轻烃回收技术简况推介.doc

优秀的技术、专业的服务轻烃回收装置简况推介天津市大明制冷空调设备工程有限责任公司一、技术背景及市场前景：天然气是优质、高效、洁净的能源，作为“对环境友好的”，天然气能源地位日益上升，市场前景十分广阔。自20世纪中期以来，天然气开发利用的速度逐渐加快，涌现出以美国及俄罗斯为代表的天然气大国，中东、西北欧、拉美等世界范围内的天然气工业迅速崛起，在世界能源消费结构中，天然气的比重已从1950年的10迅速提高到目前的24，成为世界第三大能源。从目前发达国家情况看，天然气产业和信息产业、电力产业一样，已经成为国民经济中的支柱。目前，国际能源界普遍认为，天然气工业将在全世界范围内得到更为蓬勃的发展，产销量将会继续维持较高的增长速度。据估计，到2015年天然气产量将有可能超过石油，到2020年在一次能源消费结构中所占的比重将提高到2930，到2040年天然气供应量有可能超过石油和煤炭，成为世界首要能源。制约天然气工业发展的一个普遍问题是天然气的运输和储存问题，运输一般可以采用管输天然气、压缩天然气运输、液化天然气运输来解决；储存基本上要依靠液化天然气来解决了。液化天然气可以像石油一样安全方便地储存及运输，液化天然气技术的发展，提高了天然气在全球的竞争性，使越来越多的天然气产区认识到液化天然气带来的经济效益。在国内天然气产区我们做了粗略的统计，按天然气组分对天然气产区进行了分类，开发了专门针对湿气天然气产区的液化天然气回收装置，该装置可广泛应用于除天然气干气产区（四川）以外的天然气产区。该装置能够形成独立的生产流程，一方面对天然气中的液化石油气（C3、C4）、轻质油（C5C8）分别进行液化回收；另一方面回收后的干气（C1、C2）用来发电、供热来解决装置的用电问题和干燥装置再生所需的热源，经济效益显著，节能优势明显。二、液化天然气技术说明天然气处理的工艺流程包括天然气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统及消防系统等。在这里着重介绍一下前两个流程。1、天然气的预处理天然气中一般都含有饱和的水蒸气，水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器的表面和节流阀的工作部分，严重时会堵塞阀门或管线。另外，天然气和水会形成天然气水合物，它是半稳定的固态化合物，可以在零度以上形成，它不仅可能导致管线阻塞，也可以造成喷嘴合分离设备的堵塞。至于天然气含有的酸性气体CO2、H2S等则危害更大，由于水的存在会使这些气体变成酸，加重对管壁的腐蚀，减少管线的使用寿命。当天然气用做燃料时会危害人们生命安全。用作化工原料时，这些酸性气还会使催化剂中毒，降低催化效果，甚至失去催化作用，影响产品质量。我公司轻烃回收工艺采用冷却法和吸附法相结合的脱水方法。冷却脱水：利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水，此法只适用于大量水分的粗分离。吸附脱水：利用吸湿液体（或活性固体）吸收的方法。吸附剂有：活性氧化铝、硅胶、分子筛等。现代LNG工厂采用的吸附脱水方法大都是采用分子筛吸附。在实际使用中，可分子筛同硅胶或活性氧化铝、串联使用。在天然气液化装置中，采用的净化方法有：醇胺法，热钾碱法，砜胺法。脱除酸性气体。2、轻烃回收部分天然气脱水、脱硫后，仍然不能直接作为燃料气或化工原料，必须按一定的标准和要求将天然气中较重的烃类分离出来，主要是把C3以上烃类液化回收。这样，既能避免天然气在输送过程中由于产生凝液而造成的许多不可靠因素，又能净化天然气，消除了用户在使用过程中的众多危险因素。同时将C3以上组分分离后，天然气的燃烧热值会有较大提高，而C3以上组分又制成了合格的液化气和轻质油，还能取得较好的经济效益。这一过程主要涉及两部分的回收：依次是轻质油的回收和液化气的回收。5-10个碳的是轻质油，在常压下是液态，可直接储存在非压力容器中；液化气主要成份为丙烷及少量丁烷，液化气在适当压力下以液态储存于储罐容器中。为防止漏气造成危险，在液化气中用乙硫醇加入剂加臭。其回收流程大概相仿，但致冷深度不一样，具体深度视天然气成分和回收用途制订，此过程中常规做法会采用回收塔，造价十分高昂，采用我公司的专利换热设备（安全型易燃易爆气体回收器）其紧凑的结构，和内部强化换热措施可大大提高换热系数并且收率提高，收率可达到80%，完全可替代常规塔式回收器，减低了初投资。在经过液化气回收后的尾气（干气）直接放空或通过泄放阀进入火炬中烧掉，将会造成极大的能源浪费，为充分利用得之不易的冷源，我们通过以下三种渠道来实现：（1）、在轻质油回收器和液化气回收器之间加设预冷器（或称冷箱）；（2）、在冷却除水阶段加入双冷源（尾气冷源和外部附加冷源）；（3）、在天然气压缩机提压后加设预冷器（或称冷箱）。处理后的干气可用于锅炉的燃烧提供工艺热水和生活热水，或用来发电提供工艺设备和生活用电。至此天然气处理过程结束。3、部分设备工艺简介在整个轻烃回收阶段中的冷源系统可根据工程当地水资源的情况决定采用空冷或水冷方式，根据电力情况压缩机可采用国产或进口名牌压缩机；冷源系统换热器采用我公司专利设备（专利号：ZL01263983.4；ZL01263985.0；ZL200420029949.6；ZL200420029951.3；ZL200420085275.1）设备特点：专利机组在结构形式上已被国家知识产权局定为非压力容器，更能保障安全生产的需要，不受国家管理机构的管理和年检。在天然气流量不稳定的情况下，机组可自身调节负荷变化，并且输入功率随之变化，从而达到节能运行的目的，在已实施的项目中在保证轻烃收率的情况下，最大的可节能50%以上。回收工艺中的换热部分换热流程很长，并且有充分的扰流措施，充分接触换热，增大回收率。独特的除湿工艺流程，充分利用冷却除湿和其它工艺过程中产生的冷凝热量来进行吸附除湿的分子筛再生，减少锅炉等供热设备的投入。回收工艺中深冷设备全部采用环保制冷剂，可根据载冷冷媒温度自动调整负荷量，控制方面可选用PLC自动控制或单片机智能控制器。三、工艺设备投资分析以大庆油田某项目为例，轻烃回收设备以天然气为气源，通过气液分离干燥净化、分步制冷等环节，得以分离出轻烃、液化气等产品。1、设计依据初始参数：工作介质：天然气 日处理量：10000Nm3/d原料气进口压力按0.150.25Mpa（绝）、进口温度按40 天然气平均组分（mol%）：CO2: 0.99 N2: 1.76 C1: 58.11 C2: 11.68 C3: 16.19iC4: 3.01 nC4: 5.28 iC5: 1.24 nC5:1.18 C6: 0.572、投产后的油井产出统计按第二条项目中设计参数，可产出液化气5.0t/d，轻烃油0.8t/d。液化气按3500元/t计算，则日产液化气收入为17500元；轻烃油按2000元/t计算，则日产轻烃油收入为1600元；两项合计为19100元/天。3、运行成本：本套方案中设计设备所需操作工人数按8人，工资按100元/人*d计算，则日工资支出为800元；设备运行每小时耗电约为200kw，每天耗电为4800kw，电费按0.75元/kw