物质简介

油田气又称石油伴生气。燃烧时呈黄色火焰，通入水中，水面出现彩色油膜。伴随石油一起从油藏或油气藏中采出的天然气。其组成和原油组成有密切关系。轻烷基石油的伴生气中，除甲烷外，还含较多的重烃，其总量甚至超过甲烷；在重烃含量中，一般以乙烷为最高，依次为丙烷和丁烷，但也有反常现象。在重质石油的伴生气中，重烃含量很少，有的几乎是纯甲烷气。油田气的非烃类组分，主要是氮和二氧化碳，其次是硫化氢等。

利用规模

我国油田伴生气资源丰富。据不完全统计，仅部分因地域限制、分散的小油田每年烧掉的伴生气就高达10×m³ 左右，相当于10×t石油。另外，燃烧的火炬系统不仅给环境带来光和噪音的污染，而且低压运行时往往会产生不完全燃烧，产生的黑烟和碳氢化合物会造成严重的大气污染。火炬系统每年排放的温室气体(二氧化碳 )量也是巨大的，而随着近年来温室气体对环境的影响越来越受到世界各国的重视，不久的将来企业经营者对二氧化碳 排放权的购买也将成为一项经营成本。如能有效利用油田伴生气资源，既可以增加工程项目收益，又可以有效降低二氧化碳的排放。

据估计，随着世界低碳环保经济的发展，未来20年内世界对天然气的需求将以每年2.6%的速度递增，这一数字同比明显超过了石油及煤炭的增长速度。据美国国家海洋和大气管理局统计，2006年全世界共燃烧1680×m³ 伴生气。伴生气燃烧量最多的国家是俄罗斯，仅2006年俄罗斯就燃烧了大约500.7×m³伴生气。每1000m³伴生气相当于1.07t石油当量，按此计算，俄罗斯相当于浪费厂超过5000×t石油。这样不仅造成巨大的资源浪费，如果不进行回收利用而直接外排，还有污染环境的可能。

组分分析方法

早期由于色谱柱及分析仪器比较落后以及分离、检测手段的局限,油田气的组分分析操作烦琐、费力、费时且易产生误差。随着油田气分析方法的发展。出现了一种新方法———填充柱和毛细管混合色谱柱的多维色谱系统。

该方法在Agilent 6890气相色谱仪上配有TCD与FID双检测器、2个电子阀、3根填充柱及1根毛细管柱。在分析油田气时，样品首先被予柱分离为轻质和重质两部分：轻质部分包括乙烷、甲烷和空气，继续在填充柱中进行分离，并在TCD检测器上得到检测；而重质部分的丙烷及更重质烃类组分则被反冲到毛细管柱进行分离，并在FID上得到检测。该方法的突出特点是只注射一次样品，就能实现油田气中轻烃类、非烃类和重质烃类的分离和检测。该方法具有准确度高、精度高、工作效率高等优点。

净化处理工艺

针对油田气的特点，必须选择投资低、设备简单、处理气量小、操作弹性大和方便的天然气净化技术才行。下面介绍几种对于油田气较为适用的净化处理工艺。

分子筛脱酸性气体

用抗酸性分子筛进行油田气净化，其原理是表面吸附，因此，分子筛脱除油田气的酸性气体有一举两得的作用，既可吸附水又可吸附硫化合物，因此分子筛存在两个转效点，第一个是水的(分子筛首先吸附的是水)，第二个转效点是硫化合物的。为了达到既脱硫又脱水的目的，应该以硫化合物的转效点为标准，及时进行切换再生。

固体脱硫剂(SDA)脱硫技术

SDA技术属于间歇式气体脱硫技术，主要有Sulfatreat、海绵铁、Chemsweet，Sulfa-check等。 Sulfatreat是一种从天然气、二氧化碳和空气中有选择性地脱除硫化氢和硫醇的间歇式方法，Sulfatreat是一种干燥的流动物质，它具有均匀的孔隙度和渗透率，它由30%单一的铁化合物、30%蒙脱石和30%水组合而成，属于反应型脱硫材料，呈黑色颗粒状。Sulfatreat装置应直接安装在气/液分离器的下游和脱水工艺装置的上游，气体温度最好在2150℃之间，且含饱和水蒸气。Sulfatreat对压力不敏感，并且不受气体中任何其它组分的影响，Sulfatreat工艺方法完全有选择性地脱除硫化氢，并且不产生废气。

碳酸丙烯酯法

用碳酸丙烯酯吸收二氧化碳等酸性气体，是一个典型的物理过程。且流程简单、设备数量少、能耗小、净化成本低。 该法是利用碳酸丙烯酯吸收负荷与二氧化碳分压在一定温度下呈线性关系的原理，提高系统总压力，在二氧化碳含量不变的情况下使二氧化碳分压增加，达到净化二氧化碳的目的。对于溶解了二氧化碳等酸性气体的溶剂，通过降压至常压或负压，使二氧化碳等酸性气体从溶剂中释放出来，达到溶剂再生和回收二氧化碳酸性气体的目的。

由于碳酸丙烯酯溶剂化学性质稳定、降解少，对碳钢无腐蚀，对人体无毒，再生过程不需外热，能耗低，因此，特别适用于处理二氧化碳含量较高的油田气。

膜分离净化

在薄膜的表皮层中，有很多很细的毛细管孔，这些孔是由膜基体中非键合材料组织间的空间所形成的，气体通过这些孔的流动主要是knuden流(自由分子流)、表面流、粘滞流及筛分机理联合作用的结果，其中粘滞流不产生气体的分离。根据knuden流机理，气体的渗透速率与气体分子量的平方根成反比。由于甲烷的分子量比硫化氢、二氧化碳和水小，所以CH4的渗透系数大于硫化氢、二氧化碳和水的渗透系数，而且当为knuden流时，纯气体的渗透系数与操作压力无关，维持恒定。