浅谈轻烃回收工艺优化

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科技创新与应用
20123

浅谈轻烃回收工艺优化
崔向阳
辽河油田石化轻烃厂,辽宁盘锦124010

对天然气(伴生气处理并回收其中的液烃,不但可降低油气损耗,而且提高了资源利用程度,从中获得经济价值十分显著
的轻烃为了提高轻烃回收的效益,关键是选准回收工艺,利用较低的投资,得到较高的液烃收率,消耗较低的能量,合理利用天
然气(伴生气资源关键词轻烃;回收;工艺天然气的组成因所处油气田不同,或者油气田层系不同,差异很油田气部分气田的气井气含有较多的乙烷丙烷丁烷戊烷及戊烷
以上的烃类,这些天然气称为富气(湿气富气中的这些烃类可以
主要是指将天以液体产品的形式从天然气中加以回收所谓轻烃回收,
制成各种液态烃产品,统称天然气液然气中C2以上的烃类分离出来,

轻烃是很有价值的工业原料,轻烃也是重要的液体燃料,我们常用的液化石油气就是C3C4的混合物C5+即轻油(或称为天然汽油据其组成的不同可送入炼油厂炼制,或直接作为汽油的调和组分,或作为生产溶剂油的原料
1原料气预处理
轻烃回收装置的原料气通常需先脱硫脱水,必要时还需脱除二氧化碳
1.1脱硫
为了保证回收的轻烃产品含硫量达到有关的产品标准,同时也为
二氧化硫防止装置的腐蚀,原料气需先进行脱硫,脱除其中的硫化氢
和有机硫
1.2脱水
通常,轻烃回收装置的操作温度较低,因此需脱除原料气中的水分,防止在装置中的某些部位发生水的结冰堵塞现象符合管输标准的天然气的水露点,不能满足轻烃回收装置对原料气水露点的要求,因此需进一步进行深度脱水轻烃回收装置采用的脱水方法主要是分子筛在一些天然气的浅冷装置中,由于浅冷的温度较低,脱水也有采用三甘醇法或喷注防冻剂法的
1.3脱二氧化碳
天然气中含有较多的二氧化碳,系统温度低于-56时就可能出现
管线和阀门的冰堵固体二氧化碳,固体二氧化碳的积聚将造成设备
是否会出现二氧化碳冰堵,与原料气中二氧化碳含量装置的操作压力和温度有关
2轻烃回收方法轻烃回收,不但可回收很有价值的轻烃,同时也可以控制管输天然气的烃露点,防止液态烃在输气管线中凝析出来,影响正常输气
轻烃回收基本属于物理过程,包括吸附吸收冷凝等多种方法
压力所需液烃组分吸收率,以及很离方法的选择根据天然气的组成
多技术因素来决定
2.1油吸收法
油吸收法是选用一定相对分子质量的烃类(即吸收油选择性地吸收天然气中乙烷以上的组分,使这些组分与甲烷分离吸收油一般采用石脑油煤油或柴油按照吸收温度的不同,该法又可分为常温中温及低温油吸收法常温和中温油吸收法回收率较低,故低温油吸收法一直占主导地位
2.2吸附法
硅胶等,对各吸附法是利用具有多孔结构的固体吸附剂如活性炭
种烃类吸附容量不同,从而使天然气中一些组分得以分离的方法这种方法多用于处理量较小及C3+含量较小的天然气,也可用作从天然气中脱水及回收烃类.使天然气的水露点及烃露点都符合管输的要求
2.3冷凝分离法
冷凝分离法是利用在一定压力下天然气各组分的挥发度不同,
使其与甲烷天然气冷却至露点温度以下,得到一部分C3+的天然气凝液,
(或甲乙烷分离的过程,分离出来的天然气凝液用精馏方法进一步分离成所需的产品
冷凝分离法的特点是在一定的压力下需要向天然气提供足够的冷量,使其降温按照提供冷最的制冷系统的不同,冷凝分离法可分为冷剂制冷法直接膨胀制冷法和联合制冷法3
2.3.1冷剂制冷法:是利用某些物质(制冷剂在相变(如气化升华
丙烷和乙烷等的吸热效应产生冷量通常选用的冷剂有氨
当以控制输气露点为主并同时回收部分凝液的装置,或当原料气
较富,气源和外输气之间没有足够的压差可供利用或为回收凝液必须适当增压,所增压力和外输压力之间没有压差可供利用时,采用冷剂制冷法
2.3.2直接膨胀制冷法:是指具有一定压力一定温度的天然气经过节流阀或制冷机急剧膨胀,压力降低,温度也降低,用降低了温度的天
获得冷量直接膨胀制冷法又分为节流膨胀制然气与原料气换热(
冷和膨胀机制冷两种方式
当压力很高的气层气,特别是气源压力随开采过程递减时,应优先考虑节流阀制冷:当气源压力较高,适宜的分离压力高于外输压力,单靠节流能产生所需要的低温,或气量较小,不适合用膨胀机时,可采用节流阀制冷:有压差可供利用,但天然气较贫回收价值不大时,可采用节流阀制冷:当原料气压力及气最比较稳定的工况原料气压力高于外输压力,有足够的压差可供利用气体较贫及收率的要求较高膨胀后的气体不需要增压或仅部分气体需要增压等状况时,可采用膨胀机制冷
2.3.3联合制冷法:为了进一步提高装置的产品收率和经济效益.采用膨胀制冷和冷剂制冷联合制冷的方式
3国外轻烃回收工艺方法的新发展近几年以来以来,国外以节能降耗提高液烃收率为目的,对轻烃回收装置进行了一系列改进,出现了许多新工艺这些新工艺主要是在膨胀制冷流程和冷剂制冷流程基础上加以改进而发展起来的
3.1气体过冷工艺(GSP和液体过冷工艺(LSP
GSPLSP是对工业标准单极膨胀制冷工艺(ISS和多级膨胀制冷工艺(MTP的改进GSP是针对较贫气体(C2+含量<100mL/m3处理装置改进的,LSP工艺是针对较富气体(C2+含量>400mL/m3处理装置改进采用GSP工艺可在保持较高C2收率的情况下,原料气中CO2的容许含量高于膨胀制冷工艺的容许含量,而且功耗较低
3.2直接换热工艺(DHX
这是加拿大埃索资源公司首先提出并在Judycreek装置得以实践,运行结果良好该装置采用DHX工艺,在相同条件下C3收率由72%提高到95%该工艺的实质即以脱乙烷塔回流罐的液烃换热节流降温后进入DHX塔,以此吸收低温分离器出来的气相中含有C3+分,从而提高C3收率在不回收C2的情况下,利用DHX工艺可很容易对现有膨胀制冷流程加以改造,多数情况下改造投资较少
3.3混合冷剂制冷工艺混合冷剂制冷是以C2C3组分为主,这一工艺方法与单一冷剂及两种以上冷剂复叠式制冷相比,冷剂换热时随着温度的升高,可逐步汽化,放热和吸热的温差可以很小,从而减少了换热的不可逆性,提高了热能利用率,降低了能耗
4结束语一般情况下,选择轻烃回收工艺方法应遵循以下原则:
4.1当进气压力与输干气压力之间有自由压差可供利用(增压或无需增压回收NGLC3+组分含量又不太多时,宜选用膨胀制冷法
4.2当有自由压差可供利用,但原料气中C2+含量较少回收价值又不大时,往往采用节流膨胀制冷法,降低水及轻烃的露点,以满足长输管道对气质的要求如制冷温度还不够低,再加冷剂制冷作为辅助措
4.3对以回收C3-为目的的小型轻烃回收装置,应根据伴生气中C3+
含量情况,选择相应的工艺方法,处于三种方法交叉区时,应选择上马投资省的冷剂制冷(如丙烷制冷法,或单级膨胀制冷法,或二者相结合的混合制冷法,尤以小型撬装式回收装置,更有见效快灵活机动的特点
参考文献
[1]王淑娟.天然气处理工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2008.[2]苗承武.高效油气集输与处理技术[M].石油工业出版社,1997.[3]张良鹤主编,天然气集输工程,石油工业出版社,2001.
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