淺析輕烴回收技術(shù)的研究

盧玲玲 魏振林 葉華英 張建濱

1前言

輕烴可以以液體產(chǎn)品的形式從天然氣中加以回收。所謂輕烴回收，主要是指利用天然氣處理技術(shù)將天然氣中對(duì)甲烷或乙烷更重的組分以液態(tài)形式回收下來(lái)的過(guò)程。輕烴回收工藝過(guò)程實(shí)質(zhì)上是多組分氣液兩相平衡體系。輕烴回收，不但可回收很有價(jià)值的輕烴，同時(shí)也可以控制管輸天然氣的烴露點(diǎn)，防止液態(tài)烴在輸氣管線中凝析出來(lái)，影響正常輸氣。

2 輕烴回收的方法

2.1油吸收法

油吸收法利用不同烴類在吸收油中溶解度不同，從而將天然氣中各個(gè)組分得以分離的方法。油吸收法選用一定相對(duì)分子量的烴類來(lái)選擇性地吸收天然氣中的乙烷以上的組分。尤其以回收丙烷、丁烷為主。吸收油的相對(duì)分子量質(zhì)量約100～200，隨吸收溫度而定。

2.2冷凝分離法

冷凝分離法是利用原料氣中各組分冷凝溫度的不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過(guò)程中，將沸點(diǎn)較高的烴類冷凝分離出來(lái)。這種方法的根本特點(diǎn)是需要提供足夠多的較低溫位的冷量。

2.3固體吸附法

吸附法系列利用固體吸附劑對(duì)各種烴類的吸附容量不同，從而使天然氣中一些組分得以分離的方法。

3輕烴回收技術(shù)所存在的問(wèn)題

盡管我國(guó)的輕烴回收技術(shù)水平取得了較大的進(jìn)步，但是與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)還有一定的差距。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)的輕烴收率低、能耗高、工藝流程不合理、產(chǎn)品質(zhì)量不符合要求、自控水平不高等問(wèn)題。具體表現(xiàn)在幾個(gè)方面：

（1）回收工藝方法選擇不當(dāng)，主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，造成裝置液烴回收率較低，工程投資大，生產(chǎn)成本高，整套裝置的經(jīng)濟(jì)效益差。

（2）壓縮機(jī)、制冷機(jī)組運(yùn)行參數(shù)未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，造成冷凝壓力偏低、冷量不足，使冷凝分離出來(lái)的液化量減少;制冷單元與液烴分餾單元不協(xié)調(diào)，或脫乙烷塔型設(shè)計(jì)不合理，提供給脫乙烷塔塔頂冷量不足，造成塔頂溫度偏高，使液烴損失增大，產(chǎn)品收率低。

（3）氣--液分離器設(shè)計(jì)計(jì)算和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠合理，造成干空氣中攜帶出大量液烴;液烴分餾塔采用填料塔時(shí)，填料塔設(shè)計(jì)水平不高，填料層高度不足、塔徑過(guò)大塔內(nèi)件設(shè)計(jì)不合理，從而造成塔設(shè)計(jì)結(jié)果達(dá)不到工藝要求，分離效果差，使液烴損失量增大或產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求。

（4）國(guó)內(nèi)開發(fā)應(yīng)用的熱分離機(jī)制冷技術(shù)，在年代中期進(jìn)入油田伴生氣的加工行業(yè)，但由于熱分離機(jī)等熵效率低，適應(yīng)性能差，質(zhì)量不過(guò)關(guān)等原因，已采用熱分離機(jī)制冷的回收裝置，大多數(shù)運(yùn)行情況不夠理想，有的裝置丙烷收率不足，熱分離機(jī)有待進(jìn)一步完善。國(guó)產(chǎn)天然氣壓縮機(jī)和制冷機(jī)故障率高，維修頻繁，機(jī)組設(shè)計(jì)偏于保守，能耗普遍較高，整機(jī)性能和產(chǎn)品質(zhì)量有待提高。

（5）國(guó)內(nèi)輕烴回收裝置是以回收丙烷以上組分的烴類為主，丙烷平均回收率不足60%，深冷工藝制作少，制冷工藝流程單一，采用標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)單級(jí)膨脹制冷工藝的裝置較多，膨脹比小，在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)裝置中尚未應(yīng)用復(fù)疊式制冷和混合冷劑制冷工藝。

4輕烴回收技術(shù)中應(yīng)注意的方面

在眾多的輕烴回收方法中，低溫回收工藝是當(dāng)前主要采用的方法，深冷分離技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)和促進(jìn)了輕烴回收工藝的進(jìn)步，并得到更為廣泛的應(yīng)用。

4.1注意節(jié)能

現(xiàn)在輕烴回收裝置大多能耗較高，制冷效率較低，因此節(jié)能降耗一直是輕烴回收技術(shù)中的一個(gè)重要研究課題。節(jié)能的途徑只有兩種：一種是考慮單設(shè)備如膨脹機(jī)或壓縮機(jī)的能耗，合理選擇設(shè)備型號(hào);另一種就是從優(yōu)化制冷方案著手，從可以采用的多種方法中篩選出最佳制冷方案，達(dá)到最佳的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。

4.2冷卻方法

輕烴回收的原料氣預(yù)處理（脫硫、脫水、脫二氧化硫），采用空冷器冷卻、分子篩干燥工藝，比水冷法大大減少了用水量，能達(dá)到良好的節(jié)能效果，適用于大處處理量的輕烴回收裝置。

4.3取消儀表用空氣系統(tǒng)

采用干氣代替儀表用空氣，從而取消儀表用空氣系統(tǒng)，節(jié)約電耗。

4.4適時(shí)調(diào)整操作條件

天然氣組成、分離溫度和系統(tǒng)壓力都要影響輕烴收率。在相同溫度、壓力條件下，氣體組分越富，液化率越高;對(duì)同一種天然氣，增壓、降溫均有利于液化率的提高。適時(shí)調(diào)整、優(yōu)化操作條件，提高輕烴收率。

4.5輕油回流

輕油回流是利用油的吸收作用，增加1臺(tái)輕油回流泵將液化氣塔后的部分輕油反注入蒸發(fā)器之前，提高液化率。這一種方法增加了制冷系統(tǒng)的冷負(fù)荷，但與提高分離壓力相比所需的能耗較低，對(duì)外冷法工藝不失為一種簡(jiǎn)單有效的方法。研究表明，輕油回流主要用于外冷淺冷工藝，且在較低壓力下的經(jīng)濟(jì)效益比在較高壓力下顯著。因此注意較低壓力下的操作。

5 結(jié)論

現(xiàn)如今隨著能源的緊張，如何更好的提高輕烴回收技術(shù)的水平，是我們不斷探索的課題。本文通過(guò)對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行調(diào)研的結(jié)果來(lái)看，輕烴的回收仍做得不夠到位，要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的研究與操作，把收率、投資和能耗三大技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合研究，以便確定經(jīng)濟(jì)可行的方法。