado. En el proceso de adsorción, el gas asociado pasa a través del lecho de adsorción equipado con adsorbente, las moléculas de gas natural se adsorben en la superficie del adsorbente, y los otros componentes (por ejemplo, vapor de agua, gases de impurezas, etc.) fluyen hacia fuera a través del lecho de adsorción. Una vez saturado el adsorbente, el gas natural adsorbido se desorbe regenerando el adsorbente cambiando la temperatura, la presión y otras condiciones.
Escenarios aplicables: Es más eficaz para procesar gas asociado con un caudal pequeño y requisitos de alta pureza. Por ejemplo, en algunos procesos de producción de química fina que requieren alta pureza del gas natural, el método de adsorción puede utilizarse para recuperar gas natural de alta pureza.
Ventajas: se puede obtener gas natural de alta pureza, fuerte capacidad de adsorción selectiva para diferentes componentes del gas.
Inconvenientes: el adsorbente tiene una capacidad de adsorción limitada y debe regenerarse periódicamente, y el coste del adsorbente es elevado. Además, es necesario controlar estrictamente las condiciones de funcionamiento del proceso de adsorción (por ejemplo, temperatura, presión, etc.).
Método de separación a baja temperatura
Principio: Basándose en los diferentes puntos de ebullición de los componentes del gas asociado, el gas se licua mediante enfriamiento y, a continuación, se lleva a cabo la separación gas-líquido a baja temperatura. Este proceso adopta equipos de refrigeración para enfriar el gas asociado a una temperatura muy baja, de modo que los hidrocarburos pesados y otros componentes se licúan primero, mientras que los hidrocarburos ligeros, como el metano, se licúan o se mantienen en estado gaseoso a una temperatura más baja, realizando así la separación y recuperación de los diferentes componentes.
Escenario: Es adecuado para tratar gas asociado que contenga un gran número de componentes de hidrocarburos pesados, especialmente para ocasiones en las que sea necesario recuperar productos de hidrocarburos pesados. Por ejemplo, en algunas zonas petrolíferas con gran producción de condensado de gas natural (LGN), el método de separación a baja temperatura puede separar eficazmente el gas natural y el condensado.
Ventaja: Puede recuperar productos valiosos como el gas natural y los hidrocarburos pesados al mismo tiempo, y la eficacia de separación es buena.
Desventajas: Se requiere un complejo equipo de refrigeración, un alto coste de inversión y un elevado consumo de energía durante el funcionamiento a baja temperatura. Al mismo tiempo, también hay elevados requisitos para la conservación del calor y el sellado del equipo.
Comparación de ambos
1, consumo de energía
Método de compresión: el consumo de energía se refleja principalmente en el compresor en el proceso de compresión de gas, su consumo de energía y la relación de compresión, el flujo de gas y otros factores, en general, la relación de compresión es alta, el flujo de gas es grande, el consumo de energía aumentará significativamente, por ejemplo, será la baja presión asociada con la compresión de gas de 0,1MPa a 1MPa, con el aumento del flujo de gas, la potencia del compresor requerida se incrementará en consecuencia.
Método de absorción: El consumo de energía se refleja principalmente en el proceso de circulación del absorbedor, incluyendo el bombeo del absorbedor y el calentamiento requerido en el proceso de desorción, etc. Comparativamente hablando, su consumo de energía puede ser menor que el del método de compresión, especialmente en el tratamiento de gas asociado a baja presión a gran escala, a diferencia del método de compresión, que requiere la compresión a alta presión del gas.
Adsorción: El proceso de adsorción en sí tiene un consumo de energía relativamente bajo, pero el proceso de regeneración del adsorbente puede requerir un cierto consumo de energía, como el consumo de energía de calefacción o de bombeo al vacío durante la regeneración por calentamiento o despresurización. En general, en condiciones de funcionamiento adecuadas, el consumo de energía de los métodos de adsorción puede mantenerse bajo, especialmente cuando se tratan caudales bajos de gases asociados.
Separación criogénica: El consumo de energía es elevado porque se necesita equipo de refrigeración para enfriar el gas asociado a una temperatura muy baja. El proceso de refrigeración requiere una gran cantidad de energía eléctrica para mantener el entorno a baja temperatura, lo que constituye el principal consumo energético del método de separación criogénica y suele ser el más elevado de los diversos métodos.
2、Eficiencia de recuperación
Método de compresión: la eficiencia de recuperación depende principalmente del rendimiento del compresor y de las condiciones de funcionamiento, para el gas asociado relativamente puro, se puede lograr una mayor eficiencia de recuperación, pero si el gas contiene impurezas, puede afectar a la eficiencia del compresor, reduciendo así la eficiencia de recuperación. La eficiencia general de recuperación puede alcanzar alrededor del 70%~90%, el valor específico depende de la composición del gas y de las condiciones del equipo.
Método de absorción: puede eliminar eficazmente las impurezas y tiene una alta eficiencia de recuperación del gas natural. Mediante una selección razonable del absorbente y la optimización de las condiciones de funcionamiento de la torre de absorción, la eficiencia de recuperación puede alcanzar más del 90%, especialmente para algunos componentes del gas natural de alto valor añadido.
Método de adsorción: La selectividad de adsorción del gas natural es fuerte, y puede recuperarse gas natural de gran pureza, y la eficiencia de recuperación puede alcanzar normalmente un nivel alto, hasta alrededor del 80%~95%. Sin embargo, el adsorbente tiene una capacidad de adsorción limitada y debe regenerarse oportunamente para garantizar una recuperación continua y eficaz.
Método de separación a baja temperatura: debido al uso de diferentes puntos de ebullición de los componentes para la separación, la eficiencia de separación y recuperación de diferentes componentes en el gas asociado es muy alta, especialmente para la separación de hidrocarburos pesados y gas natural, la eficiencia de recuperación puede alcanzar más del 95%, y la recuperación efectiva de una variedad de productos valiosos.
3. Complejidad del equipo y coste de inversión
Método de compresión: el equipo es relativamente simple, compuesto principalmente por un compresor y tanques de apoyo, los costes de inversión son bajos, un equipo de compresión pequeño puede necesitar sólo unas pocas decenas de miles de dólares a cientos de miles de dólares, aplicable a pequeños pozos de petróleo o a ocasiones de capital limitado.
Método de absorción: el equipo incluye torre de absorción, torre de desorción, bombas, intercambiadores de calor, etc., el proceso es más complejo, el coste de inversión es mayor, hay que tener en cuenta el sistema de almacenamiento y circulación del absorbente, un conjunto de equipo de reciclaje de tamaño medio del método de absorción puede requerir millones a decenas de millones de yuanes de inversión.
Método de adsorción: necesita lecho de adsorción, bomba de vacío (para la extracción de vacío durante la regeneración), equipo de calefacción o refrigeración (para la regeneración del adsorbente), etc. La complejidad del equipo es moderada, y el coste de inversión también pertenece al nivel medio, y la inversión de un conjunto de dispositivo de adsorción puede estar entre decenas de miles y millones de yuanes, y la sustitución periódica del adsorbente también aumentará el coste.
Método de separación a baja temperatura: el equipo es el más complicado, necesita una serie de equipos de baja temperatura como unidad de refrigeración, separador de baja temperatura, intercambiador de calor, etc., debido a los altos requisitos de fabricación y mantenimiento de los equipos de baja temperatura, el coste de inversión es muy alto, un conjunto de dispositivo de separación a baja temperatura puede necesitar decenas de millones de yuanes de inversión.
4.Componentes de gas asociado aplicables y escenas
Método de compresión: Aplicable a gas asociado de pequeño volumen, baja presión y componentes relativamente sencillos. Por ejemplo, en algunas zonas remotas de pequeños pozos petrolíferos, la producción de gas asociado no es elevada, el gas está formado principalmente por componentes convencionales de gas natural, la pureza del gas recuperado no es especialmente alta.
Absorción: Adecuado para procesar gas asociado que contiene múltiples componentes impuros, especialmente en escenarios en los que se requiere una purificación preliminar del gas o la recuperación de componentes específicos (por ejemplo, hidrocarburos pesados). En refinerías o plantas de tratamiento de gas, suele utilizarse para el tratamiento centralizado de gas asociado procedente de diferentes pozos con componentes complejos.
Adsorción: Ventajoso para el tratamiento de gases asociados con bajos caudales y elevados requisitos de pureza. Por ejemplo, en algunos procesos de producción química que requieren una pureza muy elevada del gas natural, como la preparación de gas de alimentación para la producción de productos químicos de grado electrónico, la adsorción puede eliminar eficazmente trazas de impurezas en el gas asociado y proporcionar gas natural de alta pureza.
Método de separación a baja temperatura: Es adecuado para procesar gas asociado que contiene un gran número de componentes de hidrocarburos pesados, especialmente cuando se requiere la recuperación simultánea de gas natural y productos de hidrocarburos pesados. En las grandes bases de producción de condensado de gas natural o en las plataformas marinas de petróleo y gas con gran producción de gas asociado y alto contenido de hidrocarburos pesados, el método de separación a baja temperatura puede aprovechar al máximo sus ventajas.
