1、輕烴回收寇杰第1頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三輕 烴 回 收 輕烴回收是指將天然氣中相對(duì)甲烷或乙烷更重的組分以液態(tài)形式回收下來的過程。其中丙烷丁烷混合物成為液化石油氣(LPG)，戊烷及戊烷以上的組分成為輕油。 輕烴回收工藝過程實(shí)質(zhì)上是多組分氣液兩相平衡體系。 輕 烴 回 收第2頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 目的是為了控制天然氣的烴露點(diǎn)以滿足天然氣輸送要求?；厥障聛淼囊簯B(tài)烴產(chǎn)品可以作為優(yōu)質(zhì)燃料或化工原料，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。 國內(nèi)外輕烴回收的工藝方法有吸附法、油吸收法及冷凝分離法。目前，普遍采用冷凝分離法，或以冷凝法為主的多種輔冷方法，天

2、然氣經(jīng)過冷凝回收液烴，工藝過程主要由原料氣預(yù)處理、壓縮、脫水、制冷和凝液回收等部分組成。脫水制冷、凝液回收是輕烴回收工藝的關(guān)鍵過程，這些過程的效果對(duì)提高輕烴收率，有效利用能量，降低能耗起著關(guān)鍵的作用。輕 烴 回 收第3頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 常溫油吸收法 油吸收法 中溫油吸收法 低溫油吸收法 直接膨脹制冷法輕烴回收的主要方法 低溫分離法 冷劑制冷法 （冷凝分離法） 混合制冷法（透平膨脹機(jī)制冷 與冷劑混合法） 固體吸附法輕烴回收的主要方法輕 烴 回 收第4頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三1. 固體吸附法 利用固體吸附劑（主要為活性炭）

3、對(duì)各種烴類的吸附量不同，從而使天然氣中各組分得到分離。這種方法用于濕氣中回收較重?zé)N類，且處理氣量較小（60104m3/d）及較貧的天然氣液烴含量為1340mL/m3（氣），以達(dá)到吸附原料氣中的水及液烴，使原料氣露點(diǎn)滿足管輸要求。這類裝置流程簡單，不需要特殊的材料和設(shè)備，但再生能耗大，生產(chǎn)成本高，輕烴收率低，很少使用。輕 烴 回 收第5頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 2. 油吸收法 油吸收法是利用天然氣中各種組分在吸收油（如石腦油、煤油或柴油）中的溶解度不同，而使不同烴類得以分離的方法。 該法在20世紀(jì)5060年代得到了廣泛的應(yīng)用，至今仍有裝置在運(yùn)行，特別是對(duì)于石油煉

4、制工業(yè)中的石油裂解氣的分離具有優(yōu)勢(shì)。 吸收油一般采用石腦油、煤油或柴油。吸收油相對(duì)分子質(zhì)量越小，輕烴收率越高，但吸收油蒸發(fā)損耗越大。因此，當(dāng)要求已烷收率較高時(shí)，一般應(yīng)采用相對(duì)分子質(zhì)量較小的吸收油。 根據(jù)吸收溫度不同，油吸收法分為常溫吸收、中溫吸收和低溫吸收法。 常溫吸收的溫度一般在30左右，以回收C3+輕烴為主；中溫吸收的溫度為-20以上，C3收率為40%左右；低溫吸收的溫度在-40左右，C3收率一般為80%90%，同時(shí)可回收35%50%的C2。輕 烴 回 收第6頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 油吸收法的主要設(shè)備有吸收塔、富油穩(wěn)定塔和富油蒸餾塔。若為低溫油吸收法，還

5、需增加制冷系統(tǒng)。在吸收塔內(nèi)，吸收油與天然氣逆流接觸，將氣體中大部分丙烷、丁烷及戊烷以上烴類吸收下來。從吸收塔底部流出的富吸收油(簡稱富油)進(jìn)入富油穩(wěn)定塔中脫出不需要回收的輕組分如甲烷等，然后在富油蒸餾塔中將富油中所吸收的乙烷、丙烷、丁烷以及戊烷以上烴類從塔頂蒸出。從富油蒸餾塔底流出的貧吸收油(簡稱貧油)經(jīng)冷卻后去吸收塔循環(huán)使用如為低溫油吸收法，則還需要將原料氣與貧油分別冷凍后再進(jìn)入吸收塔中。 此法的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)壓降小允許采用碳鋼，對(duì)原料氣預(yù)處理沒有嚴(yán)格的要求，整套裝置處理量較大。由于工藝系統(tǒng)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)及裝備的進(jìn)步以及人們對(duì)輕烴回收率的高期望值，油吸收法已被更為合理的低溫

6、分離法所取代。 輕 烴 回 收第7頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 3. 低溫分離法 也稱為低溫冷凝法，利用天然氣（伴生氣）中各組分冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過程中，將沸點(diǎn)較高的烴類冷凝分離出來。 按照提供冷量方式的不同，分為冷劑制冷法、自制冷法（直接膨脹制冷法）和混合制冷法等。 按冷凍深度的不同，冷凝分離法可分為淺冷（-20左右）和深冷（-100）兩種。 該法的特點(diǎn)是需要提供較低溫位的冷量使原料氣降低溫度，該方法具有工藝流程簡單、運(yùn)行成本低、輕烴回收率高等優(yōu)點(diǎn)，目前在輕烴回收技術(shù)中處于主流地位。輕 烴 回 收第8頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分

7、，星期三1) 冷劑制冷法冷劑制冷法分為吸收式制冷和壓縮式制冷兩種。吸收式制冷的特點(diǎn)是直接利用熱能制冷，目前在輕烴回收中應(yīng)用很少；壓縮式制冷是一種相變制冷，即利用液體冷劑氣化成氣體時(shí)的吸熱效應(yīng)制冷。通常根據(jù)被分離氣體的壓力、組分及分離要求，所選擇的制冷介質(zhì)有氨、氟里昂、丙烷或乙烷，也可以采用多種制冷介質(zhì)配合使用。由于環(huán)保因素，氟里昂已經(jīng)被逐漸淘汰，氨也只在一批老輕烴裝置中使用。由于制冷劑丙烷可以有輕烴裝置自行生產(chǎn)，且其制冷系數(shù)大，制冷溫度一般可以達(dá)到-35-30，在新建設(shè)的裝置中基本都采用丙烷制冷法。輕 烴 回 收第9頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 冷劑制冷法的優(yōu)點(diǎn)是

8、天然氣冷凝分離所需要的冷量由獨(dú)立的外部制冷系統(tǒng)提供，制冷系統(tǒng)所產(chǎn)生冷量的多少與被分離天然氣本身無直接的關(guān)系。該法制冷量不受原料氣貧富程度的限制，對(duì)原料氣的壓力無嚴(yán)格要求，裝置運(yùn)行中可改變制冷量的大小以適應(yīng)原料氣量、原料組成的變化以及季節(jié)性氣候溫度的變化。 在我國，大多數(shù)淺冷裝置都采用丙烷制冷法。 輕 烴 回 收第10頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三2) 膨脹制冷法 膨脹制冷法應(yīng)用的前提條件是原料氣與外輸干氣是否有一個(gè)較高的壓力差可以利用，其核心是通過膨脹機(jī)將氣體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并產(chǎn)生冷量。膨脹機(jī)的膨脹過程熱力學(xué)上近似于等熵膨脹過程。 膨脹制冷法的特點(diǎn)是流程簡單、設(shè)

9、備數(shù)量少、維護(hù)費(fèi)用低、占用地少、適合于原料氣很貧的氣體。 我國采用單純的膨脹制冷工藝(ISS)輕烴回收裝置，規(guī)模一般較小，且都采用中低壓膨脹機(jī)，膨脹比較小，制冷溫度一般僅能達(dá)到-20-60，也有部分裝置制冷溫度達(dá)到-70-86，為了獲得更大的輕烴收率，或者有更高的原料氣壓力資源利用時(shí)，可采用多級(jí)膨脹工藝(MTP)，以滿足更低的制冷溫度要求。 膨脹機(jī)制冷法的典型裝置是四川中壩的30104Nm/d膨脹機(jī)制冷分離裝置，其膨脹機(jī)出口溫度達(dá)-90。輕 烴 回 收第11頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三3) 復(fù)合制冷法 復(fù)合制冷法采用兩種或兩種以上的制冷方式進(jìn)行輕烴回收，其目的是最

10、大限度地從天然氣中回收輕烴。由于所要求的溫度更低，一般用單一的制冷方法很難達(dá)到，用膨脹機(jī)制冷能達(dá)到溫度要求，但是由于膨脹機(jī)的帶液溫度，對(duì)富含重?zé)N的天然氣(富氣)仍不適應(yīng)。這時(shí)往往采用復(fù)合制冷法，即冷凍循環(huán)的多級(jí)化和混合冷劑制冷法以及膨脹機(jī)加外冷的方式來實(shí)現(xiàn)。 目前，輕烴回收工藝上應(yīng)用最多的是外加冷劑循環(huán)制冷作為輔助冷源，膨脹制冷作為主要冷源，并采用逐級(jí)冷凍和逐級(jí)分離冷凝液體的措施來降低冷量消耗和提高冷凍深度，以達(dá)到較高的冷凝率，最大限度的回收天然氣中的輕烴。 輕 烴 回 收第12頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三復(fù)合制冷法的優(yōu)點(diǎn)：裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)適應(yīng)性較大，即使在外加冷源系統(tǒng)

11、發(fā)生故障時(shí)，裝置也能保持在一定的收率下繼續(xù)運(yùn)行；復(fù)合制冷法中外加制冷系統(tǒng)比制冷劑制冷法要簡單、容量小，外加制冷系統(tǒng)僅僅須解決高沸點(diǎn)烴類的冷凝問題，復(fù)合制冷法所組合的流程不僅可以提高丙烷的收率，還能為回收乙烷的裝置提高乙烷的回收率，同時(shí)還可大大減少裝置的整體能耗。因此，人們普遍認(rèn)為在處理油田氣時(shí)，設(shè)計(jì)冷劑循壞制冷作為輔助冷源是種很好的技術(shù)方案。 國內(nèi)采用冷劑制冷法與膨脹機(jī)制冷法相結(jié)合的復(fù)合制冷法流程的典型示例是中國石油吐哈分公司丘陵采油廠的120104Nm/d天然氣處理裝置。 輕 烴 回 收第13頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三輕 烴 回 收 深冷分離法 深冷分離法是將

12、天然氣冷卻到很低的溫度，一般在-100左右，分離回收輕烴的方法。天然氣制冷一般采用：膨脹機(jī)制冷、冷劑制冷、冷劑與膨脹機(jī)聯(lián)合制冷、熱分離機(jī)制冷、節(jié)流閥制冷等方法。 深冷工藝方法的選擇，基本原則：在考慮原料氣的壓力、組成、廠址條件基礎(chǔ)上，力求提高凝液回收率、產(chǎn)品質(zhì)量，達(dá)到節(jié)約工程造價(jià)，減少一次性投資，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下以回收C2、C3為主的輕烴回收裝置，多采用冷劑循環(huán)制冷作為輔助制冷工藝，這樣可以將重?zé)N先行冷凝分出，使進(jìn)膨脹機(jī)的氣流變貧，這樣不僅會(huì)降低膨脹機(jī)的帶液量，且有利于降低膨脹機(jī)的制冷溫度從而使輕烴冷凝率得到提高。第14頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三

13、 對(duì)于深冷工藝裝置，為滿足工藝對(duì)冷量的要求，采用膨脹機(jī)制冷工藝，原料氣預(yù)冷后是先膨脹后增壓還是先增壓后膨脹，殘余氣是采取冷循環(huán)還是直接外輸，低溫液如何有效利用等都要從系統(tǒng)流程出發(fā)進(jìn)行總體考慮，選擇合適的工藝方法，使膨脹機(jī)達(dá)到比較合適的膨脹比，工藝裝置操作平穩(wěn)可靠，并取得盡可能低的制冷溫度和盡可能高的產(chǎn)品收率。 輕 烴 回 收第15頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三以春曉氣田陸上終端天然氣輕烴回收工藝為例： 春曉終端原料氣進(jìn)站壓力：5 000kPa(g)，進(jìn)站流量：760l04Nm3/d，溫度：夏季最高29.2，冬季1.8，干氣出界區(qū)壓力2 000kPa(g)。 春曉終端

14、由于進(jìn)廠原料氣壓力較高(5 000kPa)，氣量比較穩(wěn)定，有足夠的壓差可供利用；外輸氣壓力較低 (2 000 kPa)，主要回收C3及以上輕烴，采用單級(jí)一次膨脹機(jī)制冷就可達(dá)到適宜的冷凝分離壓力和低溫 (-77.2)，膨脹比為 2.74，無需冷劑制冷，故采用淺冷的節(jié)流閥和深冷膨脹機(jī)制冷相配合的工藝技術(shù)。淺冷的節(jié)流閥滿足外輸天然氣管輸露點(diǎn)要求，深冷的膨脹機(jī)制冷滿足回收原料天然氣中輕烴的要求，丙烷收率可達(dá)98%以上。輕 烴 回 收第16頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三春曉終端深冷分離工藝圖輕 烴 回 收第17頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三春曉終端

15、深冷分離工藝流程為： 干燥凈化后的原料氣經(jīng)冷箱初步冷卻后，進(jìn)入低溫分離器分離出氣相和液相。低溫分離器液相節(jié)流至-45左右，在冷箱與熱介質(zhì)換熱至3.9，進(jìn)入脫乙烷塔中部。在脫乙烷塔進(jìn)行充分傳熱傳質(zhì)后，塔頂氣相進(jìn)入冷箱換冷后進(jìn)入脫乙烷塔回流罐，脫乙烷塔回流罐液相作為塔頂回流進(jìn)入脫乙烷塔頂部，脫乙烷塔回流罐氣相進(jìn)入冷箱換冷至-81左右，節(jié)流后溫度降至-92.3進(jìn)入吸收塔頂部作為吸收劑。低溫分離器氣相進(jìn)入膨脹壓縮機(jī)膨脹端膨脹溫度降至-77.2，進(jìn)入吸收塔底部，氣液相在塔內(nèi)充分接觸并換熱傳質(zhì)塔頂氣相(-86.8)進(jìn)入 冷箱與熱介質(zhì)換熱至25.8，進(jìn)入膨脹壓縮機(jī)增壓端增壓至2.4MPa，再經(jīng)冷卻器冷卻后作

16、為產(chǎn)品天然氣外輸。輕 烴 回 收第18頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 吸收塔塔底液(-77.8，1.8MPa)經(jīng)塔底泵增壓至2.96MPa后，進(jìn)入冷箱與熱介質(zhì)換熱至-5.6后進(jìn)入脫乙烷塔上部。脫乙烷塔底部液相 (101.6，2.77MPa)一部分進(jìn)入分餾單元，一部分經(jīng)脫乙烷塔再沸器加熱后返回脫乙烷塔。 優(yōu)化后的深冷分離工藝，不僅保證了C3產(chǎn)品的純度，而且提高了C3收率。通過膨脹制冷及甲烷乙烷的蒸發(fā)使溫度降低至-86.8，C3收率可高達(dá)98。與液體過冷工藝 (LSP工藝)相比，無需冷劑輔助制冷，可以節(jié)約能量930kW左右，并且減少了1臺(tái)丙烷壓縮機(jī)及輔助制冷、循環(huán)設(shè)施。

17、 春曉終端采用優(yōu)化的深冷分離工藝，與液體過冷工藝(LSP工藝)相比，可以節(jié)約能量930kW，不需冷劑輔助制冷，丙烷收率提高23個(gè)百分點(diǎn)。春曉終端自2005年l1月份投運(yùn)以來，裝置運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。輕 烴 回 收第19頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三輕烴回收新技術(shù) 國內(nèi)外近 20多年已建成的輕烴回收裝置大多采用低溫分離法，該方法的發(fā)展推動(dòng)和促進(jìn)了輕烴回收工藝的進(jìn)步。但總體來說能耗高、收率低仍然是制約輕烴回收工藝發(fā)展的重要因素。近年來對(duì)輕烴回收工藝的研究也主要是圍繞這兩方面開展，同時(shí)開發(fā)利用了一些新技術(shù)和新工藝。 當(dāng)前，國內(nèi)外已開發(fā)成功的輕烴回收新技術(shù)有

18、：直接換熱(DHX)技術(shù)、膜分離、輕油回流、渦流管、變壓吸附技術(shù)(PSA) 等。這些新技術(shù)最主要的優(yōu)勢(shì)還是表現(xiàn)在節(jié)能降耗和提高輕烴收率兩方面，它們代表了輕烴回收技術(shù)的發(fā)展方向。 輕烴回收新技術(shù)第20頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 1.直接換熱(DHX)吸收法 在單級(jí)膨脹機(jī)制冷工藝(ISS)中和低溫分離器后接入DHX吸收塔，將脫乙烷塔回流罐的液經(jīng)過換冷、節(jié)流降溫后,進(jìn)入DHX塔頂。用以吸收低溫分離器進(jìn)塔氣體的C3+組分，從而提高C3+回收率。實(shí)踐證明，在ISS裝置改造成DHX后，C3+的回收率可由72提高到 95，而改造投資極小。 輕烴回收新技術(shù)第21頁，共43頁，2

19、022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三巴基斯坦 TAY和SIN兩個(gè)凝析氣田原輕烴回收工藝流程冷油吸收工藝 經(jīng)過MDEA法脫二氧化碳和TEG法脫水的天然氣(二氧化碳含量由6.2%降到l.5%，水含量降到1.104kg/104m3。)進(jìn)人冷箱預(yù)冷，溫度降到-19；再經(jīng)丙烷輔助制冷，溫度降到-26，壓力由5.5MPa節(jié)流到4.12MPa，溫度再降到-34進(jìn)入分離器。液相進(jìn)入冷箱回收冷量后與吸收塔底來的液體混合后進(jìn)人脫 乙烷塔，氣相則進(jìn)人吸收塔底部。采用丙烷輔助制冷為脫乙烷塔頂部提供冷量脫 乙烷塔頂部氣體在2.34MPa、-31時(shí)進(jìn)入冷箱回收冷量再增壓外輸。輕烴回收新技術(shù)第22頁，共43頁，202

20、2年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 脫乙烷塔底液相進(jìn)人液化氣塔精餾，塔頂生產(chǎn)的液化氣冷卻到40進(jìn)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存并外運(yùn)。塔底生產(chǎn)輕油，經(jīng)冷卻后一部分進(jìn)人儲(chǔ)罐儲(chǔ)存并外運(yùn)，另一部分經(jīng)泵增壓、冷卻后與吸收塔頂氣體混合后再經(jīng)丙烷輔助制冷冷卻到-34.4進(jìn)人分離器。輕油回流比為6。分離器分出的氣相經(jīng)冷箱回收冷量后增壓外輸，分離器的液相部分組分大都為輕油，經(jīng)泵增壓后進(jìn)人吸收塔頂部。在吸收塔內(nèi)，頂部的液相和底部的氣相進(jìn)行充分的質(zhì)量和能量交換，將氣相中的液化氣吸收到液相中，達(dá)到回收液化氣的目的(這種工藝即為冷油吸收法)。丙烷的收率可超過93%。工藝過程的制冷溫度達(dá)到-35即可。 輕烴回收新技術(shù)第23頁，共43頁，

21、2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 該方法的優(yōu)點(diǎn)是制冷溫度較高，工藝設(shè)備、管線、閥門造價(jià)較低。 缺點(diǎn)是有3個(gè)工作點(diǎn)需要丙烷輔助制冷，丙烷機(jī)組制冷負(fù)荷較大，能耗較高，同時(shí)燃?xì)怛?qū)動(dòng)的丙烷機(jī)組設(shè)備投資較高。具體的輕烴回收工藝原理流程圖見下頁。輕烴回收新技術(shù)第24頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三冷油吸收工藝輕烴回收工藝原理流程圖輕烴回收新技術(shù)第25頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 改進(jìn)工藝直接換熱吸收法 針對(duì)冷油吸收法能耗高、投資高的缺點(diǎn)，制定了一新方案：其可以保證丙烷的收率達(dá)到93%，將耗能高的丙烷輔助制冷+節(jié)流閥制冷系統(tǒng)和TEG脫水系統(tǒng)

22、，用節(jié)能的透平膨脹制冷系統(tǒng)和分子篩脫水系統(tǒng)代替，即用直接換熱吸收法代替冷油吸收法，使工藝流程簡化、裝置能耗降低、投資減少。 新方案如下：經(jīng)過MDEA法脫二氧化碳的天然氣 (二氧化碳含量由6.2% 降到l.5% )進(jìn)入分子篩脫水系統(tǒng)，水露點(diǎn)達(dá)到-80以上，再進(jìn)入冷箱預(yù)冷，溫度降到-17，進(jìn)人分離器，氣相壓力經(jīng)膨脹由5.7 MP降到1.62 MPa，溫度降到-64進(jìn)人吸收塔底部液相進(jìn)入冷箱回收冷量后進(jìn)入脫乙烷塔中部，來 自吸收塔底部的液相經(jīng)增壓后進(jìn)入脫乙烷塔頂部。脫乙烷塔底液相進(jìn)人液化氣塔精餾，塔頂生產(chǎn)的液化氣冷卻到 40進(jìn)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存并外運(yùn)。塔底生產(chǎn)輕油。輕烴回收新技術(shù)第26頁，共43頁，2022年

23、，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 脫乙烷塔頂氣相進(jìn)入吸收塔塔頂換熱器與吸收塔頂氣相換熱，經(jīng)冷卻后進(jìn)入 吸收塔頂部。在吸收塔內(nèi)，頂部的液相和底部的氣相進(jìn)行充分的質(zhì)量和能量交換，將氣相中的液化氣吸收到液相之中，達(dá)到回收液化氣的目的。這種工藝叫做直接換熱吸收法。丙烷的收率同樣可超過93%。工藝過程的制冷溫度達(dá)到-35即可。 新方法的優(yōu)點(diǎn)：在于取消丙烷輔助制冷機(jī)組，增加節(jié)能設(shè)備膨脹機(jī)，同時(shí)部分增加外輸壓縮機(jī)功率，使處理裝置總體能耗降低，總體工藝設(shè)備投資也相應(yīng)降低。即：工藝流程簡單、裝置總能耗較低、裝置總投資較低。 缺點(diǎn)：制冷溫度相對(duì)較低，工藝設(shè)備、管線、閥門造價(jià)較高。輕烴回收新技術(shù)第27頁，共43頁

24、，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 針對(duì)巴基斯坦兩個(gè)氣田的應(yīng)用情況，得出以下結(jié)果： 直接換熱吸收法回收天然氣中丙烷同樣能達(dá)到冷油吸收法所能達(dá)到的高收率； 直接換熱吸收法工藝流程較為簡單； 直接換熱吸收法裝置總能耗較低，總能耗減少22%以上，節(jié)能效果明顯； 直接換熱吸收法裝置總投資較低，較冷油吸收法減少30%以上。 直接換熱吸收法是一種較為先進(jìn)的液化氣回收方法，對(duì)特定的天然氣組分，可借鑒推廣。針對(duì)具體的凝析氣組分，回收液化氣方案應(yīng)經(jīng)多方案比較確定，根據(jù)具體的組分，回收液化氣時(shí)采用直接換熱吸收法比冷油吸收法有明顯的。輕烴回收新技術(shù)第28頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分

25、，星期三 2.冷油二次吸收輕烴回收工藝 根據(jù)長慶油田伴生氣特點(diǎn)，在冷油一次吸收工藝基礎(chǔ)上，開發(fā)了冷油二次吸收工藝，應(yīng)用于安塞油田杏河輕烴回收工程。該工藝操作靈活、產(chǎn)品收率高，理論計(jì)算收率約95%，實(shí)際運(yùn)行可根據(jù)站場需要靈活調(diào)整，收率在60%90%。裝置自2006年l0月投產(chǎn)后運(yùn)行至今，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)，效益明顯。 輕烴回收新技術(shù)第29頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 王十八站冷油一次吸收工藝輕烴裝置自2004年投產(chǎn)以來取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，但還存在一些問題，主要表現(xiàn)在當(dāng)進(jìn)料組分、流量變化時(shí)吸收脫乙烷塔可能因進(jìn)料不穩(wěn)定存在操作困難，塔頂干氣質(zhì)量波動(dòng)，有時(shí)會(huì)攜帶一定重?zé)N產(chǎn)品

26、，造成了收率的降低。杏河輕烴回收裝置的原料氣不僅是集油站的大罐氣，還有原油穩(wěn)定氣和井場套管氣，因此原料氣不僅量不穩(wěn)定，且組分也變化很大，三種氣的C3及以上烴組分的潛含量不同，氣量波動(dòng)大，要求加工工藝靈活，設(shè)備操作彈性大。因此，我們研究開發(fā)了冷油二次吸收工藝，工藝流程如圖所示。輕烴回收新技術(shù)第30頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三冷油二次吸收工藝流程圖 1原料氣；2干氣；3冷箱；4 JT閥；5吸收脫乙烷塔；6蒸發(fā)器；7吸收塔；8空冷器；9,13重沸器；10換熱器；11脫丁烷塔；12液化氣；14穩(wěn)定輕油；15溶劑循環(huán)泵輕烴回收新技術(shù)第31頁，共43頁，2022年，5月20日

27、，11點(diǎn)14分，星期三冷油二次吸收工藝流程： 2.0MPa、30的伴生氣常溫脫掉游離水后，進(jìn)入冷箱與干氣換熱后溫度降到20，然后經(jīng)節(jié)流后降壓至1.6MPa，溫度降至15進(jìn)入脫乙烷塔，與來自吸收塔底經(jīng)過冷凍后溫度為-7的吸收油逆流接觸，天然氣中大部分C3、C4組分被吸收。脫乙烷塔頂 12的干氣與脫丁烷塔底的穩(wěn)定輕烴一起冷凍到-20進(jìn)入吸收塔二次吸收，將干氣中可能攜帶的少量C3組分再次吸收，確保干氣質(zhì)量。脫乙烷塔底液烴自壓進(jìn)入脫丁烷塔，脫丁烷塔頂液化氣空冷后自壓去產(chǎn)品罐區(qū)。塔底穩(wěn)定輕烴一部分作為產(chǎn)品直接去產(chǎn)品罐區(qū)，一部分作為吸收劑冷凍后進(jìn)入吸收塔吸收，然后進(jìn)入脫乙烷塔繼續(xù)作為吸收油循環(huán)。輕烴回收新

28、技術(shù)第32頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 該工藝將脫丁烷塔底的產(chǎn)品(穩(wěn)定輕烴)的一部分與脫乙烷塔頂?shù)母蓺庖黄疬M(jìn)入蒸發(fā)器冷凍到-20左右，進(jìn)入二次吸收塔，將干氣中可能攜帶的重?zé)N徹底吸附下來，保證了干氣質(zhì)量，從而提高了產(chǎn)品收率。將吸收塔底的低溫吸收油再次增壓后繼續(xù)進(jìn)入脫乙烷塔，完成對(duì)干氣的一次吸收。這樣從根本上保證了干氣的外輸質(zhì)量，解決了由于各種因素導(dǎo)致的產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)，收率低問題。 實(shí)踐證明，該工藝開發(fā)是成功的，具有流程簡單、操作條件緩和、生產(chǎn)運(yùn)行便利、C3收率高等特點(diǎn)，尤其是在小規(guī)模油田伴生氣的回收利用方面，有著良好的市場應(yīng)用前景。輕烴回收新技術(shù)第33頁，共43頁，2

29、022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 3.膜分離技術(shù) 近年在國外膜分離技術(shù)應(yīng)用于氣體分離有較大發(fā)展。 用于氣體分離的膜材料按材質(zhì)大致分為多孔質(zhì)膜和非多孔質(zhì)膜，它們的滲透機(jī)理完全不同。多孔質(zhì)膜分離是依靠各種氣體分子滲透速度的不同達(dá)到分離目的；而非多孔質(zhì)膜分離屬溶解擴(kuò)散機(jī)理，氣體滲透過程分為三個(gè)階段：氣體分子溶解于膜表面；溶解的氣體分子在膜內(nèi)擴(kuò)散、移動(dòng)；氣體分子從膜的另一側(cè)解吸。 目前輕烴回收包括其它氣體分離上常用的是非多孔質(zhì)膜。美國GRACE公司在德克薩斯州用膜分離裝置處理 一口3次采油的高含重?zé)N，壓力為3.45MPa，處理量為3.48104m3/d，輕烴收率C3+97。膜分離技術(shù)在輕烴回

30、收方面的應(yīng)用具有很好的發(fā)展前景。 輕烴回收新技術(shù)第34頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 國內(nèi)石油石化行業(yè)已在岳陽石化、石家莊煉油廠、荊門石化、哈爾濱煉油廠等近40家廠家成功應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，丙烯回收率均在95以上，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。在吉林石化、遼化、燕化等應(yīng)用膜法乙烯回收系統(tǒng)9套，河南神馬、齊化集團(tuán)和宜化集團(tuán)等應(yīng)用膜法氯乙烯回收系統(tǒng)22套，在大慶煉化應(yīng)用了膜法液化氣回收系統(tǒng)，在天津石化和廣石化PE脫倉氣應(yīng)用了膜法凝液回收系統(tǒng)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 膜技術(shù)在天然氣輕烴回收領(lǐng)域里有較好的應(yīng)用前景，輕烴收率高，能耗低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 據(jù)國外預(yù)測，氣體分離膜將是2l世紀(jì)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)技術(shù)

31、之一。 輕烴回收新技術(shù)第35頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 膜回收基本原理和特點(diǎn) 膜回收基本原理 有機(jī)蒸氣膜法回收系統(tǒng)主要采用“反向”選擇性高分子復(fù)合膜。根據(jù)不同氣體分子在膜中的溶解擴(kuò)散性能的差異，在一定的壓差推動(dòng)下，可凝性有機(jī)蒸氣(如丙烷、丁烷、重?zé)N等)與惰性氣體(如氮?dú)?、甲烷、氫氣?相比，被優(yōu)先溶解滲透，從而達(dá)到分離的目的。 膜回收工藝特點(diǎn) (1)C3以上組份回收率為60以上； (2)回收期短；輕烴回收新技術(shù)第36頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三(3)無傳動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)部件；回收系統(tǒng)采用原系統(tǒng)提供的壓力作為膜回收系統(tǒng)的推動(dòng)力，不需額外增加動(dòng)力源；(4)膜回收系統(tǒng)以原裝置富甲烷氣流為原料氣，滲透氣為富輕烴氣返回裝置增壓壓縮機(jī)人口尾氣為進(jìn)一步處理的甲烷氣流；(5)膜回收系統(tǒng)采用撬裝式結(jié)構(gòu)，占地面積?。?6)操作簡單，維修保養(yǎng)容易。膜回收工藝技術(shù)要求 (1)氣體來源：原裝置干氣(出口氣)；(2)冷量有一定的富余；(3)壓縮機(jī)有余量。 輕烴回收新技術(shù)第37頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三膜回收工藝流程簡圖輕烴回收新技術(shù)第38頁，共43頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)14分，星期三 由此可知： 膜回收工藝投資效益顯著。通過三套裝置的物料衡算得知，年可多產(chǎn)烴4000多噸，有