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《江漢石油科技》2017年第2期

【摘要】介紹了石油伴生氣的特性及回收使用情況，研究了石油伴生氣或天然氣在冶金行業的應用方向，說明了京唐公司因地制宜，將油田伴生氣凈化后用于各個生產工序的實踐情況。

【關鍵詞】石油伴生氣；天然氣；冶金行業

前言

目前鋼鐵企業使用的燃料主要以煤和副產煤氣為主，包括焦爐煤氣、高爐煤氣、轉爐煤氣和混合氣等，燃料成本占到總成本的40%以上。首鋼京唐公司目前有1座焦氣柜、2座高氣柜、3座轉氣柜，可保證各工序的副產煤氣全部回收利用，正常生產情況下，焦爐煤氣零放散，轉爐煤氣零放散，高爐煤氣部分放散，同時配合油田伴生氣的使用，能源的利用高效、清潔。

1石油伴生氣國內外應用現狀

油田開采時，石油和天然氣是無法完全分離的，在回收石油的過程中，會伴隨著發生大量天然氣（或者稱為油田伴生氣），每噸石油伴隨著發生天然氣約300m3左右，此時的天然氣和我們日常使用的天然氣組分還有區別，它的組分主要是CH4（50%）、C2H6（10%）、C3H8（20%）、C4H10烷（3%）和C5H12，同時還含有一定量的硫化氫、油和水等成分。經過凈化除去以上成分，調壓后才可以直接使用，此時才是我們日常使用的天然氣。根據油田所處地理位置的差異和分散量的大小，油田伴生氣分為可直接進入管網的伴生氣和零散及邊遠井區的伴生氣，前者伴生氣產量較大，經過凈化調壓處理后可以直接作為天然氣使用，在技術上已經比較成熟，后者伴生氣分散且量小，回收使用成本較高[1]。目前石油伴生氣或者天然氣在鋼鐵行業的使用方向有：（1）替代焦爐煤氣直接作為燃料供給用戶使用。（2）與轉爐煤氣、焦爐煤氣混合后供給用戶使用。（3）直接還原鐵礦石。眾所周知天然氣還原性很強，目前國內外鋼鐵行業在研究天然氣直接還原鐵礦石煉鐵法。此方法鐵礦石在固態下完成，消耗能源低，碳排放量少。（4）煉鐵高爐噴吹技術[3]為提高煉鐵高爐燃料利用率和熱效率，降低后續煉鋼爐外脫硫等工序成本，目前又發展了爐身噴吹高溫還原氣體工藝，該工藝是將碳氫化合物燃料先在爐外分解，制成高溫（1000℃左右）、還原性強的氣體，再從爐腰或爐身下部間接還原激烈反應區噴入高爐，減少高溫區的熱支出，可以大幅度地降低高爐燃料消耗。目前冶金還原煤氣的主要氣體燃料是天然氣、石油氣和焦爐煤氣，其中天然氣的轉化反應的目的是把CH4變成可利用的CO和H2。由于目前我國存在天然氣產量不足，供給鋼鐵企業的量小，且成本極高，使煉鐵高爐噴吹技術沒有得到普遍的應用，但是不可否認，天然氣在鋼鐵企業仍然有極大的使用空間。

2石油伴生氣在我公司的應用及工藝特點

曹妃甸地區儲存有大量的石油，某石油公司在廠區內部開采石油時，伴隨產生發現了大量石油伴生氣，因地制宜，2014年我公司就地將石油伴生氣處理后加以使用，一方面，降低了給其他客戶使用的遠距離輸送成本；另一方面，也為我公司提供了一個優質穩定的氣源，為煤氣平衡調節和各工序穩定生產提供了保證。來自油井的石油伴生氣首先經過調壓后，供給我廠使用，具體的工藝流程如圖1所示：來自油田的伴生氣經過調壓后供給我公司，伴生氣壓力為0.2~0.4MPa，熱值在37681kJ/m3以上。其中一路經過A（過濾、計量和調壓）裝置后，供給熱軋混合站和啟動鍋爐使用，還可以與焦氣管網、啟動燃料站相連，作為焦爐煤氣的替代氣源和備用應急氣源。另一路經過B（3套并聯的凈化裝置）凈化后，再通過不同的調壓裝置，獲得不同壓力等級的石油伴生氣，供給酸再生和鍍鋁鋅使用。石油伴生氣在我廠的應用具備以下優點：（1）油井在廠區內，除首鋼京唐外，且無其他用戶，輸送成本低。（2）可根據末端用戶對燃料的質量和熱值的需求，選擇單獨過濾調壓后供給，還是先凈化后再調壓供給用戶使用，有利于降低生產運行成本。（3）石油伴生氣燃燒穩定、熱值高、潔凈，對用戶的燒嘴和過濾設備影響小，可降低日常設備維護費用。（4）對環境影響低，燃燒產生二氧化碳少，有利于保護環境。（5）焦爐煤氣不足時，可直接替代焦爐煤氣。同時，可考慮將凈化后的石油伴生氣液化儲存，作為應急氣源使用，也可以凈化后進行銷售創收。

[參考文獻]

[1]張偉娜，徐二華，張兵.邊遠地區油田伴生氣利用現狀及發展趨勢[J].內蒙古石油化工，2011，36（19）：3-4.

[2]鄒明，徐志剛.用天然氣作替代能源提高酒鋼經濟效益的探討[J].鋼鐵研究，2002，30（4）.

[3]徐志剛.以氣代焦天然氣與冶金市場雙贏[J].天然氣工業，2000（5）.

作者:王玉興；王樹忠 單位：首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司能源與環境部