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石油伴生气在首钢京唐的运用

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《江汉石油科技》2017年第2期

【摘要】介绍了石油伴生气的特性及回收使用情况,研究了石油伴生气或天然气在冶金行业的应用方向,说明了京唐公司因地制宜,将油田伴生气净化后用于各个生产工序的实践情况。

【关键词】石油伴生气;天然气;冶金行业

前言

目前钢铁企业使用的燃料主要以煤和副产煤气为主,包括焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气和混合气等,燃料成本占到总成本的40%以上。首钢京唐公司目前有1座焦气柜、2座高气柜、3座转气柜,可保证各工序的副产煤气全部回收利用,正常生产情况下,焦炉煤气零放散,转炉煤气零放散,高炉煤气部分放散,同时配合油田伴生气的使用,能源的利用高效、清洁。

1石油伴生气国内外应用现状

油田开采时,石油和天然气是无法完全分离的,在回收石油的过程中,会伴随着发生大量天然气(或者称为油田伴生气),每吨石油伴随着发生天然气约300m3左右,此时的天然气和我们日常使用的天然气组分还有区别,它的组分主要是CH4(50%)、C2H6(10%)、C3H8(20%)、C4H10烷(3%)和C5H12,同时还含有一定量的硫化氢、油和水等成分。经过净化除去以上成分,调压后才可以直接使用,此时才是我们日常使用的天然气。根据油田所处地理位置的差异和分散量的大小,油田伴生气分为可直接进入管网的伴生气和零散及边远井区的伴生气,前者伴生气产量较大,经过净化调压处理后可以直接作为天然气使用,在技术上已经比较成熟,后者伴生气分散且量小,回收使用成本较高[1]。目前石油伴生气或者天然气在钢铁行业的使用方向有:(1)替代焦炉煤气直接作为燃料供给用户使用。(2)与转炉煤气、焦炉煤气混合后供给用户使用。(3)直接还原铁矿石。众所周知天然气还原性很强,目前国内外钢铁行业在研究天然气直接还原铁矿石炼铁法。此方法铁矿石在固态下完成,消耗能源低,碳排放量少。(4)炼铁高炉喷吹技术[3]为提高炼铁高炉燃料利用率和热效率,降低后续炼钢炉外脱硫等工序成本,目前又发展了炉身喷吹高温还原气体工艺,该工艺是将碳氢化合物燃料先在炉外分解,制成高温(1000℃左右)、还原性强的气体,再从炉腰或炉身下部间接还原激烈反应区喷入高炉,减少高温区的热支出,可以大幅度地降低高炉燃料消耗。目前冶金还原煤气的主要气体燃料是天然气、石油气和焦炉煤气,其中天然气的转化反应的目的是把CH4变成可利用的CO和H2。由于目前我国存在天然气产量不足,供给钢铁企业的量小,且成本极高,使炼铁高炉喷吹技术没有得到普遍的应用,但是不可否认,天然气在钢铁企业仍然有极大的使用空间。

2石油伴生气在我公司的应用及工艺特点

曹妃甸地区储存有大量的石油,某石油公司在厂区内部开采石油时,伴随产生发现了大量石油伴生气,因地制宜,2014年我公司就地将石油伴生气处理后加以使用,一方面,降低了给其他客户使用的远距离输送成本;另一方面,也为我公司提供了一个优质稳定的气源,为煤气平衡调节和各工序稳定生产提供了保证。来自油井的石油伴生气首先经过调压后,供给我厂使用,具体的工艺流程如图1所示:来自油田的伴生气经过调压后供给我公司,伴生气压力为0.2~0.4MPa,热值在37681kJ/m3以上。其中一路经过A(过滤、计量和调压)装置后,供给热轧混合站和启动锅炉使用,还可以与焦气管网、启动燃料站相连,作为焦炉煤气的替代气源和备用应急气源。另一路经过B(3套并联的净化装置)净化后,再通过不同的调压装置,获得不同压力等级的石油伴生气,供给酸再生和镀铝锌使用。石油伴生气在我厂的应用具备以下优点:(1)油井在厂区内,除首钢京唐外,且无其他用户,输送成本低。(2)可根据末端用户对燃料的质量和热值的需求,选择单独过滤调压后供给,还是先净化后再调压供给用户使用,有利于降低生产运行成本。(3)石油伴生气燃烧稳定、热值高、洁净,对用户的烧嘴和过滤设备影响小,可降低日常设备维护费用。(4)对环境影响低,燃烧产生二氧化碳少,有利于保护环境。(5)焦炉煤气不足时,可直接替代焦炉煤气。同时,可考虑将净化后的石油伴生气液化储存,作为应急气源使用,也可以净化后进行销售创收。

[参考文献]

[1]张伟娜,徐二华,张兵.边远地区油田伴生气利用现状及发展趋势[J].内蒙古石油化工,2011,36(19):3-4.

[2]邹明,徐志刚.用天然气作替代能源提高酒钢经济效益的探讨[J].钢铁研究,2002,30(4).

[3]徐志刚.以气代焦天然气与冶金市场双赢[J].天然气工业,2000(5).

作者:王玉兴;王树忠 单位:首钢京唐钢铁联合有限责任公司能源与环境部

江汉石油科技杂志责任编辑:张雨    阅读:人次