轻烃回收(寇杰).ppt

1、所谓轻烃回收、轻烃回收轻烃回收是指以液态回收比天燃气中的甲烷或乙烷重的成分的过程。 其中，普罗摇镜头丁烷混合物为液化石油气(LPG )，戊烷和戊烷以上成分为轻柴油。 轻烃回收工艺实质上是多组分气液两相平衡体系。 轻烃回收的目的是控制天燃气的烃露点以满足天燃气运输要求。 回收的液态烃产品作为优质的燃料和化学工业原材料，具有很大的经济效果。 国内外轻烃回收的工艺方法有吸附法、吸油法和冷凝分离法。 目前，一般采用冷凝分离法或以冷凝法为主的多种辅助蒸发制冷方法，天燃气经过冷凝回收液烃，工艺主要由原料瓦斯气体预处理、压缩、脱水、制冷和凝固浴回收等部分组成。 脱水制冷、凝固浴回收是轻烃回收工艺的重要过程，

2、这些个的工艺效果在提高轻烃收率、有效利用能源、降低能源消费方面发挥着重要作用。轻烃回收、常温油吸收法油吸收法中温油吸收法直接膨胀冷冻法轻烃回收的主要方法低温分离法制冷剂冷冻法(冷凝分离法)混合冷冻法(透平机膨胀机冷冻和制冷剂混合法)固体吸附法、轻烃回收的主要方法、轻烃回收、 1 .固体吸附法利用固体吸附剂该方法可用于在湿气中回收重烃类，且处理瓦斯气体量小(60104m3/d )和贫天然气液烃含量为1340mL/m3 (瓦斯气体)，可吸附原料瓦斯气体中的水和液烃，原料瓦斯气体露点满足管道的供应要求此类装置流程简单，不需要特殊材料和设备，但再生能耗大，生产成本高，轻烃收率低，使用少。 轻油回收、2

3、 .油吸收法利用天燃气中各种成分在吸收油(粗汽油、灯油、狄塞尔油等)中的溶解度不同，分离不同烃类的方法。 该方法在20世纪5060年代得到广泛应用，至今装置仍在运行，尤其有利于石油分馏工业分离石油裂解气。 吸收油一般为粗汽油、灯油、狄塞尔油。 吸收油的相对分子量越小，轻烃收率越高，但吸收油的蒸发损失越大。 因此，要求烷烃收率高时，一般采用相对分子量小的吸收油。 根据吸收温度的不同，油吸收法分为常温吸收、中温吸收、低温吸收法。 常温吸收的温度一般为30左右，以C3轻烃的回收为主的中温吸收的温度为-20以上，C3收率为40%左右。 低温吸收的温度为-40左右，C3收率一般为80%，云同步可以回收3

4、5P%的C2。 轻烃回收、吸油法的主要设备是吸收塔、富油稳定塔和富油泡罩塔。 如果是低温油吸收法，需要追加制冷系统。 在吸收塔内，吸收油与天燃气逆流接触，吸收瓦斯气体中专业摇镜头、丁烷及戊烷以上的烃类的大部分。 从吸收塔底部流出的富吸收油(简称富油)进入富油稳定塔，抽出无需回收的轻成分，例如甲烷等，使在富油泡罩塔中被富油吸收的乙烷、职业摇镜头、丁烷及戊烷以上的烃类从塔顶蒸发。 从富油泡罩塔底流出的贫吸收油(简称贫吸收油)被蒸发制冷后循环到吸收塔，如果是低温油吸收法，则需要将原料瓦斯气体与贫吸收油分别冷冻后再进入吸收塔。 该方法的优点是系统电压降小，允许采用碳钢，对原料瓦斯气体的预处理没有严格的

5、要求，装置整体的处理量大。 由于工艺系统复杂、生产成本高，随着云同步人们对科技和装备的进步以及轻烃回收率的高期望值，吸油法已被更为合理的低温分离法所取代。轻烃回收，3 .低温分离法又称为低温冷凝法，利用天燃气中各成分冷凝温度的不同特点，在逐步降温过程中对沸点高的烃类进行冷凝分离。 根据供给冷热的方式，有冷剂冷冻法、自我冷冻法(直接膨胀冷冻法)、混合冷冻法等。 根据冷冻深度的不同，冷凝分离法分为浅冷(-20左右)和深冷(-100 )两种。 该方法的特点是需要提供较低温位的冷热，降低原料瓦斯气体的温度，该方法具有工艺流程简单、营运成本低、轻烃回收率高等优点，目前在轻烃回收技术中已成为主流。 轻烃回

6、收，1 )冷剂冷冻法冷剂冷冻法可分为吸收式制冷和压缩式制冷。 吸收式制冷的特征是直接利用热能进行制冷，现在很少应用于轻烃回收的压缩式制冷是利用液体制冷剂气化变成气体时的吸热效果进行制冷的相变制冷。 通常，根据分离瓦斯气体的压力、成分和分离要求，选择的载冷剂介质可以是阿摩尼亚、氟里昂、专业摇镜头或乙烷，并且也可以组合使用多个载冷剂介质。 由于环保因素，氟里昂逐渐淘汰，阿摩尼亚也只在一批旧的轻烃装置中使用。 载冷剂专业摇镜头可以拥有轻烃装置自行生产，而且由于其制冷系数大，制冷温度一般可达到-35-30，新建的装置基本采用职业摇镜头制冷法。 轻烃回收、制冷法的优点是，天燃气冷凝分离所必需的冷热量由独

7、立的外部制冷系统提供，制冷系统产生的冷热量多少与分离的天燃气本身没有直接关系。 该方法的制冷量不限于原料瓦斯气体的贫富程度，对原料瓦斯气体的压力没有严格要求，装置运行过程中可改变制冷量的大小，以适应原料瓦斯气体量、原料组成的变化及季节气候温度的变化。 在我国，许多浅冷装置采用职业摇镜头制冷法。 轻烃回收，2 )膨胀制冷法膨胀制冷法的应用前提条件是原料瓦斯气体和外部干瓦斯气体能否利用较高的压力差，其核心是通过膨胀机将瓦斯气体的压力能转换成机械能产生冷热。 膨胀机的膨胀过程在热力学上接近等熵膨胀过程。 膨胀制冷法的特点是工艺简单、设备数量少、维护费用低、占地少、原料瓦斯气体低，适用于瓦斯气体。 我

8、国采用简单膨胀制冷技术(ISS )轻烃回收装置，规模一般较小，且采用中低压膨胀机，膨胀较小，制冷温度一般达到-20-60，有些装置的制冷温度达到-70-86，为了获得更大的轻烃收率或具有较高原料气体压强力的膨胀机制冷法的典型装置是四川大坝的30104Nm/d膨胀机制冷分离装置，膨胀机出口温度达到90 . 轻烃回收，3 )复合冷冻法复合冷冻法采用2种以上的冷冻方式进行轻烃回收，以从天燃气中最大限度地回收轻烃为目的。 由于要求的温度较低，一般单一冷冻方法难以达到，用膨胀机冷冻可以达到温度要求，但由于膨胀机的带液温度，还不能应对富含重烃的天燃气(富气)。 这种情况下，多采用复合冷冻法、即制冷循环的多

9、段化和混合制冷剂冷冻法及膨胀机加外冷方式。 目前轻烃回收工艺应用最多的是以冷冻剂循环制冷为辅助冷源，以膨胀制冷为主要冷源，采用分段制冷和分段冷凝液分离措施，降低冷热消耗，提高制冷深度，实现高冷凝率，最大限度地回收天燃气中的轻烃。轻烃回收、复合制冷法的优点：装置运行适应性强，即使外置冷源系统发生故障时，装置仍能以一定的收率继续运行，复合制冷法中的外置制冷系统比载冷剂制冷法简单，容量小，外置制冷系统仅解决了高沸点烃类的冷凝问题， 复合制冷法的组合流程不仅能提高专业摇镜头的收率，而且能使回收乙烷的装置提高乙烷的回收率，从而云同步，大幅度减少装置整体的能源消费。 因此，在处理油田瓦斯气体时，作为辅助冷

10、却源，可以设置、修改冷却剂循环制冷是一项很好的技术。 国内结合冷冻法和膨胀机冷冻法的复合冷冻法流程的典型例子是中国石油吐哈分公司丘陵采油厂的120104Nm/d天燃气处理装置。 轻烃回收、轻烃回收、深冷分离法深冷分离法是将天燃气蒸发制冷到低温，一般在-100左右分离回收轻烃的方法。 如天燃气制冷，采用膨胀机制冷、冷却剂制冷、冷却剂与膨胀机联合制冷、热分离机制冷、节流阀制冷等方法。 深冷处理方法的选择，基本原则：在考虑原料瓦斯气体压力，组成，厂址条件的基础上，谋求提高凝固浴回收率，产品质量，节约工程成本，减少一次性物品投资，取得较高的经济效益. 一般以回收C2、C3为主的轻烃回收装置多采用冷剂循

11、环制冷作为辅助制冷工艺，由此能够先冷凝分离重烃，使进入膨胀机的气流贫乏，不仅降低膨胀机的带液量，还降低膨胀机的制冷温度，提高轻烃冷凝率。 对于深冷处理设备，为了满足工艺对冷热的要求，采用膨胀机制冷工艺，原料瓦斯气体预冷后要么先膨胀后增压，要么先增压后膨胀，要么剩馀的瓦斯气体采用冷循环，要么直接向外部供应，要么从系统流程综合利用低温液等选择合适的工艺方法，使膨胀机达到比较合适的膨胀比，以轻烃回收、春晓油气田陆地终端天燃气轻烃回收工艺为例：春晓终端原料瓦斯气体入口压力： 5 000kPa(g )，入口产水量： 760l04Nm3/d，温度：夏季最高29.2，冬季1.8， 干瓦斯气体来源区压力2 0

12、00kPa(g春晓终端进口原料气体压强力高(5 000kPa )，瓦斯气体量较稳定，可利用一盏茶差压的外部气体压力低(2 000 kPa )，主要回收C3以上的轻烃，通过单级一次膨胀机冷冻达到适当的冷凝分离压力和低温(-77.2 ) 浅冷节流阀满足外部天燃气管的露点要求，深冷膨胀机制冷达到原料天燃气中的轻烃回收要求，专业摇镜头收率达到98%以上。轻烃回收、春晓终端深冷分离工艺图、轻烃回收、春晓终端深冷分离工艺流程是将干燥净化后的原料瓦斯气体用冷冻库进行预蒸发制冷后，进入低温分离器中分离出排气相与液相。 低温分离器液相缩小至-45左右，用冷冻库与供热介质进行热交换，达到3.9，进入脱乙烷塔中部。

13、 在脱乙烷塔中进行一盏茶的传热传质后，塔顶气相进入冷冻库冷却后，进入脱乙烷塔回流罐，脱乙烷塔回流罐液相作为塔顶回流进入脱乙烷塔顶部，脱乙烷塔回流罐气相进入冷冻库冷却至-81左右，节流后温度达到-92.3 低温分离器气相进入膨胀压缩机的膨胀端子，膨胀温度下降到-77.2，进入吸收塔底部，气液相在塔内与一盏茶接触，交换传质塔顶气相(-86.8 )，进入冷冻库，与供热介质进行热交换，直至25.8，进入膨胀压缩机的增压端，增压至2.4MPa，用冷却器轻烃回收，吸收塔底液(-77.8，1.8 MPa )用塔底泵增压至2.96MPa后，进入冷冻库与供热介质进行热交换至-5.6后，进入脱乙烷塔上部。脱乙烷塔

14、底部液相(101.6，2.77 MPa )的一部分进入分馏yuu针织面料中，一部分被脱乙烷塔再沸器加热，转送到脱乙烷塔。 优化的深冷分离工艺不仅保证了C3产品的纯度，还提高了C3产量。 由于膨胀制冷以及甲烷的蒸发，使温度下降到-86.8，C3收率高达98。 与液体过冷工艺(LSP工艺)相比，不需要制冷剂辅助制冷，能节省930kW左右的能源，减少了一台专业摇镜头压缩机和辅助制冷循环设施。 春晓终端采用优化的深冷分离技术，与液体过冷技术(LSP技术)相比，能节省930kW能源，不需要冷媒辅助制冷，专业摇镜头收率提高了23个百分点。 春晓终端自2005年l1月商品发货以来，装置运行平稳，各项产品品质

15、均已达到修订要求。 轻烃回收、轻烃回收新技术国内外近20年来建立的轻烃回收装置多采用低温分离法，该方法的发展推动了轻烃回收工艺的进步，促进了轻烃回收工艺的进步。 但总体能源消费高、收率低仍是制约轻烃回收工艺发展的重要因素。 近年来，轻烃回收工艺研究也主要围绕这两个方面展开，一些新技术和新工艺在云同步得到开发利用。 目前国内外研制成功的轻烃回收新技术有直接换热(DHX )技术、膜分离、轻柴油回流、涡流管、变压吸附技术(PSA )等。 这些个新技术的最主要优势仍然体现在降低能源节约和提高轻烃收率两方面，标志着轻烃回收技术的发展方向。 轻烃回收新技术，1 .直接换热(DHX )吸收法在单级膨胀机制冷

16、工艺(ISS )和低温分离器后投入DHX吸收塔，将脱乙烷塔回流罐的液体换冷、节流降温后，进入DHX塔顶。 吸收低温分离器入塔瓦斯气体的C3成分，提高C3回收率。 ISS装置改造成DHX后，C3的回收率从72提高到95，证明改造投资极小。 轻烃回收新技术，巴基斯坦TAY和SIN两个凝析瓦斯气体田原轻烃回收工艺的冷油吸收工艺是用MDEA法用二氧化碳和TEG法脱水的天燃气(二氧化碳含量从6.2%下降到l.5%，水含量下降到1.104kg/104m3。 进入人的冷冻库进行预冷，温度下降到-19，再用专业摇镜头辅助冷气，温度下降到-26，压力从5.5MPa缩小到4.12MPa，温度再下降到-34，进入分

17、离器。 液相进入冷冻库回收冷热量后，与来自吸收塔底部的液体混合而进入脱乙烷塔，气相进入吸收塔底部。 通过专业摇镜头辅助制冷向脱乙烷塔顶部供给冷热的脱乙烷塔顶部瓦斯气体在2.34MPa、-31时进入冷冻库，回收冷热，送到增压外部。 轻烃回收新技术、脱乙烷塔底液相进口人气体液化塔精馏、塔顶生产气体液化可蒸发制冷至40个进口罐并加以储存和外运。 在塔底生产、蒸发制冷轻柴油后，一部分储存在储罐中运往国外，另一部分用水泵增压，蒸发制冷后，与吸收塔顶部瓦斯气体混合后，用职业摇镜头冷冻而蒸发制冷至-34.4人分离器。 轻柴油回流比是6。 用分离器分离的气相用冷冻库回收冷热量进行增压，分离器液相部分的成分多为

18、轻柴油，用泵增压，形成吸收塔顶部。 在吸收塔内，顶部的液相和底部的气相进行一盏茶的质量和能量交换，使气相中的气体液化吸收到液相中，达到回收气体液化的目的(该工艺为冷油吸收法)。 职业摇镜头的收率可以超过93%。 工艺的制冷温度达到-35即可。 轻烃回收新技术，该方法的优点是制冷温度高，工艺设备、管线、阀门成本低。 缺点有三个工作点需要专业摇镜头辅助制冷，专业摇镜头针织面料制冷负荷大，能源消费高和云同步，瓦斯气体驱动的专业摇镜头针织面料设备投资高。 具体轻烃回收工艺的原理程序流程图如下页所示。轻烃回收新工艺、冷油吸收工艺轻烃回收工艺原理程序流程图、轻烃回收新工艺、改良工艺直接热交换吸收法针对冷油吸收法能耗高、投资高的缺点，可以保证专业摇镜头的收率达到93%， 将能源消耗量较高的专业摇镜头辅助冷冻节流阀制冷系统和TEG脱水系统替换为能